專利名稱：獲取泊車位參數(shù)的裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及駕駛員輔助系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種獲取泊車位參數(shù)的裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
駕駛員輔助系統(tǒng)作為現(xiàn)代汽車的智能裝備已經(jīng)越來越多的被廣大人們所關(guān)注和使用，其中泊車過程中的倒車?yán)走_(dá)就作為一種泊車輔助設(shè)備被廣為安裝和使用。但是，光有對障礙物的識別能力并不能幫助駕駛員輕松的將車輛泊入泊車位，尤其是在狹小的泊車位的時候，于是一種智能的泊車輔助系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，并越來越多的被關(guān)注。已知的智能泊車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用超聲波傳感器探測泊車位的比較多，其對車位探測的計(jì)算方法主要是利用超聲波傳感器探測到車輛間的空隙，然后根據(jù)車輛行駛在該空隙過程中的車速或輪速和時間的乘積來計(jì)算這個空隙的距離有多長來判斷是否是一個泊車位。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的獲取泊車位長度的應(yīng)用場景的示意圖。如圖1所示，車輛01 沿直線04行進(jìn)，其右側(cè)有泊車位02。車輛01車身上的距離檢測裝置測量車輛附近物體的距離，圖中該物體為泊車位前后車輛，車輛01配備的計(jì)算裝置根據(jù)該距離確定線條03，并確定其中距離產(chǎn)生突變的位置，如圖中的圓圈05和06所示。這樣，泊車位的長度為L = VX t，其中L表示泊車位長度，V表示車速，t表示距離檢測裝置分別檢測到圓圈05和06所示位置的時間間隔。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)車輛在泊車位空隙行駛過程中車輛的運(yùn)行是曲線時，或者車輛本身是直線運(yùn)行但車身方向與泊車位邊界本身存在一個夾角，在這兩種情況下，僅使用車速或輪速計(jì)算泊車位的長度就存在比較大的誤差。上述兩種情況分別如圖2和圖3所示。圖2是車輛沿曲線接近泊車位的場景的示意圖，在圖2中，車輛01沿軌跡44行進(jìn)。圖3是車身與泊車位邊界存在夾角時車輛接近泊車位的場景的示意圖，在圖 3中，車輛01沿軌跡55行進(jìn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)車輛接近停車位時的運(yùn)行軌跡不與泊車位邊界平行時智能泊車輔助系統(tǒng)獲取的泊車位長度存在較大誤差。對于該問題，目前尚未提出有效解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提出一種獲取泊車位參數(shù)的裝置和系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)車輛接近停車位時的運(yùn)行軌跡不與泊車位邊界平行時智能泊車輔助系統(tǒng)獲取的泊車位長度存在較大誤差的問題。為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種獲取泊車位參數(shù)的裝置，包括第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)車速和方向盤轉(zhuǎn)角得出車輛運(yùn)行軌跡；第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述車輛運(yùn)行軌跡以及所述車輛運(yùn)動過程中從該車輛上的固定點(diǎn)探測到的一系列與泊車位附近障礙物的距離，得出所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)的位置；第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)的位置得出所述泊車位的長度。
進(jìn)一步地，所述第一計(jì)算模塊還用于按照如下公式計(jì)算車輛運(yùn)行軌跡: V，其中，χ表示車輛前進(jìn)方向的位移，y表示垂直車輛前進(jìn)方向并遠(yuǎn)離泊車
Xcosyy—Sin^fψ_tmS/b
位方向的位移，Ψ表示橫擺角，ν表示車速，δ表示根據(jù)所述方向盤轉(zhuǎn)角和所述車輛的傳動比得出的前輪轉(zhuǎn)角，b表示車輛的軸距。 進(jìn)一步地，所述第一計(jì)算模塊還用于根據(jù)檢測得到的車輛橫擺角速度確定車輛的
橫擺角，然后按照如下公式計(jì)算車輛運(yùn)行軌跡
χcos ψsin ψ
