CN109591810A - 一种全自动泊车系统、控制方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动泊车系统、方法和车辆，系统包括全自动泊车控制器、超声波雷达传感器以及车身运动执行系统；所述全自动泊车控制器接收超声波雷达传感器的探测数据；所述全自动泊车控制器内预存有车位判断算法，所述车位判断算法根据接收到的探测数据判断车位是否适合本车，并将适合的车位判断结果发送给驾驶员确认；所述全自动泊车控制器控制车身运动执行系统工作和响应于驾驶员确认的车位生成泊车轨迹规划信息后发送给车身运动执行系统，所述泊车系统进入泊车引导状态；所述车身运动执行系统根据泊车规划信息自动控制车辆泊入目标车位。本发明自动化程度以及安全性能较高。

Description

一种全自动泊车系统、控制方法及车辆

技术领域

本发明涉及车辆领域，特别是一种带有自动泊车功能的车辆。

背景技术

目前电动汽车的自动泊车系统大多为半自动泊车系统，依靠12颗超声波雷达探头感知周围障碍物并通过车内多媒体大屏发出提示信息，告知驾驶员适时的介入车辆控制以完成自动泊车入位。部分全自动泊车系统能够自动控制车速、档位和转向，但是泊车过程中仍需驾驶员介入选择泊车方位，自动化程度有待提高。此外，目前市场上的自动泊车系统大多没有融合影像信号，泊车过程中驾驶员无法完全实时监控车辆周边情况，导致驾驶员心理负担较重。

201410215303专利公开了一种全自动泊车系统，系统包括超声波雷达传感器、摄像头传感器、全自动泊车控制器、电动助力转向系统、车身电子稳定系统、发动机控制系统和人机交互系统等。全自动泊车控制器接收雷达获取的距离信号并通过路径规划算法实时计算泊车路径；在自动泊车过程中发送相关控制指令给执行机构，执行机构反馈指令执行结果与控制指令对比来形成泊车路径的实时闭环控制，调整泊车轨迹以减少泊车引导次数，保证泊车任务顺利、快速完成。摄像头采集视频信号用于融合超声波雷达信号以提高雷达信号的准确度和完整度。

但是该系统存在以下问题：该系统在泊车车辆只有单侧车位满足车位尺寸定义时，无法自动选择适合的泊车方向，驾驶员拨动转向拨杆会导致泊车车位选择错误而系统报错，影响泊车体验，系统自动化程度有待提高。

发明内容

本发明目的在于提供一种自动泊车系统、控制方法及车辆，用于解决传统的自动泊车功能无法实现自动识别和选择合适车位而导致泊车系统经常报错的技术问题。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种全自动泊车系统，包括全自动泊车控制器、超声波雷达传感器以及车身运动执行系统；

所述全自动泊车控制器与超声波雷达传感器电连接，并控制超声波雷达传感器工作和接收超声波雷达传感器的探测数据；

所述超声波雷达传感器布置于车身外侧，并响应于全自动泊车控制器的控制进行启停以及向全自动泊车控制器反馈探测数据；

所述全自动泊车控制器内预存有车位判断算法，所述车位判断算法根据接收到的探测数据判断车位是否适合本车，并将适合的车位判断结果发送给驾驶员确认；

所述全自动泊车控制器与车身运动执行系统电连接，并控制车身运动执行系统工作和响应于驾驶员确认的车位生成泊车轨迹规划信息后发送给车身运动执行系统，所述泊车系统进入泊车引导状态；

所述车身运动执行系统根据泊车规划信息自动控制车辆泊入目标车位。

进一步的，在本发明中，还包括车位确认系统，所述车位确认系统电连接于全自动泊车控制器并响应于判断结果提示适合的车位信息；所述车位确认系统接收驾驶员的确认信息并反馈给全自动泊车控制器。

进一步的，在本发明中，还包括摄像头、全景控制器和多媒体大屏，所述摄像头通过全景控制器电连接于全自动泊车控制器，所述全景控制器发送系统进入泊车引导状态信息给全景控制器，所述全景控制器接收到系统进入泊车状态信息后控制摄像头启动工作，所述摄像头拍摄视频信号并发送给全景控制器，所述全景控制器将视频信号处理后生成视频图像发送给多媒体大屏，所述多媒体大屏将接收到的视频图像显示出来。

