[实用新型]智能泊车系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种车辆控制系统，尤其涉及一种车辆智能泊车系统，属于自动泊车控制领域。

背景技术

近些年，随着车辆普及化的趋势越来越快，泊车已是驾车员不得不面对的问题。然而由于驾驶新手经验有限，尤其是方向感较差的女性驾驶员，泊车成为他们驾车遇到的最大困难之一。

自动泊车从上世纪90年代开始研究，目前自动泊车的方法主要是基于车辆动力学模型的轨迹跟踪方法，其核心思想是通过传感器的环境信息规划合适的路径，然后通过控制车辆的转向及速度跟踪轨迹，达到泊车目的。该方法的缺陷在于建模的复杂性和经典控制算法的鲁棒性较差。众所周知，汽车是一个复杂的非线性系统，建立其精确动力学模型是几乎不能完成的任务，简化的模型往往会带来控制性能的缺失。而泊车的过程需要较精确地控制，否则很可能和临近车辆或其他障碍物碰撞，这也是自动泊车系统一直难以实用化的原因之一。经典控制算法实现泊车控制往往存在精度低、鲁棒性差的问题。因为根据环境信息规划的路径一般来说曲率都比较大，这给跟踪带来了很高的难度，因此经典控制理论对于泊车这样的控制任务并非最好的选择。

实用新型内容

本实用新型针对现有自动泊车技术存在的缺陷，而提出一种控制效果好、实时性高的智能平行泊车系统。

该泊车系统是由环境感知单元、中央决策单元、控制单元和电控执行单元依次连接组成，电控执行单元作用于车辆。

所述环境感知单元包括图像采集系统及车载距离探测系统，优选地，图像采集系统为安装在车身四周的CCD传感器，车载距离探测系统为毫米波雷达。

所述中央决策单元采用微处理器实现。

所述控制单元由一组模糊泊车控制器连接PID控制器组成，优选地，模糊泊车控制器采用单片机NLX230实现。

所述电控执行单元包括电控AMT和电动转向机构，该单元执行控制单元的输出结果。

本实用新型具有如下技术效果：

(1)本实用新型采用模糊控制实现泊车，减轻了建模的负担，提高了控制的鲁棒性，且算法的可移植性强，不同的车辆只需更新输入变量隶属度函数即可完成车辆的泊车控制器设计。

(2)本实用新型采用瀑布式控制结构，减轻了图像处理实时性不高对整个系统控制的影响。

(3)本实用新型在模糊控制的基础上增加了一层决策层，模拟驾驶员的思维模式进行控制，符合人们处理问题的思路，使得控制自适应能力加强。

(4)系统带有一套友好的人机界面，可以实时监控车外环境信息，驾驶员可以根据自动泊车情况和个人习惯微调泊车方位。

(5)具有手动泊车和自动泊车两种工作模式。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

图2为本实用新型的概括结构示意图。

图3为本实用新型的系统控制流程图。

图4为平行泊车示意图，图中：标号1、3表示泊车环境中的其他车辆；标号2表示待泊车辆；标号2’表示泊车位置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型的结构是由环境感知单元、中央决策单元、控制单元和电控执行单元依次连接组成，电控执行单元作用于车辆。

概括来讲，如图2所示，本实用新型系统分为四大模块：环境信息采集模块、中央决策及控制模块(CPU)、人机接口模块以及汽车自带的电控执行模块。各个模块之间通过汽车内部CAN BUS总线相互通信。

下面分别对各模块做进一步说明。

环境信息采集模块，也就是所谓的环境感知层，包含两类数据采集任务：1)图像采集任务，其是通过安装在车身四周的CCD传感器来采集图像信息，采集的图像信息显示在人机界面上，供驾驶员实时监控泊车时车外的状况；2)距离采集任务，由于图像处理得到的距离信息可信度较低，所以我们利用安装在车身周围的毫米波雷达获得精确的距离信息，具体来说就是获得车身与侧面车身的距离x(如图4示，下同)以及距离其他障碍物的距离，供报警和紧急制动使用。

中央决策单元由微处理器实现，它接收环境信息采集模块传回来的数据，进行融合并计算出控制器需要的环境状态参数。具体的任务有：1)判断当前的行车状态是否危险，如果距离障碍物小于临界距离(0.1m)，立即发出紧急制动指令；2)根据计算出的环境参数，结合数据库中已存的模糊控制器，选择控制单元中最适合当前侧向距离x的泊车控制器，这一步是决定泊车成败的关键。