本發(fā)明屬于汽車泊車控制技術(shù)，具體涉及一種遙控泊車系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

自動(dòng)泊車系統(tǒng)可以使汽車自動(dòng)地停靠位泊車，該系統(tǒng)包括一環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、一中央處理器和一車輛策略控制系統(tǒng),所述環(huán)境數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括一圖像采集系統(tǒng)和一車載距離探測(cè)系統(tǒng),可采集圖像數(shù)據(jù)及周圍物體距車身的距離數(shù)據(jù),并通過數(shù)據(jù)線傳輸給中央處理器；所述中央處理器可將采集到的數(shù)據(jù)分析處理后,得出汽車的當(dāng)前位置、目標(biāo)位置以及周圍的環(huán)境參數(shù),依據(jù)上述參數(shù)作出自動(dòng)泊車策略,并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；所述的車輛策略控制系統(tǒng)接受電信號(hào)后,依據(jù)指令作出汽車的行駛?cè)缃嵌?、方向及?dòng)力支援方面的操控。但現(xiàn)有自動(dòng)泊車系統(tǒng)不具有主動(dòng)避讓障礙物功能，當(dāng)系統(tǒng)探測(cè)到有障礙物就會(huì)退出自動(dòng)泊車系統(tǒng)。另外，當(dāng)泊車位很狹窄時(shí)，泊車完成后，駕駛員無法順利打開車門從車內(nèi)出來，同時(shí)，也無法進(jìn)入車輛將車輛開出泊車位。這種情況在目前車位緊缺的時(shí)代，是相當(dāng)普遍的問題，嚴(yán)重影響了駕駛員的體驗(yàn)。目前的自動(dòng)泊車系統(tǒng)要么直接忽略較狹小的車位，無法按照駕駛員的意愿泊入車位；要么泊入后，由于車位過窄，無法打開車門，導(dǎo)致駕駛員無法從車輛內(nèi)出去，嚴(yán)重影響了駕駛體驗(yàn)。

因此，有必要開發(fā)一種新的遙控泊車系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種遙控泊車系統(tǒng)及方法，能實(shí)現(xiàn)遙控自動(dòng)泊車，并在泊車過程中，能通過控制車輛轉(zhuǎn)向避讓障礙物。

本發(fā)明所述的遙控泊車系統(tǒng)，包括：

遙控器，用于發(fā)送車輛泊入或泊出停車位請(qǐng)求；

障礙物探測(cè)單元，用于獲取車輛四周的障礙物信息；

攝像單元，用于獲取停車位信息；

泊車控制器，用于在接收到遙控器所發(fā)出的車輛泊入或泊出停車位請(qǐng)求后，根據(jù)障礙物探測(cè)單元所獲取的障礙物信息計(jì)算出障礙物與車輛之間的相對(duì)位置關(guān)系，并結(jié)合車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑、車位信息、車輛尺寸計(jì)算出車輛是否能通過轉(zhuǎn)向避開該障礙物，若能，則規(guī)劃出行駛路徑，并發(fā)出控制指令；若不能，則退出系統(tǒng)，并給出提示信息，泊車控制器分別與障礙物探測(cè)單元、攝像單元、遙控器連接；

泊車執(zhí)行單元，基于所述泊車控制器發(fā)出的控制指令根據(jù)所規(guī)劃出的行駛路徑控制車輛泊入或泊出停車位，該泊車執(zhí)行單元與泊車控制器連接。

所述泊車控制器還用于根據(jù)車輛左右側(cè)的障礙物信息計(jì)算出左右側(cè)的障礙物與車輛之間的距離d，若距離d小于預(yù)設(shè)距離dx,則認(rèn)為車位太窄，車門無法正常打開，并提示駕駛員使用遙控泊車系統(tǒng)的自動(dòng)泊出功能。

