CN114852059A - 一种基于固定路径记忆的自动泊车方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于固定路径记忆的自动泊车方法,S1、通过GPS等方式定位获取泊车起点坐标位置;S2、用户驾驶车辆进行泊车路径记录;S3、用户靠近泊车起点,开启自动泊车,并实现路径偏离判断和障碍物检测功能。该方法可以解决传统自动泊车方法需要自己开车到车位附近的问题,满足了固定场景下的自动泊车需求,并且所需新增的硬件成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及自动泊车技术领域,具体涉及一种基于固定路径记忆的自动泊车方法。
背景技术
近年来,伴随着科技水平逐步提高,汽车作为日常广泛应用的交通工具,也变得越来越智能化,网联化。由于道路环境的复杂性,法规的完善性,L4级别的自动泊车目前还无法实际应用。然而,泊车场景较为单一,大部分集中于几条固定的轨迹。因此,针对固定轨迹泊车场景的记忆泊车,越来越成为高级别智能驾驶落地的支点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于固定路径记忆的自动泊车方法,以解决传统自动泊车方法需要自己开车到车位附近的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种技术方案:一种基于固定路径记忆的自动泊车方法,包括以下步骤,
S1、获取泊车起点坐标位置;
S2、用户驾驶车辆完成泊车路径记录;
S201、建立局部坐标系,将泊车起点坐标位置作为局部坐标系的原点;
S202、通过后轴左右轮速传感器,得到车辆行驶距离与航向角变化量,进而获取车辆相对于泊车起点的坐标;
S203、按照设定的采样方式获取车主泊车过程产生的轨迹坐标;
S204、车主泊车完成后,将轨迹坐标进行优化,并存储;
S3、用户靠近泊车起点,开启自动泊车,自动泊车过程具体为,
S301、以车辆中心为圆心,以设定的预瞄距离为半径画圆,将轨迹坐标中距离该圆最近的坐标位置作为预瞄坐标,将当前坐标与预瞄坐标作为输入量,利用跟踪算法获得当前所需的方向盘转角;
S302、车辆按照跟踪算法输出的方向盘转角进行行驶,进而完成自动泊车。
按上述方案,S202中车辆相对于泊车起点的坐标计算方法具体如下,
计算单位时间内车辆航向角变化量Δθ,
式中,ΔSumR为车辆后轴右侧轮速脉冲计数增加量,ΔSumL为车辆后轴左侧轮速脉冲计数增加量,ls为单次脉冲行驶距离,l为后轴轴距;
以车辆在泊车起点时的车头方向为X轴正方向,车辆左侧为Y轴正方向,则泊车过程中车辆的航向角θ为
θ=∫Δθdt
式中t为时间;
单位时间内车辆的行驶距离Δl为,
根据单位时间内航向角的变化量Δθ和行驶距离Δl,车辆相对于起点位置的坐标。
按上述方案,S203中设定的采样方式具体为,对于泊车起点位置、终点位置以及单位距离内航向角变化量超过一定角度的点,在上述点周围增加采样密度。
按上述方案,S301中跟踪算法具体为,
将车辆简化为自行车模型,该模型下车辆前轮与后轮之间的距离为L,当前轮转向角为δ时,后轮沿半径为R的圆作圆周运动,所以有
预瞄坐标为(gx,gy),此时车辆后轮的朝向与后轮和预瞄坐标之间连线的夹角为α,后轮与预瞄坐标之间的直线距离为ld,后轮位置到预瞄坐标之间的圆弧所对应的圆心角为2α,所以有
根据上式得到车辆运动到预瞄坐标所需要的方向盘转角。
按上述方案,自动泊车过程中包括行驶路径校验,具体为,
车辆当前坐标位置为A(x1,y1),与车辆当前坐标位置最近的两个轨迹坐标为B(x2,y2)、C(x3,y3);
随后进行如下计算,
其中D为车辆当前位置与上述两个轨迹坐标点之间连线的垂线距离,当D的值大于预设值时,控制车辆停止自动泊车,使车辆挂入P档并拉起EPB,并通知车主自动泊车失败。
按上述方案,自动泊车过程中包括障碍物检测,具体为,
当通过车载雷达检测到车辆周围存在障碍物,且障碍物与车身之间距离小于一定值时,中止自动泊车;若在一定时间内障碍物离开,则继续自动泊车,反之则停止自动泊车,使车辆挂入P档并拉起EPB,并通知车主自动泊车失败。
一种基于固定路径记忆的自动泊车装置,包括,
定位模块,用于获取车辆起始坐标;
泊车路径记录存储模块,用于在车主进行手动泊车时对泊车路径进行记录、优化与存储;
自动泊车模块,用于根据存储的泊车路径进行自动泊车,并完成路径偏离检测。
障碍物识别模块,用于识别车辆周边的障碍物,并完成避障。
一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上文所述基于固定路径记忆的自动泊车方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上文所述基于固定路径记忆的自动泊车方法的步骤。
一种汽车,其具有上文所述基于固定路径记忆的自动泊车装置。
