專利名稱：一種自動泊車系統(tǒng)車位識別方法
技術領域：
本發(fā)明屬于汽車電子控制技術領域，涉及一種自動泊車系統(tǒng)車位識別方法。
背景技術：
目前，在汽車電子控制技術研究和應用方面，自動泊車系統(tǒng)越來越多地應用到各種類型的汽車上，自動泊車系統(tǒng)就是不用人工干預，自動停車入位的系統(tǒng)，這套系統(tǒng)能夠很方便的完成汽車泊車，減少駕駛員的操作復雜性。隨著人們對汽車智能技術需求的不斷提升，自動泊車技術已成為智能車輛技術研究的熱點之一。一個完整的泊車系統(tǒng)應該包含車位識別、軌跡生成及轉身控制三大塊。車位識別作為關鍵核心技術之一，關系整個泊車系統(tǒng)的成敗。國內(nèi)外對于車位識別技術的理論研究并未深入，且未對車位識別中普遍存在的誤判、漏判等問題進行討論。正如前面所說，在自動泊車系統(tǒng)實現(xiàn)自動泊車的過程中，車位信息的識別是一個很重要的步驟。車位識別實現(xiàn)的主要功能是:利用安裝于車身周圍的傳感器，實時捕獲車身周圍的環(huán)境信息；在系統(tǒng)中央控制器上對采集數(shù)據(jù)進行處理分析判斷；根據(jù)算法識別出車位的上下邊緣，計算出汽車行駛過車位上下邊緣的有效距離，最后得到泊車位的信息。在現(xiàn)有的關于車位識別的方法中，包括以下方法:利用圖像傳感器進行車身周圍信息的采集并識別出目標車輛相對目標車位的位置；采用超聲波傳感器采集車身與周邊障礙物的距離以計算相應的目標車位；以及自動泊車系統(tǒng)初始尋庫偏差校正方法，找出一條與側方停車界限平行的虛擬直線作為路徑規(guī)劃的重要參考。上述方法所存在的不足概括起來就是:首先，都未對利用超聲波傳感器進行車位識別所涉及權利要求進行論述，且所提及的車位識別方法受限于其假設的前提條件；其次，基于單超聲波傳感器進行車位識別無法`保證其安全魯棒性，一旦其中一個傳感器失效或誤判，輕則整個泊車系統(tǒng)都會失效，重則在泊車位失效的情況下由于其識別結果的誤判而進行泊車將造成無法挽回的后果。在此背景下，本發(fā)明提出一種適用性廣、安全性好及魯棒性強的基于多超聲波傳感器的車位識別方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，該方法通過設置在車身的超聲波傳感器和控制器組成的泊車系統(tǒng)對目標車位進行檢查，通過超聲波檢測實現(xiàn)對目標車位邊緣及其長度寬度的確定，并通過信息融合算法得到目標車位最終信息，最后得出車位信息決策。為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:一種自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，其特征在于:包括以下步驟:步驟一:啟動車位搜索系統(tǒng)，進行超聲波測距；步驟二:目標車位邊緣判斷；步驟三:目標車位長度和寬度計算；步驟四:進行車位信息融合；步驟五:進行車位信息決策。進一步，在步驟一中，駕駛員啟動車位搜索系統(tǒng)，當車輛在泊車區(qū)域向前行駛時，布置在車身周圍的超聲波傳感器開始工作，向外發(fā)射脈沖波并開通超聲波捕獲通道實時捕獲反射回波；當捕獲通道在設定周期內(nèi)捕獲到回波信號，則對捕獲時間進行計數(shù)并計算出與障礙物的距離，如果捕獲通道未在設定周期內(nèi)捕獲到回波信號，則默認為該周期內(nèi)傳感器并未檢測到障礙物并設置該時刻傳感器距離值為一設定上限閾值，同時選通另一傳感器開始工作。進一步，在步驟二中，當車輛以一定速度沿著一定方向行駛經(jīng)過目標車位上邊緣時，通過判斷車身上靠近目標車位一側的超聲波傳感器所探測的距離是否發(fā)生跳變，如果發(fā)生跳變且跳變前后距離差值在所設定的上邊緣閾值范圍內(nèi)，則認為檢測到目標車位的上邊緣；并同時記錄跳變位置采樣點距離差值；同時開始累加車輛單位周期內(nèi)的行駛距離；當車輛檢測上邊緣成功后，如果上述超聲波傳感器探測距離出現(xiàn)由大到小跳變且跳變前后距離差值在所設定的下邊緣閾值范圍內(nèi)，則認為檢測到目標車位的下邊緣，并同時記錄跳變位置采樣點距離差值，停止目標車輛行駛距離累加。