所述障礙物探測(cè)單元包括12個(gè)超聲波傳感器，分別安裝在車輛的前部和后部，其中，安裝在車輛前部的超聲波傳感器用于探測(cè)車輛前方的障礙物，安裝在車輛后部的超聲波傳感器用于探測(cè)車輛后方的障礙物，12個(gè)超聲波傳感器共同用于探測(cè)車輛左側(cè)以及右側(cè)的障礙物。

所述攝像單元包括四個(gè)攝像頭，分別安裝在車輛的前部、后部、左側(cè)以及右側(cè)。

本發(fā)明所述的一種遙控泊車方法，采用如本發(fā)明所述的遙控泊車系統(tǒng)，其方法包括以下步驟：

步驟一、通過遙控器發(fā)送車輛泊入或泊出停車位請(qǐng)求；

步驟二、利用障礙物探測(cè)單元實(shí)時(shí)獲取車輛四周的障礙物信息，利用攝像單元實(shí)時(shí)獲取車位信息；

步驟三、泊車控制器在接收到遙控器所發(fā)出的車輛泊入或泊出停車位請(qǐng)求后，根據(jù)障礙物探測(cè)單元所獲取的障礙物信息計(jì)算出障礙物與車輛之間的相對(duì)位置關(guān)系，并結(jié)合車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑、車位信息、車輛尺寸計(jì)算出車輛是否能通過轉(zhuǎn)向避開該障礙物，若能，則規(guī)劃出行駛路徑，并發(fā)出控制指令；若不能，則退出系統(tǒng)，并給出提示信息；

步驟四、泊車執(zhí)行單元基于控制指令根據(jù)所規(guī)劃出的行駛路徑控制車輛泊入或泊出停車位。

所述步驟一中，所述車輛泊入請(qǐng)求分為車頭泊入模式和車尾泊入模式；

若選擇車頭泊入模式時(shí)，在執(zhí)行所述步驟一之前，將車頭大致對(duì)準(zhǔn)停車位；

若選擇車尾泊入模式時(shí)，在執(zhí)行所述步驟一之前，將車尾大致對(duì)準(zhǔn)停車位。

所述步驟三中，根據(jù)障礙物探測(cè)單元所獲取的障礙物信息計(jì)算出障礙物與車輛之間的相對(duì)位置關(guān)系，具體為：

利用相鄰的兩個(gè)超聲波傳感器所獲得的障礙物的距離，以及這兩個(gè)超聲波傳感器在車輛上的安裝位置，通過三角定位算法計(jì)算出該障礙物的坐標(biāo)。

通過計(jì)算車輛的行駛軌跡得出碰撞區(qū)域與非碰撞區(qū)域；

φo為方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)至某個(gè)角度位置時(shí)，車輛外側(cè)前轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度，r_outer為此時(shí)車輛外側(cè)的轉(zhuǎn)彎半徑；

фi為方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)至某個(gè)角度位置時(shí)，車輛內(nèi)側(cè)前轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向角度，r_stick_f為此時(shí)車輛內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)彎半徑；

當(dāng)車輛方向盤轉(zhuǎn)到某個(gè)角度位置，并且保持低速前行時(shí)，r_outer與r_stick_f包圍所形成的區(qū)域?yàn)檐囕v正向碰撞區(qū)域，即surface碰撞區(qū)；當(dāng)車輛方向盤轉(zhuǎn)到某個(gè)角度位置時(shí)，車輛轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)后輪前行的軌跡與r_stick_f包圍所形成的區(qū)域?yàn)檐囕v的內(nèi)側(cè)碰撞區(qū)域，即inner碰撞區(qū)；除surface碰撞區(qū)以及inner碰撞區(qū)以外的區(qū)域均為非碰撞區(qū)域；

在車輛進(jìn)行軌跡規(guī)劃時(shí)，若障礙物的坐標(biāo)位于非碰撞區(qū)域內(nèi)，或障礙物的坐標(biāo)位于碰撞區(qū)域內(nèi)，但車輛能通過轉(zhuǎn)向避開障礙物，則通過遙控泊車系統(tǒng)控制車輛自動(dòng)泊車；若障礙物的坐標(biāo)位于碰撞區(qū)域內(nèi)，且車輛無法通過轉(zhuǎn)向避開障礙物，則遙控泊車系統(tǒng)退出，提示由駕駛員進(jìn)行操作。