V，其中ψ為車輛橫擺角(進(jìn)一步地，所述第二計(jì)算模塊還用于按照如下公式計(jì)算所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)的位置:Xi = x+L · cos ￥ + (D+ff) · sin Ψ , Yi = y+L · sin ￥-(D+ff) · cos Ψ ；其中 Xi 禾口 Yi 分別表示所述障礙物邊界的序號為正整數(shù)i的點(diǎn)在車輛前進(jìn)方向和垂直車輛前進(jìn)方向并遠(yuǎn)離泊車位方向的位置，χ和y分別表示所述車輛在運(yùn)行中該車輛上的指定點(diǎn)在車輛前進(jìn)方向和垂直車輛前進(jìn)方向并遠(yuǎn)離泊車位方向的坐標(biāo)，坐標(biāo)原點(diǎn)為所述車輛開始進(jìn)行泊車位探測時后軸中點(diǎn)所處的位置，D表示該指定點(diǎn)與車輛上的所述固定點(diǎn)在車長方向的距離，W 表示該指定點(diǎn)與該固定點(diǎn)在車寬方向的距離，Ψ表示橫擺角。進(jìn)一步地，所述第二計(jì)算模塊還用于使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，根據(jù)所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)確定泊車位邊界直線。進(jìn)一步地，所述第二計(jì)算模塊還用于根據(jù)所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置確定該坐標(biāo)系內(nèi)的直線的表達(dá)式，該直線以λ = + &、_的形式表達(dá)，并且
Vx-ν-Vx-V ν/η ν ι, V ν
b = V 2 _% ^T7 y = h — Z7. ;其中η表示所述一系列點(diǎn)的數(shù)目。 Ijx丨ηη η進(jìn)一步地，還包括第四計(jì)算模塊，根據(jù)所述泊車位邊界直線和車輛運(yùn)行軌跡中當(dāng)前的位置坐標(biāo)確定車輛后軸中點(diǎn)距離所述泊車位邊界直線任一端點(diǎn)的垂直距離和平行距離，以及根據(jù)所述泊車位邊界直線與X軸的夾角和車輛當(dāng)前位置的橫擺角ψ的差值確定車輛前后軸中點(diǎn)連線與所述泊車位邊界直線的夾角。為解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種獲取泊車位參數(shù)的系統(tǒng)，包括距離傳感器和計(jì)算裝置，以及包括車速傳感器或輪速傳感器，還包括方向盤轉(zhuǎn)角傳感器或橫擺角速度傳感器，其中距離傳感器，用于檢測自身與檢測目標(biāo)之間的距離；車速傳感器，用于檢測車輛的行駛速度；輪速傳感器，用于檢測車輪旋轉(zhuǎn)的線速度；方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，用于檢測車輛方向盤轉(zhuǎn)動的角度；橫擺角速度傳感器，用于檢測車輛的橫擺角速度；計(jì)算裝置，包括本發(fā)明的獲取泊車位參數(shù)的裝置的第一計(jì)算模塊、第二計(jì)算模塊和第三計(jì)算模塊。進(jìn)一步地，所述距離傳感器為超聲波傳感器。進(jìn)一步地，所述輪速傳感器的精度至少為0. Olm/s。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在泊車位參數(shù)計(jì)算中考慮了車輛的橫擺角相關(guān)的參數(shù)， 因此兼顧了泊車位探測過程中車輛的運(yùn)行狀況對泊車位長度計(jì)算帶來的影響，將車輛運(yùn)行軌跡和泊車位邊界點(diǎn)放在同一坐標(biāo)系下進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算獲得泊車位長度和車輛相對泊車位的位置關(guān)系和角度關(guān)系，所以可以提高計(jì)算泊車位長度和車輛與泊車位之間的位置關(guān)系、 角度關(guān)系的精度，從而能夠更準(zhǔn)確的進(jìn)行泊車。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的獲取泊車位長度的應(yīng)用場景的示意圖；圖2是車輛沿曲線接近泊車位的場景的示意圖；圖3是車身與泊車位邊界存在夾角時車輛接近泊車位的場景的示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的獲取泊車位參數(shù)的方法的示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例中獲取泊車位參數(shù)的主要步驟的示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例的車輛運(yùn)動的相關(guān)幾何參數(shù)的示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例中的泊車車輛在全局坐標(biāo)系下的位置的示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例的采集到的障礙物邊界點(diǎn)在全局坐標(biāo)系中分布的示意圖；以及圖9是本發(fā)明實(shí)施例中的獲取泊車位參數(shù)的系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的獲取泊車位參數(shù)的方法的示意圖。