一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警裝置，包括：傳感器單元、動(dòng)作單元、數(shù)據(jù)處理單元、決策單元和執(zhí)行單元。所述傳感器單元指安裝在車頭的上一個(gè)脈沖激光雷達(dá)傳感器，用于采集車輛前方的環(huán)境信息；所述動(dòng)作單元包括步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，步進(jìn)電機(jī)精確控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角度；所述數(shù)據(jù)處理單元實(shí)時(shí)處理脈沖信號(hào)，通過計(jì)算把時(shí)間參數(shù)轉(zhuǎn)換為距離參數(shù)；所述決策單元將數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算得到的距離參數(shù)與預(yù)先設(shè)定的安全距離作對(duì)比，做出決策；所述執(zhí)行單元根據(jù)決策單元所得結(jié)果確定下一步所要執(zhí)行動(dòng)作。本實(shí)用新型能有效地提高自動(dòng)泊車車位的探測(cè)精度，并能有效地降低追尾事故的發(fā)生概率。
【專利說明】一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車控制領(lǐng)域，涉及自動(dòng)泊車和主動(dòng)安全技術(shù)，尤其涉及一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車主動(dòng)安全的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車擁有量不斷增加，可利用的泊車空間越來(lái)越少，公路交通事故數(shù)量也愈發(fā)增多，泊車難題和公路交通安全越來(lái)越受到人們關(guān)注。自動(dòng)泊車系統(tǒng)的出現(xiàn)解決日益困擾車主的泊車難題，此外，國(guó)內(nèi)外在安全車距預(yù)警系統(tǒng)方面開展了相當(dāng)多有益的探索，并在技術(shù)方面取得了一些突破。
[0003]泊車位探測(cè)是自動(dòng)泊車系統(tǒng)的最基本環(huán)節(jié)，精確的車位識(shí)別方法在自動(dòng)泊車中是十分必要的，精確的車位識(shí)別直接影響泊車過程能否順利進(jìn)行。
[0004]實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)前車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是安全車距預(yù)警的前提，對(duì)前方車輛的精確探測(cè)能夠在潛在的追尾事故發(fā)生前給駕駛員以預(yù)警，使駕駛員能及時(shí)做出正確處理，有效避免此類交通事故的發(fā)生。
[0005]現(xiàn)有自動(dòng)泊車車位的探測(cè)技術(shù)和行車車距測(cè)量技術(shù)多采用超聲波探測(cè)技術(shù)、紅外線探測(cè)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)等，其中超聲波探測(cè)技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。超聲波探測(cè)器雖然價(jià)格低廉但在應(yīng)用上存在著一些不足，一是超聲波探測(cè)器的安裝對(duì)空間密封性的要求高，不能有大容量的空氣流動(dòng)；二是超聲波的散射、反射問題比較嚴(yán)重，自動(dòng)泊車時(shí)在汽車的前后端圓角處存在接收不到回波的現(xiàn)象；三是超聲波測(cè)量距離較短不能滿足高速行駛時(shí)的安全車距預(yù)警要求；此外，超聲波以空氣作為傳輸介質(zhì)，空氣的溫度和相對(duì)濕度會(huì)影響其探測(cè)靈敏度且對(duì)車輛姿態(tài)誤差較為敏感。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提出一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警的裝置。脈沖激光雷達(dá)傳感器定向性好、準(zhǔn)確性高，在車輛上具有多元性應(yīng)用。在自動(dòng)泊車時(shí)，脈沖激光雷達(dá)傳感器能根據(jù)尋庫(kù)過程中掃描獲得的車輛周圍環(huán)境，從中提取出車輛周圍的環(huán)境信息，并識(shí)別出可利用的泊車位；在正常行車時(shí)，脈沖激光雷達(dá)傳感器能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)前車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并在得出存在安全隱患時(shí)及時(shí)對(duì)駕駛者發(fā)出蜂鳴預(yù)警。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警裝置，包括:動(dòng)作單元、傳感器單元、數(shù)據(jù)處理單元、決策單元、執(zhí)行單元；所述動(dòng)作單元連接傳感器單元，所述傳感器單元連接數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元連接決策單元，所述決策單元連接執(zhí)行單元；所述傳感器單元包括一個(gè)脈沖激光雷達(dá)傳感器，用于采集車輛前方的環(huán)境信息；所述動(dòng)作單元包括步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述步進(jìn)電機(jī)用于精確控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角度；所述數(shù)據(jù)處理單元用于實(shí)時(shí)處理脈沖信號(hào)，通過計(jì)算把時(shí)間參數(shù)轉(zhuǎn)換為距離參數(shù)；所述決策單元用于將數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算得到的距離參數(shù)與預(yù)先設(shè)定的安全距離作對(duì)比，做出決策；所述執(zhí)行單元用于根據(jù)決策單元所得結(jié)果確定下一步所要執(zhí)行動(dòng)作；