进一步的，在本发明中，所述车位判断算法按照如下方法进行判断车位是否适合本车：

计算车位深度时，根据雷达发射和接收反射电磁波的时间差计算车身到障碍物的距离并存储作为车位深度数据，若未接收到反射电磁波，则判断车位深度数据为足够满足泊车需求；

计算车位长度时，根据雷达接收反射电磁波从第一次跳变到第二次跳变的时间差，结合车速、加速度信息计算车位长度作为车位长度数据，若发射电磁波仅有一次跳变，则判断长度数据足够满足泊车需求；

将上述车位深度数据和车位长度数据与预存的车身尺寸参数进行对比车位深度数据和车位长度数据均满足泊车需求则判断车位是否适合本车，否则判断车位不适合本车。

与上述全自动泊车控制系统对应的，本发明还公开了一种全自动泊车的控制方法，车辆行进过程中，所述全自动泊车控制器控制雷达传感器启动，所述雷达传感器自车身外侧向外发射电磁波并接收反射电磁波，所述雷达全自动泊车控制器记录雷达传感器的探测数据；

所述全自动泊车控制器根据雷达传感器的探测数据判断车位是否符合本车，若符合，则将合适的车位判断结构发送给驾驶员确认；

驾驶员确认目标车位后，进入泊车引导状态，所述全自动泊车控制器生成泊车轨迹规划信息，并控制车身运动执行系统按照泊车轨迹规划信息控制车辆进行自动泊车。

进一步的，上述控制方法中，进入泊车引导状态后，所述全自动泊车控制器通过全景控制器控制摄像头启动工作，所述摄像头拍摄视频信号并发送给全自动泊车控制器，所述全自动泊车控制器将视频信号处理后生成视频图像发送给多媒体大屏，所述多媒体大屏将接收到的视频图像显示出来。

最后，本发明同时还提供一种具有上述全自动泊车系统的车辆，这种车辆在泊车时自动搜索车位并经过驾驶员确认后自动泊车进入相应的车位，且泊车过程通过启动摄像头获得车身周围的全景影像，可以使得泊车过程更加安全。

有益效果：

由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供了一种全自动泊车系统、控制方法及车辆，通过该系统，车辆可以实现对车位的搜索、判断、要求驾驶员确认并最终实现自动泊车，整个过程自动化程度高，且泊车过程对周围环境提供全景影像，使得泊车安全性提高。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明的全自动泊车系统构造图。

图中，各个附图标记的含义如下：

自动泊车开关1、超声波传感器2、多媒体大屏3、全景控制器4、摄像头5、安全开关6、电动助力转向系统7、车身电子稳定系统8、整车控制器9、电子换挡器10、全自动泊车控制器11。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

如图1所示的一种全自动泊车系统，是以全自动泊车控制器11为核心，多个直接或间接受控于全自动泊车控制器11的功能部件为辅助的系统。其中，功能部件包括自动泊车开关1、超声波传感器2、多媒体大屏3、全景控制器4、摄像头5、安全开关6、电动助力转向系统7、车身电子稳定系统8、整车控制器9和电子换挡器10。

参照图1，全自动泊车控制器11与自动泊车开关1、安全开关6以及超声波传感器2采用硬线连接传输信号；全自动泊车控制器11与车身电子稳定系统8(简称ESP)、电动助力转向系统7(简称EPS)、车身控制器(简称VCU)、电子换挡器10(简称GSM)、多媒体大屏3以及全景控制器4等关联件通过CAN总线传输信号。

自动泊车开关1是用于有泊车需求时，驾驶员将车辆行进至泊车位附件，启动自动泊车开关1则自动泊车系统开启。开启后，按照启动车位搜索-引导驾驶员停车-切换倒挡-长按安全开关6-泊车入位-泊车完成的顺序进行。

车位搜索主要通过全自动泊车控制器11和超声波雷达传感器2配合实现。

如图1所示，所述全自动泊车控制器11与超声波雷达传感器2电连接，并控制超声波雷达传感器2工作和接收超声波雷达传感器2的探测数据，超声波雷达传感器2向车身外部发射超声波和接收超声波回波。所述超声波雷达传感器2布置于车身外侧，并响应于全自动泊车控制器11的控制进行启停以及向全自动泊车控制器11反馈探测数据。

此处，主要是利用超声波来探测车身到障碍物的距离。由于车辆在泊车时处于行进过程中，因此具体的距离的计算需要通过全自动泊车控制器11内的预置车位判断算法完成。

上述本发明的具体实施例中，在车身外侧布置12颗超声波雷达传感器，前、后保中间各安装4颗泊车雷达，前、后、左、右侧边各安装1颗车位搜索雷达，泊车雷达探测距离大约2米，负责探测车辆前后方障碍物到车身的距离，车位搜索雷达探测距离大约5米，负责探测侧方障碍物到车身的距离，通过两种雷达配合，可以实现全面探测各个方向障碍物到车身的距离。主要用于判断车位的大小、深度等尺寸信息，用于进一步判断车位是否满足泊车入位条件。

