專利名稱：基于側(cè)向傳感器的輔助泊車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)動(dòng)車駕駛輔助系統(tǒng)，特別是涉及一種使用側(cè)向傳感器輔助泊車的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市建設(shè)及汽車工業(yè)的快速發(fā)展，城市中的汽車保有量迅猛增加，雖然汽車使人們的出行更加便利，但是有限的泊車車位已經(jīng)不能滿足大量的汽車泊車的要求。由于要在同一片車位空間內(nèi)盡可能多的停泊車輛，每個(gè)劃分的車位空間僅能容下整個(gè)車身。所以，車位空間的縮小對(duì)汽車駕駛員停車入位的考驗(yàn)更加嚴(yán)峻，稍不留神就會(huì)發(fā)生碰撞。因 此，開發(fā)輔助泊車系統(tǒng)對(duì)駕駛員在泊車時(shí)避免車輛碰撞具有重要意義。輔助泊車系統(tǒng)分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種。近年來，主動(dòng)式輔助泊車系統(tǒng)發(fā)展迅速，其主要由環(huán)境信息采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、車載顯示系統(tǒng)構(gòu)成。在環(huán)境信息采集系統(tǒng)中，測距傳感器(紅外、超聲波等)安裝在車輛前后保險(xiǎn)杠上，對(duì)車輛周圍障礙物及車位信息進(jìn)行探測，輔助駕駛員將車輛安全停泊到車位中。上述輔助泊車系統(tǒng)由于只在前后保險(xiǎn)杠上安裝測距傳感器，其可探測的環(huán)境空間很有限，只能探測到車輛前方和后方一定區(qū)域內(nèi)的障礙物，而缺乏對(duì)車輛側(cè)面環(huán)境信息的探測。當(dāng)障礙物車輛在車位內(nèi)姿態(tài)不規(guī)范時(shí)(不與車位平行)，僅限于安裝在車輛前后保險(xiǎn)杠上的測距傳感器就不能準(zhǔn)確的探測出與空車位兩側(cè)相鄰車位內(nèi)車輛的側(cè)向距離，無法起到輔助駕駛員安全泊車的作用。根據(jù)泊車時(shí)，相對(duì)其他車輛和環(huán)境的相對(duì)位置和方向，泊車的姿態(tài)大常見的有平行泊車和垂直泊車。一般的泊車輔助系統(tǒng)的測距傳感器安裝在車輛的固定位置且不可移動(dòng)，這樣不能完全適應(yīng)兩種泊車姿態(tài)的泊車要求，無法提供足夠的環(huán)境信息幫助駕駛員安全泊車。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種輔助泊車系統(tǒng)，針對(duì)停車車位空間狹窄的情況，對(duì)平行、垂直兩種不同排布方式的車位進(jìn)行探測，輔助駕駛員準(zhǔn)確安全的進(jìn)行泊車操作。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案?；趥?cè)向傳感器的輔助泊車裝置，包括測距傳感器(I)，微型步進(jìn)電機(jī)(2)，電機(jī)控制器(3)，可變角度測距傳感器支架(4)，板卡(5)，上位機(jī)(6)，以及液晶顯示屏(7)，測距傳感器(I)安裝于車身兩側(cè)以及車尾部，位于車尾部兩側(cè)的兩個(gè)測距傳感器(I)分別通過可變角度測距傳感器支架(4)安裝于車尾兩側(cè)，所述的可變角度測距傳感器支架(4)由支架I (8)和支架II (9)組成，測距傳感器⑴固定于支架I (8)上，支架II (9)安裝于車尾兩側(cè)；上位機(jī)(6)發(fā)送控制信號(hào)至電機(jī)控制器(3)，電機(jī)控制器(3)控制微型步進(jìn)電機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)支架I (8)繞支架II (9)旋轉(zhuǎn)；測距傳感器(I)將測量的距離信息以電壓形式輸出至板卡，板卡(5)與上位機(jī)(6)的PCI 口相連，板卡將信號(hào)傳遞到上位機(jī)(6)中進(jìn)行處理后，發(fā)送到液晶顯示屏顯示。