本发明的有益效果是:根据泊车起点位置,建立局部坐标系,获得手动泊车过程中的不同时刻车辆坐标位置,进而形成自动泊车路径;自动泊车功能启用后通过读取存储的自动泊车路径,利用跟踪算法得到车辆按照自动泊车路径行驶所需要的方向盘转角,进而完成自动泊车。该方法可以解决传统自动泊车方法需要自己开车到车位附近的问题,满足了固定场景下的自动泊车需求,并且相较于slam或者激光雷达,新增的硬件成本较低。
附图说明
图1是本发明一实施例的自动泊车***示意图;
图2、图3是本发明一实施例的基于自行车模型的跟踪算法示意图;
图4为本发明一实施例的车载雷达设置示意图;
图5是本发明一实施例的障碍物检测示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
一种基于固定路径记忆的自动泊车方法,包括以下步骤,
S1、通过GPS定位获取泊车起点坐标位置;
S2、用户驾驶车辆进行泊车路径记录,
S201、建立局部坐标系,将泊车起点坐标位置作为局部坐标系的原点;
S202、通过后轴左右轮速传感器,得到车辆行驶距离与航向角变化量,进而获取车辆相对于泊车起点的坐标;
S203、按照设定的采样方式获取车主泊车过程产生的轨迹坐标;
S204、车主泊车完成后,将轨迹坐标进行优化并存储;
S3、用户靠近泊车起点,开启自动泊车,自动泊车过程具体为,
S301、以车辆中心为圆心,以设定的预瞄距离为半径画圆,将轨迹坐标中距离该圆最近的坐标位置作为预瞄坐标,将当前坐标与预瞄坐标作为输入量,利用跟踪算法获得当前所需的方向盘转角;
S302、车辆按照跟踪算法输出的方向盘转角进行行驶,进而完成自动泊车。
进一步地,S202中车辆相对于泊车起点的坐标计算方法具体如下,
计算单位时间内车辆航向角变化量Δθ,
式中,ΔSumR为车辆后轴右侧轮速脉冲计数增加量,ΔSumL为车辆后轴左侧轮速脉冲计数增加量,ls为单次脉冲行驶距离,l为后轴轴距;
以车辆在泊车起点时的车头方向为X轴正方向,车辆左侧为Y轴正方向,则泊车过程中车辆的航向角θ为
θ=∫Δθdt
式中t为时间;
单位时间内车辆的行驶距离Δl为,
根据单位时间内航向角的变化量Δθ和行驶距离Δl,车辆相对于起点位置的坐标。
进一步地,S203中设定的采样方式具体为,对于泊车起点位置、终点位置以及单位距离内航向角变化量超过一定角度的点,在上述点周围增加采样密度。
进一步地,S301中跟踪算法具体为,
参见图2、图3,将车辆简化为自行车模型,该模型下车辆前轮与后轮之间的距离为L,当前轮转向角为δ时,后轮沿半径为R的圆作圆周运动,所以有
预瞄坐标为(gx,gy),此时车辆后轮的朝向与后轮和预瞄坐标之间连线的夹角为α,后轮与预瞄坐标之间的直线距离为ld,后轮位置到预瞄坐标之间的圆弧所对应的圆心角为2α,所以有
根据上式得到车辆运动到预瞄坐标所需要的方向盘转角。
进一步地,自动泊车过程中包括行驶路径校验,具体为,
车辆当前坐标位置为A(x1,y1),与车辆当前坐标位置最近的两个轨迹坐标为B(x2,y2)、C(x3,y3);
随后进行如下计算,
其中D为车辆当前位置与上述两个轨迹坐标点之间连线的垂线距离,当D的值大于预设值时,控制车辆停止自动泊车,使车辆挂入P档并拉起EPB,并通知车主自动泊车失败。
进一步地,自动泊车过程中包括障碍物检测,具体为,
当通过车载雷达检测到车辆周围存在障碍物,且障碍物与车身之间距离小于一定值时,中止自动泊车;若在一定时间内障碍物离开,则继续自动泊车,反之则停止自动泊车,使车辆挂入P档并拉起EPB,并通知车主自动泊车失败。
本实施例中的雷达设置方案参见图4,通过12个雷达(前4,后4,两侧各2个)实时监测附近的障碍物信息。先根据标定,校准障碍物到雷达安置位置的距离数据。其中,车辆前后方位,直接根据两个雷达反馈的距离数据,以及两个雷达安置方位的位置关系,确定障碍物在车身坐标系的坐标信息。例如图5,对于黑色方框表示的障碍物,车辆上的4号雷达得到的距离数据,L4=2*a;5号超声波得到的距离数据为:L5=a+b;联立方程,则可获得a,b数值,根据4、5号雷达位置方位,则可得到障碍物坐标。而在车辆侧方,由于雷达数量较少,探测范围有限,则通过障碍物记录来进行预测障碍物方位。本方案的车辆两侧车头与车尾各有一个雷达,可以探测到障碍物信息,而中间区域无法探测。当一个障碍物出现在前雷达的范围类时,直接根据其到侧方距离来判断其对车辆的危险性。当其脱离前雷达范围时,根据其到前雷达距离以及前雷达的探测范围几何形状,可以确定其相对于车身坐标系坐标。然后根据车辆的局部坐标系计算方案,实时更新障碍物的坐标,从而保障车辆侧方安全。当记录的障碍物距离车辆较近时,车辆会暂停,并且计时。识别到障碍物离开,车辆会继续行驶,当超过一定时间并且障碍物仍在,车辆挂P档,拉EPB,并用手机APP通知司机,泊车失败,请接管车辆。
一种固定路径记忆的自动泊车装置,包括,
定位模块,用于获取车辆起始坐标;
泊车路径记录存储模块,用于在车主进行手动泊车时对泊车路径进行记录、优化与存储;
自动泊车模块,用于根据存储的泊车路径进行自动泊车,并完成路径偏离检测。
障碍物识别模块,用于识别车辆周边的障碍物,并完成避障。