进一步的，所述全自动泊车控制器11内预存有车位判断算法，所述车位判断算法根据接收到的探测数据判断车位是否适合本车，并将适合的车位判断结果发送给驾驶员确认。

进一步的，上述车位判断算法按照如下方法进行判断车位是否适合本车：

计算车位深度时，根据雷达发射和接收反射电磁波的时间差计算车身到障碍物的距离并存储作为车位深度数据，若未接收到反射电磁波，则判断车位深度数据为足够满足泊车需求。

计算车位长度时，根据雷达接收反射电磁波从第一次跳变到第二次跳变的时间差，结合车速、加速度信息计算车位长度作为车位长度数据，若发射电磁波仅有一次跳变，则判断长度数据足够满足泊车需求。

将上述车位深度数据和车位长度数据与预存的车身尺寸参数进行对比车位深度数据和车位长度数据均满足泊车需求则判断车位是否适合本车，否则判断车位不适合本车。

进一步，系统还能够根据计算出的车位大小和深度，确认车位适用垂直泊入还是水平泊入。如果车位判断算法计算目标车位大小只满足水平泊入，则系统自动选择水平泊车模式；如果车位判断算法计算目标车位大小只满足垂直泊入，则系统自动选择垂直泊车模式；如果车位判断算法计算目标车位大小同时满足水平泊入和垂直泊入，则系统会在多媒体大屏3上提示驾驶员选择水平泊车模式或者垂直泊车模式。

更为细节的，在本实施例中，获得合适的车位后，系统将引导驾驶员进行停车。引导停车首先离不开车位确认系统，所述车位确认系统电连接于全自动泊车控制器11并响应于判断结果提示适合的车位信息；所述车位确认系统接收驾驶员的确认信息并反馈给全自动泊车控制器11。

实际设计中，在出现需要驾驶员的确认信息的环节，通过系统提示驾驶员停车确认，若此时驾驶员不进行确认而是继续行驶，则此轮确认环节自行取消。若驾驶员停车，系统发出指令提示驾驶员切换档位和确认免责申明，驾驶员按照提示选择和确认后，全自动泊车控制器11与车身运动执行系统进行握手，握手成功后系统提示驾驶员长按安全开关6开始泊车。安全开关6是为了保持泊车过程中的安全性，长按安全开关6可以让驾驶员的注意力集中在泊车过程中以便随时终止泊车过程。

例如，通过多媒体大屏3显示判断结果信息，如果全自动泊车控制器11内的车位判断算法计算左侧车位满足车位尺寸要求，则系统自动将左侧车位图标点亮，右侧车位图标灰化，驾驶员点击多媒体大屏3上确认按钮(或10S后自动确认)，并且按照系统提示切换档位为P档防止车辆移动，接着提示长按安全开关6，车辆自动泊入左侧车位；如果自动泊车控制器计算右侧车位满足车位尺寸要求，则系统自动将右侧车位图标点亮，左侧车位图标灰化，驾驶员点击多媒体大屏3上确认按钮(或10S后自动确认)、切换档位后并长按安全开关6，车辆自动泊入右侧车位；如果车辆左右两侧车位同时满足车位尺寸要求，驾驶员需要通过拨动转向灯拨杆人为选择泊车方位，然后切换档位长按安全开关6，或者系统同时点亮左右两侧车位图标，驾驶员点击目标侧图标来选择泊车方位，然后切换档位长按安全开关6。一旦系统获得驾驶员的确认后，车辆自动泊入已选择的车位。相比传统的全自动泊车系统，本发明能够解决因无法自动识别并选择合适车位而导致泊车系统经常报错的问题，提升驾驶员泊车体验。

上述自动泊车过程主要由车身运动执行系统完成。电动助力转向系统7、车身电子稳定系统8、整车控制器9和电子换挡器10组成车身运动执行系统。所述全自动泊车控制器11与车身运动执行系统电连接，并控制车身运动执行系统工作和响应于驾驶员确认的车位生成泊车轨迹规划信息后发送给车身运动执行系统，所述车身运动执行系统根据泊车规划信息自动控制车辆泊入目标车位。相比传统的全自动泊车系统，本发明能够解决因无法自动识别并选择合适车位而导致泊车系统经常报错的问题，提升驾驶员泊车体验。