進一步，在步驟三中通過以下方式確定目標車位的長度和寬度:計算步驟二中所記錄的累加行駛距離值作為目標車位的長度；計算車位上邊緣和下邊緣所記錄的跳變距離絕對值的平均值作為車位的寬度。進一步，在步驟四中，根據(jù)各傳感器識別出的有效目標車位，對車身同側超聲波傳感器所測車位信息進行信息融合；如果車輛行駛方向的右側有有效泊車位，則通過融合后得到右側車位的最終車位信息；如果車輛行駛方向的左側有車位，則通過融合后得到左側車位的最終車位信息。進一步，在步驟五中，根據(jù)融合的有效目標車位，判斷是屬于側方位泊車位還是倒庫泊車位，以及目 標車位所屬車輛行駛方向的具體方位，具體判斷方法如下:1)如果檢測的目標車位長度符合最低平行泊車位長度要求，且為車身右側探頭所融合后的車位信息，則判斷為車輛行駛方向右側平行泊車位；2)如果檢測的目標車位長度符合最低平行泊車位長度要求，且為車身左側探頭所融合后的車位信息，則判斷為車輛行駛方向左側平行泊車位；3)如果檢測的目標車位長度符合最低垂直泊車位長度要求，且為車身右側探頭所融合的車位信息，則判斷為車輛行駛方向右側垂直泊車位；4)如果檢測的目標車位長度符合最低垂直泊車位長度要求，且為車身左側探頭所融合的車位信息，則判斷為車輛行駛方向左側的垂直泊車位。本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供了一種自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，引入了基于多超聲波傳感器進行信息融合的方法以解決車位識別中普遍存在的誤判、漏判等問題，有效提高了車位識別的安全魯棒性；同時本方法比現(xiàn)有的其它方法更易實施，能更好的應用于工程實踐中。


為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明:圖1為本發(fā)明所述方法的宏觀流程圖；圖2為平行泊車位環(huán)境模擬圖；圖3為垂直泊車位環(huán)境模擬圖4為本方法的微觀流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的整體技術方案如下:利用安裝于車身周圍的多個超聲波傳感器，實時捕獲車身周圍的環(huán)境信息；利用安裝于車輪轉軸處的輪速傳感器獲取當前汽車行駛速度；在系統(tǒng)中央控制器上對采集數(shù)據(jù)進行處理分析判斷；依據(jù)邊緣識別算法判斷目標車位的有效邊緣位置，同時獲取超聲波傳感器所實時測量的距離信息，并結合當前目標車輛行駛速度計算出汽車行駛過目標車位的有效距離即目標車位長度，通過所記錄的目標車位上下邊緣距離跳變數(shù)據(jù)計算出目標車位的寬度。最后依據(jù)多傳感器信息融合算法對車身同側傳感器所測車位信息進行數(shù)據(jù)融合，得到最終的目標車位信息；依據(jù)車位信息決策方法判斷當前計算的泊車位的類別(平行車位和垂直車位)，以及車位所屬方位(車身左側和車身右側)。在系統(tǒng)啟動時，控制中樞開啟超聲波激勵模塊，多個超聲波探頭采用輪詢方式進行激勵波的發(fā)射；同時開戶超聲波回波接收模塊，利用渡越時間法計算激勵與回波之間的時間計數(shù)；采用公式(I)計算超聲波探頭與障礙物之間的距離，如果采集的距離超出了探頭所探測的范圍則設定一個大于最大探測距離的閥值，閥值根據(jù)公式(2)來設定。rfwtincc=—— 公式(1)，其中distance為所計算的超聲波探測距離，C為
2