一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上文所述基于固定路径记忆的自动泊车方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上文所述基于固定路径记忆的自动泊车方法的步骤。
一种汽车,其具有上文所述基于固定路径记忆的自动泊车装置。
本实施例所采用的的自动泊车***参见图1,车辆中包含有LAPA控制器、ESC控制器(含EPB功能)、EMS控制器、TCU控制器、EPS控制器、BCM控制器、GW、TBOX以及感知部件超声波雷达、摄像头。其中,ESC作为LAPA扭矩指令输出的中介,承担低转速的扭矩计算,然后输出给EMS,实现扭矩控制。仪表/MP5则作为与用户进行交互的部件,完成功能开启,禁用,路径选择、记录等等工作。EPS则是实现LAPA的横向方向盘转角指令的部件。超声波雷达和摄像头则用作感知障碍物,识别车位线等作用。BCM等是检测车辆状态,保障功能启动的安全性。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于固定路径记忆的自动泊车方法,其特征在于:包括以下步骤,
S1、获取泊车起点坐标位置;
S2、用户驾驶车辆进行泊车路径记录;具体为,
S201、建立局部坐标系,将泊车起点坐标位置作为局部坐标系的原点;
S202、通过后轴左右轮速传感器,得到车辆行驶距离与航向角变化量,进而获取车辆相对于泊车起点的坐标;
S203、按照设定的采样方式获取车主泊车过程产生的轨迹坐标;
S204、车主泊车完成后,将轨迹坐标进行存储;
S3、用户靠近泊车起点,开启自动泊车,自动泊车过程具体为,
S301、以车辆中心为圆心,以设定的预瞄距离为半径画圆,将轨迹坐标中距离该圆最近的坐标位置作为预瞄坐标,将当前坐标与预瞄坐标作为输入量,利用跟踪算法获得当前所需的方向盘转角;
S302、车辆按照跟踪算法输出的方向盘转角进行行驶,进而进行自动泊车。
3.根据权利要求1所述的基于固定路径记忆的自动泊车方法,其特征在于:S203中设定的采样方式具体为,对于泊车起点位置、终点位置以及单位距离内航向角变化量超过一定角度的点,在上述点周围增加采样密度。
6.根据权利要求1所述的基于固定路径记忆的自动泊车方法,其特征在于:自动泊车过程中包括障碍物检测,具体为,
当通过车载雷达检测到车辆周围存在障碍物,且障碍物与车身之间距离小于一定值时,中止自动泊车;若在一定时间内障碍物离开,则继续自动泊车,反之则停止自动泊车,使车辆挂入P档并拉起EPB,并通知车主自动泊车失败。
7.一种用于实现权利要求1-6任一所述基于固定路径记忆的自动泊车方法的基于固定路径记忆的自动泊车装置,其特征在于:包括,
定位模块,用于获取车辆起始坐标;
泊车路径记录存储模块,用于在车主进行手动泊车时对泊车路径进行记录、优化与存储;
自动泊车模块,用于根据存储的泊车路径进行自动泊车,并完成路径偏离检测。
障碍物识别模块,用于识别车辆周边的障碍物,并完成避障。
8.一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6任一项所述基于固定路径记忆的自动泊车方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述基于固定路径记忆的自动泊车方法的步骤。
10.一种汽车,其特征在于:其具有如权利要求7所述的基于固定路径记忆的自动泊车装置。
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CN202210518606.9A CN114852059A (zh) | 2022-05-12 | 2022-05-12 | 一种基于固定路径记忆的自动泊车方法 |
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CN115476881A (zh) * | 2022-10-20 | 2022-12-16 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 车辆轨迹跟踪控制方法、装置、设备及介质 |
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2022
- 2022-05-12 CN CN202210518606.9A patent/CN114852059A/zh active Pending
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CN115476881B (zh) * | 2022-10-20 | 2024-06-04 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 车辆轨迹跟踪控制方法、装置、设备及介质 |
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