當(dāng)駕駛員在泊車前已判斷出車位過窄，則駕駛員先將車輛對(duì)準(zhǔn)車位后下車，再利用遙控泊車系統(tǒng)將車輛泊入車位；

當(dāng)駕駛員在泊入車位前未判斷出車位過窄，并將車輛泊入車位后，且所述泊車控制器根據(jù)車輛左右側(cè)的障礙物信息計(jì)算出左右側(cè)的障礙物與車輛之間的距離d小于預(yù)設(shè)距離dx時(shí),則認(rèn)為車位太窄，車門無法正常打開，并提示駕駛員使用自動(dòng)泊出功能，駕駛員利用遙控泊車系統(tǒng)將車輛先泊出車位后再下車，再利用遙控泊車系統(tǒng)的自動(dòng)泊入功能將車輛泊入車位。

本發(fā)明的有益效果：

（1）當(dāng)系統(tǒng)探測(cè)到有障礙物時(shí)，首先判斷是否能通過轉(zhuǎn)向來避讓障礙物，若能，則規(guī)劃出行駛路徑，并發(fā)出控制指令；若不能，才會(huì)退出系統(tǒng)；

（2）當(dāng)泊車位很狹窄時(shí)，泊車完成后，駕駛員無法順利的打開車門從車內(nèi)出來的情況下，系統(tǒng)能夠提示駕駛員使用遙控泊車系統(tǒng)，將車輛駛出車位，駕駛員下車后，再次使用遙控泊車系統(tǒng)讓車輛自動(dòng)泊入車位；當(dāng)駕駛員已經(jīng)判斷出車位過窄時(shí)，可以將車輛對(duì)準(zhǔn)車位后，下車，在車外使用遙控泊車系統(tǒng)將車輛泊入車位；從而很好地解決了車位過窄，泊車完成后駕駛員無法上下車輛的問題，大大提升了駕駛體驗(yàn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理框圖；

圖2為本發(fā)明采用車頭泊入模式的示意圖；

圖3為本發(fā)明采用車尾泊入模式的示意圖；

圖4為本發(fā)明流程圖；

圖5為本發(fā)明中計(jì)算障礙物坐標(biāo)的原理圖；

圖6為本發(fā)明中計(jì)算出碰撞區(qū)域和非碰撞區(qū)域的原理圖；

圖中：1、障礙物探測(cè)單元，2、遙控器，3、攝像單元，4、泊車控制器，5、泊車執(zhí)行單元,6、停車位。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示的遙控泊車系統(tǒng)，包括遙控器2、障礙物探測(cè)單元1、攝像單元3、泊車控制器4和泊車執(zhí)行單元5。遙控器2通過藍(lán)牙與泊車控制器4無線連接，障礙物探測(cè)單元1、攝像單元3分別與泊車控制器4連接，泊車控制器4與泊車執(zhí)行單元5。其中：泊車執(zhí)行單元5包括電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、電子換擋系統(tǒng)，分別用于實(shí)現(xiàn)泊車過程中對(duì)車輛的轉(zhuǎn)向控制、油門控制、制動(dòng)和駐車控制、自動(dòng)換擋控制。遙控器2用于發(fā)送車輛泊入或泊出停車位請(qǐng)求。

障礙物探測(cè)單元1用于獲取車輛四周的障礙物信息。

攝像單元3用于獲取停車位信息。

泊車控制器4用于在接收到遙控器2所發(fā)出的車輛泊入或泊出停車位請(qǐng)求后，根據(jù)障礙物探測(cè)單元1所獲取的障礙物信息計(jì)算出障礙物與車輛之間的相對(duì)位置關(guān)系，并結(jié)合車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑、車位信息、車輛尺寸計(jì)算出車輛是否能通過轉(zhuǎn)向避開該障礙物，若能，則規(guī)劃出行駛路徑，并發(fā)出控制指令；若不能，則退出系統(tǒng)，并給出提示信息。