超聲波傳播速度，T為超聲波激勵時刻到回波時刻的總的計數(shù)值。Dthreshold = ffcar+Dfflax公式(2)，其中=Wcot為車輛寬度，Dmax為超聲波傳感器所能探測的最遠距離。車速采集 模塊利用安裝于車輪中心軸承處的輪速傳感器實時采集車輪的轉速并通過車載CAN通信網(wǎng)絡將車速信號傳輸至控制中樞。車位邊緣檢測部分是車位識別的核心部分，包括車位上邊緣和下邊緣的檢測。車位上邊緣的定義如附圖2、圖3中的SI所示，下邊緣定義如圖2、圖3中的S2。目標車輛在行駛過程中，安裝于車身兩側的多個超聲波傳感器實時檢測與目標車位前后所停障礙物的距離。對于邊緣檢測需確定邊緣閾值范圍:對于側方位泊車，其上邊緣閾值范圍設定參考目標車輛的車身參數(shù)W.、超聲波傳感器距離上限閾值Dttoestold (如公式(2)所述)、目標車輛與目標車位前后已停車輛的橫向距離Dvertical，具體如不等式(I)所述；下邊緣閾值范圍設定與上邊緣閾值類同，只是將其符號變反即可，其具體如不等式(2)所述。Dthreshold-Wcar-Dvertical ^ UpperEdgethreshold〈 Dthreshold-Wcar 不等式(OWcar-Dthreshold〈 LowerEdgethreshold ^ Wcar+Dvertical-Dthreshold 不等式(2)其中，UpperEdgethreshold為上邊緣閾值，LowerEdgethreshold 為下邊緣閾值。車位上邊緣檢測:當車輛行駛經(jīng)過目標車位的上邊緣時，當前時刻的距離值與前一時刻的距離值發(fā)生正跳變(即距離由小到大變化)，如果跳變差值在所設定的上邊緣檢測閾值范圍內(nèi)則判斷為車位上邊緣檢測成功，并開始按周期累加汽車所行駛的距離(當前車速*周期)，以及記錄此采樣時刻跳變的差值；否則繼續(xù)檢測車位上邊緣。車位下邊緣檢測:當車輛行駛經(jīng)過目標車位的下邊緣時，當前時刻的距離值與前一時刻的距離值發(fā)生負跳變(即距離由大到小變化)，如果跳變差值在所設定下邊緣檢測閾值范圍內(nèi)則判斷為車位下邊緣檢測成功，并停止汽車行駛距離的累加，以及記錄此采樣時刻跳變的差值；否則繼續(xù)檢測車位下邊緣。異常邊緣檢測:分析目標車位前后已停車輛的分布情況，作相應的邊緣決策。此情況又分為兩類:第一類:當目標車位只有后端有已停車輛而前端無已停車輛，即只能檢測到目標車位上邊緣的情況:假設車位的上邊緣檢測成功，此時通過判斷所累加的車輛行駛距離來決定泊車位有效。具體判斷方法:如果所累加的行駛距離大于單倍的所設定的最小泊車位長度且小于雙倍的最小泊車位長度，則認為此車位為有效車位；如果大于雙倍的最小泊車車位長度則認為有毗連的泊車位，則以最鄰近目標車輛的有效泊車位作為有效車位。第二類:當目標車位只有前端有已停車輛而后端無已停車輛，即只能檢測到目標車位下邊緣的情況:此類情況暫不考慮，由于未檢測到上邊緣，故并不會執(zhí)行累加汽車行駛距離的步驟，即無法計算目標車位的長度及寬度信息。通過計算車位行駛的累加距離值得到目標車位的長度，其計算如公式(3)所述；通過計算邊緣檢測成功時所記錄的上邊緣跳變差值和下邊緣距離跳變差值之間的絕對平均值得到目標車位的寬度，其計算如公式(4)所述。
權利要求
1.一種自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:啟動車位搜索系統(tǒng)，進行超聲波測距； 步驟二:目標車位邊緣判斷； 步驟三:目標車位長度和寬度計算； 步驟四:進行車位信息融合； 步驟五:進行車位信息決策。
2.根據(jù)權利要求1所述的自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，其特征在于:在步驟一中，駕駛員啟動車位搜索系統(tǒng)，當車輛在泊車區(qū)域向前行駛時，布置在車身周圍的超聲波傳感器開始工作，向外發(fā)射脈沖波并開通超聲波捕獲通道實時捕獲反射回波；當捕獲通道在設定周期內(nèi)捕獲到回波信號，則對捕獲時間進行計數(shù)并計算出與障礙物的距離，如果捕獲通道未在設定周期內(nèi)捕獲到回波信號，則默認為該周期內(nèi)傳感器并未檢測到障礙物并設置該時刻傳感器距離值為一設定上限閾值，同時選通另一傳感器開始工作。