在本發(fā)明實(shí)施例中，采用超聲波探測器測量距離，并且通過各種傳感器測量車速或輪速，以及測量方向盤轉(zhuǎn)角或車輛橫擺角速度，根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出泊車位長度，并且計(jì)算車輛與泊車位邊界的位置與角度關(guān)系，具體步驟如圖5所示。圖5是本發(fā)明實(shí)施例中獲取泊車位參數(shù)的主要步驟的示意圖。本實(shí)施例中，獲取泊車位參數(shù)的方法主要包括圖5所示的如下步驟步驟S51 根據(jù)車速和方向盤轉(zhuǎn)角得出車輛運(yùn)行軌跡。步驟S52 確定泊車位附近障礙物邊界的一系列點(diǎn)的位置。步驟S53 根據(jù)步驟S52中確定的一系列點(diǎn)的位置確定障礙物邊界線。步驟S54 根據(jù)步驟S53中確定的邊界線得出泊車位的長度和當(dāng)前車輛相對于泊車位的位置和角度關(guān)系。步驟S53中確定的障礙物邊界線即為泊車位邊界直線。當(dāng)前車輛相對于泊車位的位置是車輛的后軸中點(diǎn)距離泊車位邊界直線任一端點(diǎn)的垂直距離和平行距離，角度關(guān)系是車輛前后軸中點(diǎn)連線與泊車位邊界直線的夾角。步驟S51可以采用一個計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)，步驟S52和步驟S53可以采用另一個計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)，再由一個計(jì)算模塊實(shí)現(xiàn)步驟S54。以下對上述步驟作出詳細(xì)說明。以下描述中的車輛是指圖1、圖2或圖3中的車輛01。在步驟S51中，可以建立坐標(biāo)系以表示車輛在運(yùn)行中的位置。定義車輛開始進(jìn)行泊車位探測時后軸中點(diǎn)所處的位置為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，車輛前進(jìn)方向?yàn)閄軸正方向，垂直X軸遠(yuǎn)離泊車位方向?yàn)閥方向建立全局坐標(biāo)系。根據(jù)車輛車速/輪速傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器/橫擺角速度傳感器或得的車速和方向盤轉(zhuǎn)角信號/橫擺角速度信號，計(jì)算車輛的運(yùn)行軌跡。具體計(jì)算方法是根據(jù)已知的車輛動力學(xué)原理和汽車的轉(zhuǎn)向運(yùn)動中的幾何關(guān)系如圖6 所示，圖6是本發(fā)明實(shí)施例的車輛運(yùn)動的相關(guān)幾何參數(shù)的示意圖。車輛的運(yùn)行軌跡可式(1) 計(jì)算得到。
權(quán)利要求
1.一種獲取泊車位參數(shù)的裝置，其特征在于，包括第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)車速和方向盤轉(zhuǎn)角得出車輛運(yùn)行軌跡； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述車輛運(yùn)行軌跡以及所述車輛運(yùn)動過程中從該車輛上的固定點(diǎn)探測到的一系列與泊車位附近障礙物的距離，得出所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)的位置；第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)的位置得出所述泊車位的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算模塊還用于按照如下公式計(jì)算車輛運(yùn)行軌跡
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算模塊還用于根據(jù)檢測得到的車輛橫擺角速度確定車輛的橫擺角，然后按照如下公式計(jì)算車輛運(yùn)行軌跡