泊車執(zhí)行單元5基于所述泊車控制器4所發(fā)出的控制指令根據(jù)所規(guī)劃出的行駛路徑控制車輛泊入或泊出停車位。

本發(fā)明中，所述泊車控制器4還用于根據(jù)車輛左右側(cè)的障礙物信息計(jì)算出左右側(cè)的障礙物與車輛之間的距離d，若距離d小于預(yù)設(shè)距離dx,則表示車輛無法正常打開車門，并提示駕駛員使用遙控泊車系統(tǒng)的自動(dòng)泊出功能。

本發(fā)明中，所述障礙物探測(cè)單元1包括12個(gè)超聲波傳感器，分別安裝在車輛的前部和后部，其中，安裝在車輛前部的超聲波傳感器用于探測(cè)車輛前方的障礙物，安裝在車輛后部的超聲波傳感器用于探測(cè)車輛后方的障礙物，12個(gè)超聲波傳感器共同用于探測(cè)車輛左側(cè)以及右側(cè)的障礙物。

本發(fā)明中，所述攝像單元3包括四個(gè)攝像頭，分別安裝在車輛的前部、后部、左側(cè)以及右側(cè)。

如圖4所示，本發(fā)明所述的遙控泊車方法，采用如本發(fā)明所述的遙控泊車系統(tǒng)，其方法包括以下步驟：

步驟一、通過遙控器2發(fā)送車輛泊入或泊出停車位請(qǐng)求。

步驟二、利用障礙物探測(cè)單元1實(shí)時(shí)獲取車輛四周的障礙物信息，利用攝像單元3實(shí)時(shí)獲取車位信息。

步驟三、泊車控制器4在接收到遙控器2所發(fā)出的車輛泊入或泊出停車位請(qǐng)求后，根據(jù)障礙物探測(cè)單元1所獲取的障礙物信息計(jì)算出障礙物與車輛之間的相對(duì)位置關(guān)系，并結(jié)合車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑、車位信息、車輛尺寸計(jì)算出車輛是否能通過轉(zhuǎn)向避開該障礙物，若能，則規(guī)劃出行駛路徑，并發(fā)出控制指令；若不能，則退出系統(tǒng)，并給出提示信息。

步驟四、泊車執(zhí)行單元5基于控制指令根據(jù)所規(guī)劃出的行駛路徑控制車輛泊入或泊出停車位。

如圖2和圖3所示，所述步驟一中，所述車輛泊入請(qǐng)求分為車頭泊入模式和車尾泊入模式；若選擇車頭泊入模式時(shí)，在執(zhí)行所述步驟一之前，將車頭大致對(duì)準(zhǔn)停車位6。若選擇車尾泊入模式時(shí)，在執(zhí)行所述步驟一之前，將車尾大致對(duì)準(zhǔn)停車位6。

本發(fā)明中，所述步驟三中，根據(jù)障礙物探測(cè)單元1所獲取的障礙物信息計(jì)算出障礙物與車輛之間的相對(duì)位置關(guān)系，具體為：利用相鄰的兩個(gè)超聲波傳感器所獲得的障礙物的距離，以及這兩個(gè)超聲波傳感器在車輛上的安裝位置，通過三角定位算法計(jì)算出該障礙物的坐標(biāo)。如圖5所示，以下以實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明：a、b、c、d四個(gè)區(qū)域依次為從左到右四個(gè)超聲波傳感器s1、s2、s3、s4的探測(cè)范圍，ab表示超聲波傳感器s1、s2的探測(cè)重疊區(qū)域。bc表示超聲波傳感器s2、s3的探測(cè)重疊區(qū)域。cd表示超聲波傳感器s3、s4的探測(cè)重疊區(qū)域。障礙物aobj為車輛前方障礙物，其坐標(biāo)area(x,y),可由超聲波傳感器s2、超聲波傳感器s3實(shí)測(cè)距離ds2_a、ds3_a，以及超聲波傳感器s2的安裝位置s2（x2,y2,angle2）、超聲波傳感器s3的安裝位置s3（x3,y3,angle3）算出。由此，再結(jié)合車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑（即車輛方向盤轉(zhuǎn)到極限位置時(shí)，車輛外側(cè)轉(zhuǎn)向輪滾過的軌跡圓半徑）和車位信息計(jì)算出車輛的行駛軌跡，以避開障礙物駛?cè)牖蝰偝鲕囄弧?/p>

