[发明专利]一种集成自动泊车车位探测和行车安全车距预警装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车控制领域，涉及自动泊车和主动安全技术，尤其涉及一种集成自动泊车车位探测和行车主动安全的装置及方法。

背景技术

随着经济水平的发展和人民生活水平的不断提高，汽车拥有量不断增加，可利用的泊车空间越来越少，公路交通事故数量也愈发增多，泊车难题和公路交通安全越来越受到人们关注。自动泊车系统的出现解决日益困扰车主的泊车难题，此外，国内外在安全车距预警系统方面开展了相当多有益的探索，并在技术方面取得了一些突破。

泊车位探测是自动泊车系统的最基本环节，精确的车位识别方法在自动泊车中是十分必要的，精确的车位识别直接影响泊车过程能否顺利进行。

实时监测前车运动状态是安全车距预警的前提，对前方车辆的精确探测能够在潜在的追尾事故发生前给驾驶员以预警，使驾驶员能及时做出正确处理，有效避免此类交通事故的发生。

现有自动泊车车位的探测技术和行车车距测量技术多采用超声波探测技术、红外线探测技术以及计算机视觉技术等，其中超声波探测技术应用最为广泛。超声波探测器虽然价格低廉但在应用上存在着一些不足，一是超声波探测器的安装对空间密封性的要求高，不能有大容量的空气流动；二是超声波的散射、反射问题比较严重，自动泊车时在汽车的前后端圆角处存在接收不到回波的现象；三是超声波测量距离较短不能满足高速行驶时的安全车距预警要求；此外，超声波以空气作为传输介质，空气的温度和相对湿度会影响其探测灵敏度且对车辆姿态误差较为敏感。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提出一种集成自动泊车车位探测和行车安全车距预警的装置。脉冲激光雷达传感器定向性好、准确性高，在车辆上具有多元性应用。在自动泊车时，脉冲激光雷达传感器能根据寻库过程中扫描获得的车辆周围环境，从中提取出车辆周围的环境信息，并识别出可利用的泊车位；在正常行车时，脉冲激光雷达传感器能实时监测前车运动状态，并在得出存在安全隐患时及时对驾驶者发出蜂鸣预警。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种集成自动泊车车位探测和行车安全车距预警装置，包括：动作单元、传感器单元、数据处理单元、决策单元、执行单元；所述动作单元连接传感器单元，所述传感器单元连接数据处理单元，所述数据处理单元连接决策单元，所述决策单元连接执行单元：所述传感器单元包括一个脉冲激光雷达传感器，用于采集车辆前方的环境信息；所述动作单元包括步进电机和旋转平台，所述步进电机用于精确控制旋转平台的转动方向和角度；所述数据处理单元用于实时处理脉冲信号，通过计算把时间参数转换为距离参数；所述决策单元用于将数据处理单元计算得到的距离参数与预先设定的安全距离作对比，做出决策；所述执行单元用于根据决策单元所得结果确定下一步所要执行动作；

进一步，所述脉冲激光雷达传感器包括激光脉冲发射器、激光接收器、信号处理器、和脉冲计数器四部分；所述脉冲激光雷达传感器选用LMS211，安装在汽车进气格栅中间位置并固定在所述旋转平台上。

进一步，所述步进电机选用Lichuan的LC57HS843型号电机。

进一步，所述数据处理单元和决策单元使用英飞凌XC2365微控制器，通过USIC通道进行通信。

进一步，所述步进电机一侧轴端连接旋转平台的一端，所述旋转平台的另一端连接脉冲激光雷达传感器，所述脉冲激光雷达传感器的接口连接英飞凌XC2365微控制器。

一种集成自动泊车车位探测和行车安全车距预警的方法，包括以下步骤：

自动泊车时：

a，驾驶员启动自动泊车系统，当车速低于10km/h并且右(左)转向灯开启时，自动泊车系统开始寻库；

b，动作单元根据监测到的转向灯方向信号控制步进电机以预先设定的转动速度驱动旋转平台向右(左)转动40°；

c，安装在旋转平台上的脉冲激光雷达传感器探测车前右(左)侧的环境信息；

d，数据处理单元实时处理脉冲激光雷达传感器传输过来的脉冲时间和脉冲数目，通过计算把时间参数转换为距离参数，即目标车位的纵向距离H‘；

e，决策单元将数据处理单元计算得到的目标车位纵向距离H‘与预先设定的安全泊车最小纵向距离H作对比，决策该纵向距离H‘是否符合安全泊车要求；

f，执行单元根据决策单元所得结果确定下一步所要执行的动作；

正常行车时：

A，步进电机不工作，旋转平台处于中间位置，脉冲激光雷达传感器探测前方车辆的运动状态；