上述方案中提及的车身运动执行系统具体按照如下方式进行自动泊车：

全自动泊车控制器11利用环境感知系统获取的泊车信息(包括障碍物距离信息、方位信息、车位大小信息等)，建立坐标系，对当前车辆周边环境进行判定，根据路径规划算法全自动泊车控制器11生成泊车轨迹规划信息，将泊车路径划分为几段，每段设置多个目标点，发出控制指令给车身运动执行系统，这里的控制指令主要包括输出转向角信号、加减速指令等用于控制具体的电动助力转向系统以及车身电子稳定系统8。上述车身运动执行系统执行机构控制车辆移动到目标点后反馈实时位置信号，全自动泊车控制器11根据反馈信号对实际泊车路径实时修正，实现车辆的闭环控制。

具体的，全自动泊车控制器11计算出各个泊车路段的方向盘转角信息并输出给电动助力转向系统7，计算扭矩等信息输出给整车控制器9，计算出档位值输出给整车控制器9和电子换挡器10，计算出增压、减压值输出给车身电子稳压系统8，电动助力转向系统7、整车控制器9、电子换挡器10和车身电子稳压系统8收到全自动泊车控制器11的指令后响应指令并执行操作，控制车辆按照规划的路径自动驾驶。同时，电动助力转向系统7将实际转向角度信号、整车控制器9将实际档位信号、车身电子稳压系统8将实际车速、四轮轮速等信号反馈给全自动泊车控制器11，全自动泊车控制器11根据实际反馈的信号对泊车路径进行实时修正，提高泊车精度。

车辆进入车位后，全自动泊车控制器控制车辆挂入P档，发送指令给电子驻车控制器将车辆驻车，然后车辆下电，关闭车门完成自动泊车入位。

具体的，上述过程中，泊车过程中电动助力转向系统7用于执行全自动泊车控制器11输出的转向角信号，全自动泊车控制器11通过握手协议实现对方向盘的控制，自动调节方向盘转动角度到目标位置，动作执行完成后发出方向盘实时转角给全自动泊车控制器11。

车身电子稳定系统8用于接收全自动泊车控制器11输出的加减速指令对泊车车速进行控制，自动泊车控制器通过握手协议实现对车身电子稳定系统8的控制，保证泊车过程中适时的加减速和停车，保证泊车的稳定性与安全性。

除上述两个部件的配合外，整车控制器9接收全自动泊车控制器11输出的扭矩、档位信息，电子换挡器10接收全自动泊车控制器11输出的档位信息，电子换挡器10自动完成档位切换，控制车辆按照规划的泊车轨迹泊车入位。

进一步的，传统的自动泊车系统没有融合周边环境影响，泊车过程中存在安全隐患。因此，更为优选的，本发明在进入泊车状态后自动启动全景影像系统，提供实时监控功能。

具体的，在本实施例中，所述摄像头5通过全景控制器4电连接于全自动泊车控制器11。为了提高泊车过程的安全性，所述全自动泊车控制器11发送系统进入泊车引导状态信息给全景控制器4，所述全景控制器4接收到系统进入泊车状态信息后控制摄像头5启动工作，所述摄像头5拍摄视频信号并发送给全景控制器4，所述全景控制器4将视频信号处理后生成视频图像发送给多媒体大屏3，所述多媒体大屏3将接收到的视频图像显示出来。

例如，设置4颗摄像头5，分别安装在车辆前保中间、后背门中间、左右后视镜上；4路摄像头5在水平190°、垂直125°范围内分别获取左侧、右侧、前侧、后侧四路影像信号后通过高清LVDS输入全景控制器4，全景控制器4进行图像校正及缝合处理将4路影像信号拼接后获得以车辆为中心的鸟瞰图显示在多媒体大屏3上，优选以3D形式展示车身周围路况，及时显现驾驶者视角的盲区状况，从而实现泊车过程中周边环境全程可监控，提高泊车安全性。

车辆有泊车需求时，驾驶员首先将车辆行驶到泊车位附近，并且仍处于缓慢行进过程中，开启自动泊车开关1，所述全自动泊车控制器11控制雷达传感器启动，所述雷达传感器自车身外侧向外发射电磁波并接收反射电磁波，所述雷达全自动泊车控制器11记录雷达传感器的探测数据。

所述全自动泊车控制器11根据雷达传感器的探测数据判断车位是否符合本车，若符合，则将合适的车位判断结果发送给驾驶员确认。

驾驶员确认目标车位后，进入泊车引导状态，所述全自动泊车控制器11生成泊车轨迹规划信息，并控制车身运动执行系统按照泊车轨迹规划信息控制车辆进行自动泊车。

进入泊车引导状态后，所述全自动泊车控制器11通过全景控制器控制摄像头5启动工作，所述摄像头5拍摄视频信号并发送给全自动泊车控制器11，所述全自动泊车控制器11将视频信号处理后生成视频图像发送给多媒体大屏3，所述多媒体大屏3将接收到的视频图像显示出来。