[0009]進(jìn)一步，所述脈沖激光雷達(dá)傳感器包括激光脈沖發(fā)射器、激光接收器、信號(hào)處理器、和脈沖計(jì)數(shù)器四部分；所述脈沖激光雷達(dá)傳感器選用1^13211，安裝在汽車進(jìn)氣格柵中間位置并固定在所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上。
[0010]進(jìn)一步，所述步進(jìn)電機(jī)選用[丨也皿]!的1X57113843型號(hào)電機(jī)。
[0011〕 進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理單元和決策單元使用英飛凌^02365微控制器，通過…X通道進(jìn)行通信。
[0012]進(jìn)一步，所述步進(jìn)電機(jī)一側(cè)軸端連接旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的一端，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的另一端連接脈沖激光雷達(dá)傳感器，所述脈沖激光雷達(dá)傳感器的接口連接英飛凌1(:2365微控制器。
[0013]與現(xiàn)有的方案相比，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果:
[0014]1.本實(shí)用新型所述裝置中一個(gè)脈沖激光雷達(dá)傳感器即替代了多個(gè)超聲波傳感器和測(cè)距傳感器的作用，實(shí)現(xiàn)了一種傳感器在車輛上的多元性應(yīng)用。
[0015]2.本實(shí)用新型所述裝置中脈沖激光雷達(dá)傳感器具有定向性好、探測(cè)距離遠(yuǎn)、探測(cè)精度高且探測(cè)靈敏度不易受到環(huán)境的影響等優(yōu)勢(shì)。
[0016]3.本實(shí)用新型所述裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，脈沖激光雷達(dá)傳感器通過旋轉(zhuǎn)平臺(tái)安裝在進(jìn)氣格柵中間位置，不需車身另外開孔，安裝方便，通用性強(qiáng)。
[0017]4.本實(shí)用新型將自動(dòng)泊車車位探測(cè)系統(tǒng)和行車主動(dòng)安全系統(tǒng)集成為一體，節(jié)約了車載資源，降低了汽車成本，利于該裝置的推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的工作流程圖。
[0020]圖3是本實(shí)用新型中脈沖激光雷達(dá)傳感器在車輛上的布置示意圖。
[0021]圖4是本實(shí)用新型中脈沖激光雷達(dá)傳感器在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的安裝示意圖。
[0022]圖5是本實(shí)用新型中脈沖激光雷達(dá)傳感器的工作原理圖。
[0023]圖6是本實(shí)用新型中自動(dòng)泊車車位探測(cè)方法演示圖。
[0024]圖7是本實(shí)用新型中正常行車安全車距預(yù)警流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。需要指出的是，下面僅以一種最優(yōu)化的技術(shù)方案對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案以及設(shè)計(jì)原理進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0026]如圖1、2所示，包括:傳感器單元、動(dòng)作單元、數(shù)據(jù)處理單元、決策單元和執(zhí)行單元。所述傳感器單元指安裝在車頭的上一個(gè)脈沖激光雷達(dá)傳感器，用于采集車輛前方的環(huán)境信息；所述動(dòng)作單元包括步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，利用步進(jìn)電機(jī)精確控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角度；所述數(shù)據(jù)處理單元實(shí)時(shí)處理脈沖信號(hào)，通過計(jì)算把時(shí)間參數(shù)轉(zhuǎn)換為距離參數(shù)；所述決策單元將數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算得到的距離參數(shù)與預(yù)先設(shè)定的安全距離作對(duì)比，做出決策；所述執(zhí)行單元根據(jù)決策單元所得結(jié)果確定下一步所要執(zhí)行動(dòng)作。
[0027]本實(shí)施例中選用113211型脈沖激光雷達(dá)傳感器，該傳感器掃描區(qū)域?yàn)?00°?180。，探測(cè)距離為80%外型尺寸為352^266拉36臟3。動(dòng)作單元中步進(jìn)電機(jī)，品牌丄1也皿11，型號(hào)1X57113843，額定轉(zhuǎn)速:500 ；數(shù)據(jù)處理單元和決策單元使用英飛凌^02365，通過…X通道進(jìn)行通信。