如圖6所示，通過計(jì)算車輛行駛軌跡，可以得出碰撞區(qū)域與非碰撞區(qū)域。

φo為方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)至某個(gè)角度位置時(shí)，車輛外側(cè)轉(zhuǎn)向輪（前輪）的轉(zhuǎn)向角度，r_outer為此時(shí)車輛外側(cè)的轉(zhuǎn)彎半徑。фi為方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)至某個(gè)角度位置時(shí)，車輛內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)向輪（前輪）的轉(zhuǎn)向角度，r_stick_f為此時(shí)車輛內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)彎半徑。當(dāng)車輛方向盤轉(zhuǎn)到某個(gè)角度位置，并且保持低速前行時(shí)，r_outer與r_stick_f包圍所形成的區(qū)域?yàn)檐囕v正向碰撞區(qū)域，即surface碰撞區(qū)。當(dāng)車輛方向盤轉(zhuǎn)到某個(gè)角度位置時(shí)，車輛轉(zhuǎn)彎內(nèi)側(cè)后輪前行的軌跡與r_stick_f包圍所形成的區(qū)域?yàn)檐囕v的內(nèi)側(cè)碰撞區(qū)域，即inner碰撞區(qū)。除surface碰撞區(qū)以及inner碰撞區(qū)以外的區(qū)域均為非碰撞區(qū)域。在車輛進(jìn)行軌跡規(guī)劃時(shí)，若障礙物的坐標(biāo)位于非碰撞區(qū)域內(nèi)，或障礙物的坐標(biāo)位于碰撞區(qū)域內(nèi)，但車輛能通過轉(zhuǎn)向避開障礙物，則通過遙控泊車系統(tǒng)控制車輛自動(dòng)泊車；若障礙物的坐標(biāo)位于碰撞區(qū)域內(nèi)，且車輛無法通過轉(zhuǎn)向避開障礙物，則遙控泊車系統(tǒng)退出，提示由駕駛員進(jìn)行操作。

如圖4所示，當(dāng)駕駛員在泊車前已判斷出車位過窄，則駕駛員先將車輛對(duì)準(zhǔn)車位后下車，再利用遙控泊車系統(tǒng)的自動(dòng)泊入功能將車輛泊入車位。當(dāng)駕駛員在泊入車位前未判斷出車位過窄，并將車輛泊入車位后，且所述泊車控制器根據(jù)車輛左右側(cè)的障礙物信息計(jì)算出左右側(cè)的障礙物與車輛之間的距離d小于預(yù)設(shè)距離dx時(shí),則認(rèn)為車位太窄，車門無法正常打開，并提示駕駛員使用遙控泊車系統(tǒng)的自動(dòng)泊出功能，駕駛員利用遙控泊車系統(tǒng)的自動(dòng)泊出功能將車輛先泊出車位后再下車，再利用遙控泊車系統(tǒng)的自動(dòng)泊入功能將車輛泊入車位。

在遙控泊車入位、出位過程中，駕駛員需要在車外觀察周邊環(huán)境，在任何情況下，駕駛員都可以通過遙控器2發(fā)送泊車終止指令，當(dāng)泊車控制器4接收到泊車終止指令后，回發(fā)送指令給對(duì)應(yīng)的執(zhí)行單元，將車輛駐車。此時(shí)，泊車過程終止。