具有上述泊车系统和泊车方法的车辆，能够解决因无法自动识别并选择合适车位而导致泊车系统经常报错的问题，提升驾驶员泊车体验。并且利用本方案能够自动控制车辆速度、方向和档位，且在仅有一侧能够符合泊车要求时能够自动选择泊车方位而不需要驾驶员手动操作。此外，全自动泊车系统融合全景影像信号，驾驶员可以全程实时监控车辆周边环境，在泊车发生紧急情况时终止泊车，提高泊车安全性。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种全自动泊车系统，其特征在于：包括全自动泊车控制器、超声波雷达传感器以及车身运动执行系统；

所述全自动泊车控制器与超声波雷达传感器电连接，并控制超声波雷达传感器工作和接收超声波雷达传感器的探测数据；

所述超声波雷达传感器布置于车身外侧，并响应于全自动泊车控制器的控制进行启停以及向全自动泊车控制器反馈探测数据；

所述全自动泊车控制器内预存有车位判断算法，所述车位判断算法根据接收到的探测数据判断车位是否适合本车，并将适合的车位判断结果发送给驾驶员确认；

所述全自动泊车控制器与车身运动执行系统电连接，并控制车身运动执行系统工作和响应于驾驶员确认的车位生成泊车轨迹规划信息后发送给车身运动执行系统，所述泊车系统进入泊车引导状态；

所述车身运动执行系统根据泊车规划信息自动控制车辆泊入目标车位。

2.根据权利要求1所述的全自动泊车系统，其特征在于：还包括车位确认系统，所述车位确认系统电连接于全自动泊车控制器并响应于判断结果提示适合的车位信息；所述车位确认系统接收驾驶员的确认信息并反馈给全自动泊车控制器。

3.根据权利要求1所述的全自动泊车系统，其特征在于：还包括摄像头、全景控制器和多媒体大屏，所述摄像头通过全景控制器电连接于全自动泊车控制器，所述全景控制器发送系统进入泊车引导状态信息给全景控制器，所述全景控制器接收到系统进入泊车状态信息后控制摄像头启动工作，所述摄像头拍摄视频信号并发送给全景控制器，所述全景控制器将视频信号处理后生成视频图像发送给多媒体大屏，所述多媒体大屏将接收到的视频图像显示出来。

4.根据权利要求1所述的全自动泊车系统，其特征在于：所述车位判断算法按照如下方法进行判断车位是否适合本车：

计算车位深度时，根据雷达发射和接收反射电磁波的时间差计算车身到障碍物的距离并存储作为车位深度数据，若未接收到反射电磁波，则判断车位深度数据为足够满足泊车需求；

计算车位长度时，根据雷达接收反射电磁波从第一次跳变到第二次跳变的时间差，结合车速、加速度信息计算车位长度作为车位长度数据，若发射电磁波仅有一次跳变，则判断长度数据足够满足泊车需求；

将上述车位深度数据和车位长度数据与预存的车身尺寸参数进行对比车位深度数据和车位长度数据均满足泊车需求则判断车位是否适合本车，否则判断车位不适合本车。

5.一种全自动泊车的控制方法，其特征在于：车辆行进过程中，所述全自动泊车控制器控制雷达传感器启动，所述雷达传感器自车身外侧向外发射电磁波并接收反射电磁波，所述雷达全自动泊车控制器记录雷达传感器的探测数据；

所述全自动泊车控制器根据雷达传感器的探测数据判断车位是否符合本车，若符合，则将合适的车位判断结构发送给驾驶员确认；

驾驶员确认目标车位后，进入泊车引导状态，所述全自动泊车控制器生成泊车轨迹规划信息，并控制车身运动执行系统按照泊车轨迹规划信息控制车辆进行自动泊车。

6.根据权利要求5所述的全自动泊车的控制方法，其特征在于：进入泊车引导状态后，所述全自动泊车控制器通过全景控制器控制摄像头启动工作，所述摄像头拍摄视频信号并发送给全自动泊车控制器，所述全自动泊车控制器将视频信号处理后生成视频图像发送给多媒体大屏，所述多媒体大屏将接收到的视频图像显示出来。

7.一种具有上述权利要求1-4中任意一条所述的全自动泊车系统的车辆。