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二計(jì)算模塊還用于按照如下公式計(jì)算所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)的位置Xi = x+L · cos Ψ + (D+ff) · sin Ψ , Yi = y+L · sin ￥-(D+ff) · cos Ψ ； 其中Xi和Yi分別表示所述障礙物邊界的序號為正整數(shù)i的點(diǎn)在車輛前進(jìn)方向和垂直車輛前進(jìn)方向并遠(yuǎn)離泊車位方向的位置，χ和y分別表示所述車輛在運(yùn)行中該車輛上的指定點(diǎn)在車輛前進(jìn)方向和垂直車輛前進(jìn)方向并遠(yuǎn)離泊車位方向的坐標(biāo)，坐標(biāo)原點(diǎn)為所述車輛開始進(jìn)行泊車位探測時后軸中點(diǎn)所處的位置，D表示該指定點(diǎn)與車輛上的所述固定點(diǎn)在車長方向的距離，W表示該指定點(diǎn)與該固定點(diǎn)在車寬方向的距離，ψ表示橫擺角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第二計(jì)算模塊還用于使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，根據(jù)所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)確定泊車位邊界直線；所述第三計(jì)算模塊還用于根據(jù)所述直線分布的點(diǎn)中發(fā)生坐標(biāo)值突變的點(diǎn)確定所述泊車位的長度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第二計(jì)算模塊還用于根據(jù)所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置確定該坐標(biāo)系內(nèi)的直線的表達(dá)式，該直線以, ,的形式表達(dá)，。=·其中η表示所述
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括第四計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述泊車位邊界直線和車輛運(yùn)行軌跡中當(dāng)前的位置坐標(biāo)確定車輛后軸中點(diǎn)距離所述泊車位邊界直線任一端點(diǎn)的垂直距離和平行距離，以及根據(jù)所述泊車位邊界直線與X軸的夾角和車輛當(dāng)前位置的橫擺角ψ的差值確定車輛前后軸中點(diǎn)連線與所述泊車位邊界直線的夾角。
8.一種獲取泊車位參數(shù)的系統(tǒng)，其特征在于，包括距離傳感器和計(jì)算裝置，以及包括車速傳感器或輪速傳感器，還包括方向盤轉(zhuǎn)角傳感器或橫擺角速度傳感器，其中距離傳感器，用于檢測自身與檢測目標(biāo)之間的距離； 車速傳感器，用于檢測車輛的行駛速度； 輪速傳感器，用于檢測車輪旋轉(zhuǎn)的線速度； 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，用于檢測車輛方向盤轉(zhuǎn)動的角度； 橫擺角速度傳感器，用于檢測車輛的橫擺角速度；計(jì)算裝置，包括權(quán)利要求1所述的第一計(jì)算模塊、第二計(jì)算模塊和第三計(jì)算模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述距離傳感器為超聲波傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輪速傳感器的精度至少為O.Olm/s。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種獲取泊車位參數(shù)的裝置和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)車輛接近停車位時的運(yùn)行軌跡不與泊車位邊界平行時智能泊車輔助系統(tǒng)獲取的泊車位長度存在較大誤差的問題。該裝置包括第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)車速和方向盤轉(zhuǎn)角得出車輛運(yùn)行軌跡；第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述車輛運(yùn)行軌跡以及所述車輛運(yùn)動過程中從該車輛上的固定點(diǎn)探測到的一系列與泊車位附近障礙物的距離，得出所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)的位置；第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述障礙物邊界的一系列點(diǎn)的位置得出所述泊車位的長度。采用本發(fā)明的裝置和系統(tǒng)，有助于駕駛員更準(zhǔn)確地泊車。
文檔編號B60W40/105GK102372000SQ20101026100
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者姜丹娜 申請人:北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司