专利名称：一种自动泊车系统车位识别方法
技术领域：
本发明属于汽车电子控制技术领域，涉及一种自动泊车系统车位识别方法。
背景技术：
目前，在汽车电子控制技术研究和应用方面，自动泊车系统越来越多地应用到各种类型的汽车上，自动泊车系统就是不用人工干预，自动停车入位的系统，这套系统能够很方便的完成汽车泊车，减少驾驶员的操作复杂性。随着人们对汽车智能技术需求的不断提升，自动泊车技术已成为智能车辆技术研究的热点之一。一个完整的泊车系统应该包含车位识别、轨迹生成及转身控制三大块。车位识别作为关键核心技术之一，关系整个泊车系统的成败。国内外对于车位识别技术的理论研究并未深入，且未对车位识别中普遍存在的误判、漏判等问题进行讨论。正如前面所说，在自动泊车系统实现自动泊车的过程中，车位信息的识别是一个很重要的步骤。车位识别实现的主要功能是:利用安装于车身周围的传感器，实时捕获车身周围的环境信息；在系统中央控制器上对采集数据进行处理分析判断；根据算法识别出车位的上下边缘，计算出汽车行驶过车位上下边缘的有效距离，最后得到泊车位的信息。在现有的关于车位识别的方法中，包括以下方法:利用图像传感器进行车身周围信息的采集并识别出目标车辆相对目标车位的位置；采用超声波传感器采集车身与周边障碍物的距离以计算相应的目标车位；以及自动泊车系统初始寻库偏差校正方法，找出一条与侧方停车界限平行的虚拟直线作为路径规划的重要参考。上述方法所存在的不足概括起来就是:首先，都未对利用超声波传感器进行车位识别所涉及权利要求进行论述，且所提及的车位识别方法受限于其假设的前提条件；其次，基于单超声波传感器进行车位识别无法`保证其安全鲁棒性，一旦其中一个传感器失效或误判，轻则整个泊车系统都会失效，重则在泊车位失效的情况下由于其识别结果的误判而进行泊车将造成无法挽回的后果。在此背景下，本发明提出一种适用性广、安全性好及鲁棒性强的基于多超声波传感器的车位识别方法具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动泊车系统车位识别方法，该方法通过设置在车身的超声波传感器和控制器组成的泊车系统对目标车位进行检查，通过超声波检测实现对目标车位边缘及其长度宽度的确定，并通过信息融合算法得到目标车位最终信息，最后得出车位信息决策。为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:一种自动泊车系统车位识别方法，其特征在于:包括以下步骤:步骤一:启动车位搜索系统，进行超声波测距；步骤二:目标车位边缘判断；步骤三:目标车位长度和宽度计算；步骤四:进行车位信息融合；步骤五:进行车位信息决策。进一步，在步骤一中，驾驶员启动车位搜索系统，当车辆在泊车区域向前行驶时，布置在车身周围的超声波传感器开始工作，向外发射脉冲波并开通超声波捕获通道实时捕获反射回波；当捕获通道在设定周期内捕获到回波信号，则对捕获时间进行计数并计算出与障碍物的距离，如果捕获通道未在设定周期内捕获到回波信号，则默认为该周期内传感器并未检测到障碍物并设置该时刻传感器距离值为一设定上限阈值，同时选通另一传感器开始工作。进一步，在步骤二中，当车辆以一定速度沿着一定方向行驶经过目标车位上边缘时，通过判断车身上靠近目标车位一侧的超声波传感器所探测的距离是否发生跳变，如果发生跳变且跳变前后距离差值在所设定的上边缘阈值范围内，则认为检测到目标车位的上边缘；并同时记录跳变位置采样点距离差值；同时开始累加车辆单位周期内的行驶距离；当车辆检测上边缘成功后，如果上述超声波传感器探测距离出现由大到小跳变且跳变前后距离差值在所设定的下边缘阈值范围内，则认为检测到目标车位的下边缘，并同时记录跳变位置采样点距离差值，停止目标车辆行驶距离累加。进一步，在步骤三中通过以下方式确定目标车位的长度和宽度:计算步骤二中所记录的累加行驶距离值作为目标车位的长度；计算车位上边缘和下边缘所记录的跳变距离绝对值的平均值作为车位的宽度。进一步，在步骤四中，根据各传感器识别出的有效目标车位，对车身同侧超声波传感器所测车位信息进行信息融合；如果车辆行驶方向的右侧有有效泊车位，则通过融合后得到右侧车位的最终车位信息；如果车辆行驶方向的左侧有车位，则通过融合后得到左侧车位的最终车位信息。