安裝在每個(gè)車身外側(cè)的測距傳感器(I)的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，安裝距離大于50cm。安裝在車尾部的測距傳感器(I)的個(gè)數(shù)為四個(gè)。微型步進(jìn)電機(jī)(2)與支架II (9)通過強(qiáng)力膠固定在一起，微型步進(jìn)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子穿過支架I (8)和支架II (9)，微型步進(jìn)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子與支架II (9)不接觸，微型步進(jìn)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子與支架I通過膠皮圈固定。支架II (9)通過真空吸盤固定到車身上。在車身側(cè)面及后部安裝測距傳感器，安裝于車尾兩側(cè)的測距傳感器固定在可變角度測距傳感器支架上，可變角度測距傳感器支架用真空吸盤固定到車身上，可變角度測距 傳感器支架由微型步進(jìn)電機(jī)控制其旋轉(zhuǎn)角度，使測距傳感器在水平方向的探測角度范圍為
0-180度，以達(dá)到準(zhǔn)確識(shí)別目標(biāo)車位的大小和位置的目的。泊車過程中，測距傳感器將實(shí)時(shí)測到的距離信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，通過MATLAB軟件實(shí)時(shí)計(jì)算待泊車輛與空車位相鄰車位中停放車輛的距離和角度，并根據(jù)預(yù)設(shè)的軟件得到最佳的轉(zhuǎn)向信息，障礙物位置信息及合理的轉(zhuǎn)向信息通過液晶顯示屏顯示給駕駛員，引導(dǎo)其進(jìn)行泊車轉(zhuǎn)向操作，大大地減少了駕駛員頻繁的轉(zhuǎn)向操作過程。同時(shí)，安裝側(cè)向測距傳感器增加了車輛對(duì)側(cè)面障礙物距離的探測，當(dāng)測得的距離小于設(shè)定值時(shí)，通過報(bào)警系統(tǒng)提醒駕駛員，提高了泊車過程的安全性。有益效果本實(shí)用新型的有益效果是，由于在車身側(cè)面安裝測距傳感器，不僅增加了對(duì)車輛側(cè)向環(huán)境信息的探測范圍，而且對(duì)車位的探測更加準(zhǔn)確，防止因空車位相鄰車位中車輛位置的偏移而導(dǎo)致的碰撞。由于采用可變角度測距傳感器支架，使測距傳感器對(duì)兩種車位排布方式都能夠進(jìn)行準(zhǔn)確探測，減小了測距傳感器的探測盲區(qū)，輔助駕駛員輕松并安全的進(jìn)行泊車操作。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為測距傳感器示意圖圖3為測距傳感器安裝支架示意圖圖4為微型步進(jìn)電機(jī)與超聲波傳感器支架連接示意圖圖5為車輛排布方式為平行時(shí)超聲波傳感器排布不意圖圖6為車輛排布方式為垂直時(shí)超聲波傳感器排布意圖圖7為本系統(tǒng)原理框圖I-測距傳感器、2-微型步進(jìn)電機(jī)、3-電機(jī)控制器、4-可變角度測距傳感器支架、5-板卡、6-上位機(jī)、7-液晶顯示屏、8-支架I、9_支架II、10-測距傳感器固定孔、11-支架I右側(cè)固定孔、12-支架II右側(cè)固定孔、13-支架I左側(cè)固定孔、14-支架II左側(cè)固定孔、15-微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子、16-固定螺栓、17-空車位左側(cè)車輛、18-空車位右側(cè)車輛、19-待泊車車輛