3.根據(jù)權利要求1所述的自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，其特征在于:在步驟二中，當車輛以一定速度沿著一定方向行駛經(jīng)過目標車位上邊緣時，通過判斷車身上靠近目標車位一側的超聲波傳感器所探測的距離是否發(fā)生跳變，如果發(fā)生跳變且跳變前后距離差值在所設定的上邊緣閾值范圍內(nèi)，則認為檢測到目標車位的上邊緣；并同時記錄跳變位置采樣點距離差值；同時開始累加車輛單位周期內(nèi)的行駛距離；當車輛檢測上邊緣成功后，如果上述超聲波傳感器探測距離出現(xiàn)由大到小跳變且跳變前后距離差值在所設定的下邊緣閾值范圍內(nèi)，則認為檢測到目標車位的下邊緣，并同時記錄跳變位置采樣點距離差值，停止目標車輛行駛距離累加。
4.根據(jù)權利要求1所述的自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，其特征在于:在步驟三中通過以下方式確定目標車位的長度和寬度:計算步驟二中所記錄的累加行駛距離值作為目標車位的長度；計算車位上邊緣和下邊緣所記錄的跳變距離絕對值的平均值作為車位的寬度。
5.根據(jù)權利要求1所述的自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，其特征在于:在步驟四中，根據(jù)各傳感器識別出的有效目標車位，對車身同側超聲波傳感器所測車位信息進行信息融合；如果車輛行駛方向的右側有有效泊車位，則通過融合后得到右側車位的最終車位信息；如果車輛行駛方向的左側有車位，則通過融合后得到左側車位的最終車位信息。
6.根據(jù)權利要求1所述的自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，其特征在于:在步驟五中，根據(jù)融合的有效目標車位，判斷是屬于側方位泊車位還是倒庫泊車位，以及目標車位所屬車輛行駛方向的具體方位，具體判斷方法如下:1)如果檢測的目標車位長度符合最低平行泊車位長度要求，且為車身右側探頭所融合后的車位信息，則判斷為車輛行駛方向右側平行泊車位；2)如果檢測的目標車位長度符合最低平行泊車位長度要求，且為車身左側探頭所融合后的車位信息，則判斷為車輛行駛方向左側平行泊車位；3)如果檢測的目標車位長度符合最低垂直泊車位長度要求，且為車身右側探頭所融合的車位信息，則判斷為車輛行駛方向右側垂直泊車位；4)如果檢測的目標車位長度符合最低垂直泊車位長度要求，且為車身左側探頭所融合的車位信息，則判斷為車輛行駛方向左側的垂直泊車位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動泊車系統(tǒng)車位識別方法，屬于汽車電子控制技術領域。本方法包括以下步驟步驟一啟動車位搜索系統(tǒng)，進行超聲波測距；步驟二目標車位邊緣判斷；步驟三目標車位長度和寬度計算；步驟四進行車位信息融合；步驟五根據(jù)車位融合信息進行車位信息決策。該方法引入了基于多超聲波傳感器進行信息融合的方法以解決車位識別中普遍存在的誤判、漏判等問題，有效提高了車位識別的安全魯棒性；同時本方法比現(xiàn)有的其它方法更易實施，能更好的應用于工程實踐。
文檔編號B60W30/06GK103241239SQ20131015579
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權日2013年4月27日
發(fā)明者樸昌浩, 溫球良, 祿盛, 謝青山 申請人:重慶郵電大學, 重慶奔奈科技有限公司