[0028]圖3是本實(shí)用新型中脈沖激光雷達(dá)傳感器在車輛上的布置方案。圖4是本實(shí)用新型中脈沖激光雷達(dá)傳感器在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的安裝圖。如圖所示，本實(shí)用新型在只車頭上安裝了一個(gè)脈沖激光雷達(dá)傳感器，一個(gè)小的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)安裝在進(jìn)氣格柵中間位置，脈沖激光雷達(dá)傳感器固定安裝在該旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上。步進(jìn)電機(jī)通過齒輪與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)連接，精確控制旋轉(zhuǎn)角度。
[0029]如圖4所示，所述步進(jìn)電機(jī)一側(cè)軸端連接旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的一端，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的另一端連接脈沖激光雷達(dá)傳感器。
[0030]圖5是本實(shí)用新型中脈沖激光雷達(dá)傳感器的工作原理框圖。如圖所示，本實(shí)用新型所述脈沖激光雷達(dá)傳感器，包括激光脈沖發(fā)射器、激光接收器、信號(hào)處理器、和脈沖計(jì)數(shù)器四部分。激光脈沖發(fā)射器發(fā)射激光脈沖，通過發(fā)射天線發(fā)射到激光雷達(dá)前面的空間并記錄脈沖時(shí)間；激光接收器接收遇到障礙反射至接收天線的激光脈沖；信號(hào)處理器對(duì)激光脈沖整形并放大，產(chǎn)生一個(gè)終止脈沖信號(hào)；脈沖計(jì)數(shù)器監(jiān)測(cè)到終止脈沖信號(hào)后停止計(jì)算，得到整個(gè)激光脈沖運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的脈沖激光器產(chǎn)生的脈沖數(shù)目。所述脈沖激光雷達(dá)傳感器具有多元性功用，在自動(dòng)泊車時(shí)能夠精確探測(cè)泊車位，在正常行車時(shí)起安全車距預(yù)警的作用。
[0031]圖6是本實(shí)用新型中自動(dòng)泊車車位探測(cè)流程圖。如圖所示，自動(dòng)泊車時(shí)，開啟右轉(zhuǎn)向燈(或不開轉(zhuǎn)向燈)，步進(jìn)電機(jī)以預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)向右轉(zhuǎn)動(dòng)40°，脈沖激光雷達(dá)傳感器對(duì)右側(cè)停放的車輛進(jìn)行探測(cè)，當(dāng)脈沖激光雷達(dá)傳感器信號(hào)發(fā)生突變時(shí)，開始計(jì)算與前車的距離，當(dāng)脈沖激光雷達(dá)傳感器信號(hào)再次發(fā)生突變時(shí)，即可得出目標(biāo)車位縱向距離II ‘，決策單元將目標(biāo)車位縱向距離II ‘與預(yù)先設(shè)定的安全泊車最小縱向距離II作對(duì)比，決策該縱向距離‘是否符合安全泊車要求，再由執(zhí)行單元確定將要執(zhí)行的下一步為泊車路徑規(guī)劃還是繼續(xù)尋找可用泊車位。
[0032]圖7是本實(shí)用新型中正常行車安全車距預(yù)警流程圖。如圖所示，在正常行車時(shí)，步進(jìn)電機(jī)不工作，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)處于中間位置，脈沖激光雷達(dá)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)前車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，決策單元將數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算得到的兩車間距離V與此車速下安全行車距離I作對(duì)比，決策該車距V是否符合安全行車要求，再由執(zhí)行單元確定將要執(zhí)行的下一步為無(wú)動(dòng)作還是立即對(duì)駕駛者發(fā)出蜂鳴預(yù)警。
[0033]本實(shí)用新型提出一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警的方法，該方法包括以下步驟:
[0034]自動(dòng)泊車時(shí):
[0035]第一步，駕駛員啟動(dòng)自動(dòng)泊車系統(tǒng)，當(dāng)車速低于101^/1！并且右(左)轉(zhuǎn)向燈開啟時(shí)，自動(dòng)泊車系統(tǒng)開始尋庫(kù)；
[0036]第二步，動(dòng)作單元根據(jù)監(jiān)測(cè)到的轉(zhuǎn)向燈方向信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)以預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)向右(左)轉(zhuǎn)動(dòng)40° ；
[0037]第三步，安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上的脈沖激光雷達(dá)傳感器探測(cè)車前右(左)側(cè)的環(huán)境信息；