进一步，在步骤五中，根据融合的有效目标车位，判断是属于侧方位泊车位还是倒库泊车位，以及目 标车位所属车辆行驶方向的具体方位，具体判断方法如下:1)如果检测的目标车位长度符合最低平行泊车位长度要求，且为车身右侧探头所融合后的车位信息，则判断为车辆行驶方向右侧平行泊车位；2)如果检测的目标车位长度符合最低平行泊车位长度要求，且为车身左侧探头所融合后的车位信息，则判断为车辆行驶方向左侧平行泊车位；3)如果检测的目标车位长度符合最低垂直泊车位长度要求，且为车身右侧探头所融合的车位信息，则判断为车辆行驶方向右侧垂直泊车位；4)如果检测的目标车位长度符合最低垂直泊车位长度要求，且为车身左侧探头所融合的车位信息，则判断为车辆行驶方向左侧的垂直泊车位。本发明的有益效果在于:本发明提供了一种自动泊车系统车位识别方法，引入了基于多超声波传感器进行信息融合的方法以解决车位识别中普遍存在的误判、漏判等问题，有效提高了车位识别的安全鲁棒性；同时本方法比现有的其它方法更易实施，能更好的应用于工程实践中。
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:图1为本发明所述方法的宏观流程图；图2为平行泊车位环境模拟图；图3为垂直泊车位环境模拟图4为本方法的微观流程图。
具体实施例方式本发明的整体技术方案如下:利用安装于车身周围的多个超声波传感器，实时捕获车身周围的环境信息；利用安装于车轮转轴处的轮速传感器获取当前汽车行驶速度；在系统中央控制器上对采集数据进行处理分析判断；依据边缘识别算法判断目标车位的有效边缘位置，同时获取超声波传感器所实时测量的距离信息，并结合当前目标车辆行驶速度计算出汽车行驶过目标车位的有效距离即目标车位长度，通过所记录的目标车位上下边缘距离跳变数据计算出目标车位的宽度。最后依据多传感器信息融合算法对车身同侧传感器所测车位信息进行数据融合，得到最终的目标车位信息；依据车位信息决策方法判断当前计算的泊车位的类别(平行车位和垂直车位)，以及车位所属方位(车身左侧和车身右侧)。在系统启动时，控制中枢开启超声波激励模块，多个超声波探头采用轮询方式进行激励波的发射；同时开户超声波回波接收模块，利用渡越时间法计算激励与回波之间的时间计数；采用公式(I)计算超声波探头与障碍物之间的距离，如果采集的距离超出了探头所探测的范围则设定一个大于最大探测距离的阀值，阀值根据公式(2)来设定。rfwtincc=—— 公式(1)，其中distance为所计算的超声波探测距离，C为
2
超声波传播速度，T为超声波激励时刻到回波时刻的总的计数值。Dthreshold = ffcar+Dfflax公式(2)，其中=Wcot为车辆宽度，Dmax为超声波传感器所能探测的最远距离。车速采集 模块利用安装于车轮中心轴承处的轮速传感器实时采集车轮的转速并通过车载CAN通信网络将车速信号传输至控制中枢。车位边缘检测部分是车位识别的核心部分，包括车位上边缘和下边缘的检测。车位上边缘的定义如附图2、图3中的SI所示，下边缘定义如图2、图3中的S2。目标车辆在行驶过程中，安装于车身两侧的多个超声波传感器实时检测与目标车位前后所停障碍物的距离。对于边缘检测需确定边缘阈值范围:对于侧方位泊车，其上边缘阈值范围设定参考目标车辆的车身参数W.、超声波传感器距离上限阈值Dttoestold (如公式(2)所述)、目标车辆与目标车位前后已停车辆的横向距离Dvertical，具体如不等式(I)所述；下边缘阈值范围设定与上边缘阈值类同，只是将其符号变反即可，其具体如不等式(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为上边缘阈值，LowerEdgethreshold 为下边缘阈值。车位上边缘检测:当车辆行驶经过目标车位的上边缘时，当前时刻的距离值与前一时刻的距离值发生正跳变(即距离由小到大变化)，如果跳变差值在所设定的上边缘检测阈值范围内则判断为车位上边缘检测成功，并开始按周期累加汽车所行驶的距离(当前车速*周期)，以及记录此采样时刻跳变的差值；否则继续检测车位上边缘。车位下边缘检测:当车辆行驶经过目标车位的下边缘时，当前时刻的距离值与前一时刻的距离值发生负跳变(即距离由大到小变化)，如果跳变差值在所设定下边缘检测阈值范围内则判断为车位下边缘检测成功，并停止汽车行驶距离的累加，以及记录此采样时刻跳变的差值；否则继续检测车位下边缘。异常边缘检测:分析目标车位前后已停车辆的分布情况，作相应的边缘决策。此情况又分为两类:第一类:当目标车位只有后端有已停车辆而前端无已停车辆，即只能检测到目标车位上边缘的情况:假设车位的上边缘检测成功，此时通过判断所累加的车辆行驶距离来决定泊车位有效。具体判断方法:如果所累加的行驶距离大于单倍的所设定的最小泊车位长度且小于双倍的最小泊车位长度，则认为此车位为有效车位；如果大于双倍的最小泊车车位长度则认为有毗连的泊车位，则以最邻近目标车辆的有效泊车位作为有效车位。第二类:当目标车位只有前端有已停车辆而后端无已停车辆，即只能检测到目标车位下边缘的情况:此类情况暂不考虑，由于未检测到上边缘，故并不会执行累加汽车行驶距离的步骤，即无法计算目标车位的长度及宽度信息。通过计算车位行驶的累加距离值得到目标车位的长度，其计算如公式(3)所述；通过计算边缘检测成功时所记录的上边缘跳变差值和下边缘距离跳变差值之间的绝对平均值得到目标车位的宽度，其计算如公式(4)所述。