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步具體說明。[0024]采用超聲波傳感器作為測距傳感器，將其用如下方法安裝到車輛上。如圖I所示，超聲波傳感器固定在支架I上，支架II與支架I 一側(cè)用螺絲固定，使支架I與超聲波傳感器可以沿固定端旋轉(zhuǎn)，在支架II板上安裝三個(gè)圓形真空吸盤，可將超聲波傳感器吸附到車身上，方便拆裝，而且不會(huì)對(duì)車身造成損害。由于支架I可以繞支架II旋轉(zhuǎn)，所以超聲波傳感器測量的角度范圍為水平方向0-180度。車尾部兩側(cè)兩個(gè)傳感器由微型步進(jìn)電機(jī)2控制旋轉(zhuǎn)角度，微型步進(jìn)電機(jī)2與支架II通過強(qiáng)力膠固定在一起，電機(jī)轉(zhuǎn)子與支架I通過膠皮圈固定如圖4所示。 在車身周圍共安裝八個(gè)超聲波傳感器，安裝位置在保險(xiǎn)杠下側(cè)并處于同一水平線上，尾部兩側(cè)安裝兩個(gè)，每個(gè)側(cè)面安裝兩個(gè)，在車輛尾部中間位置放置兩個(gè)，尾部兩測的兩個(gè)傳感器上裝有微型步進(jìn)電機(jī)，對(duì)其角度進(jìn)行控制，相鄰傳感器之間保持一定距離，以避免信號(hào)相互干擾。超聲波傳感器將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送至板卡，板卡通過PCI 口連接到上位機(jī)，上位機(jī)將信息發(fā)送至液晶顯示屏進(jìn)行顯示。電機(jī)控制器控制微型電機(jī)，電機(jī)控制器通過USB接口連接到上位機(jī)，上位機(jī)、超聲波傳感器、微型步進(jìn)電機(jī)、以及液晶顯示器由蓄電池供電。下面具體介紹兩種車輛排布方式泊車基于側(cè)向超聲波傳感器輔助泊車系統(tǒng)如何工作駕駛員將車輛開過空車位，當(dāng)待泊車車輛尾部與空車位左側(cè)車輛尾部或側(cè)面對(duì)齊時(shí)停車，通過液晶屏選擇車輛排布方式為平行排布，啟動(dòng)超聲波輔助泊車系統(tǒng)，由上位機(jī)發(fā)出信號(hào)給電機(jī)控制器，控制器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向，由于平行時(shí)要測量車位長度，超聲波傳感器調(diào)整到與待泊車車輛長度方向成30度角如圖5中l(wèi)_a號(hào)傳感器角度，通過幾何關(guān)系可計(jì)算出車位長度如圖5中L所示，如果車位長度大于一個(gè)半車長，如車長為4. SM，則計(jì)算的車位長度應(yīng)大于7. 2M，就提示駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向倒車，并控制速度越慢越好，同時(shí)所有傳感器工作，并將所測的距離信息實(shí)時(shí)顯示到液晶顯示器上，方便駕駛員掌握車輛與周圍物體的距離。同時(shí)，車輛尾部中間的兩個(gè)傳感器l-c、l-d的距離信息經(jīng)計(jì)算可得到待泊車車輛與空車位右側(cè)車輛之間的角度，并顯示到液晶顯示器上，駕駛員根據(jù)這個(gè)角度，調(diào)整轉(zhuǎn)向盤，控制車輛姿態(tài)與空車位右側(cè)車輛平行，兩車平行后直線倒車，當(dāng)車輛與臨車距離等于0. 3米時(shí)，提示駕駛員停車，完成泊車任務(wù)。駕駛員將車輛開過空車位，當(dāng)待泊車車輛尾部與空車位左側(cè)車輛尾部或側(cè)面對(duì)齊時(shí)停車，通過液晶屏選擇車輛排布方式為垂直排布，啟動(dòng)超聲波輔助泊車系統(tǒng)，由上位機(jī)發(fā)出信號(hào)給電機(jī)控制器，控制器控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向，由于垂直時(shí)要測量車位寬度，超聲波傳感器調(diào)整到與待泊車車輛長度方向成45度角如圖6中1-a號(hào)傳感器所示角度，車位寬度計(jì)算如圖6中W所示，如果車位寬度大于2. 2米時(shí)，就提示駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向倒車，并控制速度越慢越好，同時(shí)所有傳感器工作，并將所測的距離信息實(shí)時(shí)顯示到液晶顯示器上，方便駕駛員掌握車輛與周圍物體的距離。同時(shí)，車輛側(cè)向兩個(gè)傳感器l-e、l_f的距離信息經(jīng)計(jì)算可得待泊車車輛與空車位右側(cè)車輛之間的角度，并顯示到液晶顯示器上，駕駛員根據(jù)這個(gè)角度，調(diào)整轉(zhuǎn)向盤，控制車輛姿態(tài)與空車位右側(cè)車輛平行，兩車平行后直線倒車，當(dāng)待泊車車輛前部與空車位右側(cè)車輛平行時(shí)停車，完成泊車任務(wù)，后部傳感器此時(shí)防止空車位后方出現(xiàn)障礙物時(shí)報(bào)警，提高了泊車的安全性。