[0038]第四步，數(shù)據(jù)處理單元實(shí)時(shí)處理脈沖激光雷達(dá)傳感器傳輸過來(lái)的脈沖時(shí)間和脈沖數(shù)目，通過計(jì)算把時(shí)間參數(shù)轉(zhuǎn)換為距離參數(shù)，即目標(biāo)車位的縱向距離II ‘ ；
[0039]第五步，決策單元將數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算得到的目標(biāo)車位縱向距離與預(yù)先設(shè)定的安全泊車最小縱向距離II作對(duì)比，決策該縱向距離II ‘是否符合安全泊車要求；
[0040]第六步，執(zhí)行單元根據(jù)決策單元所得結(jié)果確定下一步所要執(zhí)行的動(dòng)作，若決策單元所得結(jié)果為該縱向距離0 ‘符合安全泊車要求，即II ‘ 3?，則下一步執(zhí)行泊車路徑規(guī)劃；若決策單元所得結(jié)果為該縱向距離‘不符合安全泊車要求，即II ‘? II，則繼續(xù)尋找可用泊車位。
[0041]正常行車時(shí):
[0042]第一步，步進(jìn)電機(jī)不工作，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)處于中間位置，脈沖激光雷達(dá)傳感器探測(cè)前方車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0043]第二步，數(shù)據(jù)處理單元實(shí)時(shí)處理脈沖激光雷達(dá)傳感器傳輸過來(lái)的脈沖時(shí)間和脈沖數(shù)目，通過計(jì)算把時(shí)間參數(shù)轉(zhuǎn)換為距離參數(shù)，即兩車間距離V ；
[0044]第三步，決策單元將數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算得到的兩車間距離V與此車速下安全行車距離I作對(duì)比，決策該車距V是否符合安全行車要求；
[0045]第四步，執(zhí)行單元根據(jù)決策單元所得結(jié)果確定下一步所要執(zhí)行的動(dòng)作，若決策單元所得結(jié)果為該車距V符合安全行車要求，即V ?匕則無(wú)任何動(dòng)作；若決策單元所得結(jié)果為該車距V不符合安全行車要求，即1, ?1，則立即對(duì)駕駛者發(fā)出蜂鳴預(yù)警。
[0046]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警裝置，其特征在于，包括:動(dòng)作單元、傳感器單元、數(shù)據(jù)處理單元、決策單元、執(zhí)行單元；所述動(dòng)作單元連接傳感器單元，所述傳感器單元連接數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元連接決策單元，所述決策單元連接執(zhí)行單元； 所述傳感器單元包括一個(gè)脈沖激光雷達(dá)傳感器，用于采集車輛前方的環(huán)境信息； 所述動(dòng)作單元包括步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述步進(jìn)電機(jī)用于精確控制旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和角度； 所述數(shù)據(jù)處理單元用于實(shí)時(shí)處理脈沖信號(hào)，通過計(jì)算把時(shí)間參數(shù)轉(zhuǎn)換為距離參數(shù)； 所述決策單元用于將數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算得到的距離參數(shù)與預(yù)先設(shè)定的安全距離作對(duì)t:匕,做出決策； 所述執(zhí)行單元用于根據(jù)決策單元所得結(jié)果確定下一步所要執(zhí)行動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警裝置，其特征在于，所述脈沖激光雷達(dá)傳感器包括激光脈沖發(fā)射器、激光接收器、信號(hào)處理器、和脈沖計(jì)數(shù)器四部分；所述脈沖激光雷達(dá)傳感器選用LMS211，安裝在汽車進(jìn)氣格柵中間位置并固定在所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警裝置，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)選用Lichuan的LC57HS843型號(hào)電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元和決策單元使用英飛凌XC2365微控制器，通過USIC通道進(jìn)行通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種集成自動(dòng)泊車車位探測(cè)和行車安全車距預(yù)警裝置，其特征在于，所述步進(jìn)電機(jī)一側(cè)軸端連接旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的一端，所述旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的另一端連接脈沖激光雷達(dá)傳感器，所述脈沖激光雷達(dá)傳感器的接口連接英飛凌XC2365微控制器。
【文檔編號(hào)】B60W50/14GK204136980SQ201420500642
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】李傲雪, 江浩斌, 李臣旭, 馬世典 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)