权利要求
1.一种自动泊车系统车位识别方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一:启动车位搜索系统，进行超声波测距； 步骤二:目标车位边缘判断； 步骤三:目标车位长度和宽度计算； 步骤四:进行车位信息融合； 步骤五:进行车位信息决策。
2.根据权利要求1所述的自动泊车系统车位识别方法，其特征在于:在步骤一中，驾驶员启动车位搜索系统，当车辆在泊车区域向前行驶时，布置在车身周围的超声波传感器开始工作，向外发射脉冲波并开通超声波捕获通道实时捕获反射回波；当捕获通道在设定周期内捕获到回波信号，则对捕获时间进行计数并计算出与障碍物的距离，如果捕获通道未在设定周期内捕获到回波信号，则默认为该周期内传感器并未检测到障碍物并设置该时刻传感器距离值为一设定上限阈值，同时选通另一传感器开始工作。
3.根据权利要求1所述的自动泊车系统车位识别方法，其特征在于:在步骤二中，当车辆以一定速度沿着一定方向行驶经过目标车位上边缘时，通过判断车身上靠近目标车位一侧的超声波传感器所探测的距离是否发生跳变，如果发生跳变且跳变前后距离差值在所设定的上边缘阈值范围内，则认为检测到目标车位的上边缘；并同时记录跳变位置采样点距离差值；同时开始累加车辆单位周期内的行驶距离；当车辆检测上边缘成功后，如果上述超声波传感器探测距离出现由大到小跳变且跳变前后距离差值在所设定的下边缘阈值范围内，则认为检测到目标车位的下边缘，并同时记录跳变位置采样点距离差值，停止目标车辆行驶距离累加。
4.根据权利要求1所述的自动泊车系统车位识别方法，其特征在于:在步骤三中通过以下方式确定目标车位的长度和宽度:计算步骤二中所记录的累加行驶距离值作为目标车位的长度；计算车位上边缘和下边缘所记录的跳变距离绝对值的平均值作为车位的宽度。
5.根据权利要求1所述的自动泊车系统车位识别方法，其特征在于:在步骤四中，根据各传感器识别出的有效目标车位，对车身同侧超声波传感器所测车位信息进行信息融合；如果车辆行驶方向的右侧有有效泊车位，则通过融合后得到右侧车位的最终车位信息；如果车辆行驶方向的左侧有车位，则通过融合后得到左侧车位的最终车位信息。
6.根据权利要求1所述的自动泊车系统车位识别方法，其特征在于:在步骤五中，根据融合的有效目标车位，判断是属于侧方位泊车位还是倒库泊车位，以及目标车位所属车辆行驶方向的具体方位，具体判断方法如下:1)如果检测的目标车位长度符合最低平行泊车位长度要求，且为车身右侧探头所融合后的车位信息，则判断为车辆行驶方向右侧平行泊车位；2)如果检测的目标车位长度符合最低平行泊车位长度要求，且为车身左侧探头所融合后的车位信息，则判断为车辆行驶方向左侧平行泊车位；3)如果检测的目标车位长度符合最低垂直泊车位长度要求，且为车身右侧探头所融合的车位信息，则判断为车辆行驶方向右侧垂直泊车位；4)如果检测的目标车位长度符合最低垂直泊车位长度要求，且为车身左侧探头所融合的车位信息，则判断为车辆行驶方向左侧的垂直泊车位。
全文摘要
本发明公开了一种自动泊车系统车位识别方法，属于汽车电子控制技术领域。本方法包括以下步骤步骤一启动车位搜索系统，进行超声波测距；步骤二目标车位边缘判断；步骤三目标车位长度和宽度计算；步骤四进行车位信息融合；步骤五根据车位融合信息进行车位信息决策。该方法引入了基于多超声波传感器进行信息融合的方法以解决车位识别中普遍存在的误判、漏判等问题，有效提高了车位识别的安全鲁棒性；同时本方法比现有的其它方法更易实施，能更好的应用于工程实践。
文档编号B60W30/06GK103241239SQ20131015579
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者朴昌浩, 温球良, 禄盛, 谢青山 申请人:重庆邮电大学, 重庆奔奈科技有限公司