權(quán)利要求1.基于側(cè)向傳感器的輔助泊車裝置，包括測距傳感器(I)，微型步進(jìn)電機(jī)(2)，電機(jī)控制器(3)，可變角度測距傳感器支架(4)，板卡(5)，上位機(jī)(6)，以及液晶顯示屏(7)，其特征在于測距傳感器(I)安裝于車身兩側(cè)以及車尾部，位于車尾部兩側(cè)的兩個(gè)測距傳感器(I)分別通過可變角度測距傳感器支架(4)安裝于車尾兩側(cè)，所述的可變角度測距傳感器支架(4)由支架I (8)和支架II (9)組成，測距傳感器⑴固定于支架I (8)上，支架II (9)安裝于車尾兩側(cè)；上位機(jī)(6)發(fā)送控制信號(hào)至電機(jī)控制器(3)，電機(jī)控制器(3)控制微型步進(jìn)電機(jī)⑵驅(qū)動(dòng)支架I (8)繞支架II (9)旋轉(zhuǎn)；測距傳感器⑴將測量的距離信息以電壓形式輸出至板卡，板卡(5)與上位機(jī)(6)PCI 口相連，板卡(5)將信號(hào)傳遞到上位機(jī)(6)中進(jìn)行處理后，發(fā)送到液晶顯示屏顯示。
2.如權(quán)利要求I所述的基于側(cè)向傳感器的輔助泊車裝置，其特征在于安裝在每個(gè)車身外側(cè)的測距傳感器(I)的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，安裝距離大于50cm。
3.如權(quán)利要求I所述的基于側(cè)向傳感器的輔助泊車裝置，其特征在于安裝在車尾部的測距傳感器(I)的個(gè)數(shù)為四個(gè)。
4.如權(quán)利要求I所述的基于側(cè)向傳感器的輔助泊車裝置，其特征在于微型步進(jìn)電機(jī)(2)與支架II (9)通過強(qiáng)力膠固定在一起，微型步進(jìn)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子穿過支架I (8)和支架II(9)，微型步進(jìn)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子與支架II (9)不接觸，微型步進(jìn)電機(jī)(2)的轉(zhuǎn)子與支架I通過膠皮圈固定。
5.如權(quán)利要求I所述的基于側(cè)向傳感器的輔助泊車裝置，其特征在于支架II(9)通過真空吸盤固定到車身上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于側(cè)向傳感器的輔助泊車系統(tǒng)，包括測距傳感器，微型步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)控制器，可變角度測距傳感器支架，板卡，上位機(jī)，以及液晶顯示屏。測距傳感器安裝于車身兩側(cè)以及車尾部，位于車尾部兩側(cè)的兩個(gè)測距傳感器分別通過可變角度測距傳感器支架安裝于車尾兩側(cè)，電機(jī)控制器通過微型步進(jìn)電機(jī)控制測距傳感器的測量角度，測距傳感器探測車輛與障礙物的距離，根據(jù)車位排布方式調(diào)整傳感器與車身縱向角度，以適應(yīng)對(duì)不同車位的探測，并將距離信息通過電信號(hào)的方式傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，應(yīng)用MATLAB處理后，將車位信息及泊車時(shí)適合的轉(zhuǎn)向角度顯示到駕駛員身邊的液晶顯示器上，提示駕駛員進(jìn)行安全的泊車操作。
文檔編號(hào)B60R11/00GK202557435SQ201220077539
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月4日
發(fā)明者賓洋, 馮能蓮, 張瀟, 郭靖, 周大森 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)