CN109591809B - 一种基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法，包括以下步骤：步骤1，对停车场进行车位划分，并将停车位按一定规律进行编号；步骤2，分配车位；步骤3，自动泊车；步骤4，当车辆需要离开停车场时，采用磁导线循迹的方式出库。该自动泊车系统可根据车型分配不同大小的车位，并且从进入停车场时开始计时，完成自动泊车。收费标准也因占地面积不同而区分，实现公平化。
Description
技术领域
本发明涉及自动泊车方法，特别涉及一种基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法。
背景技术
由于城市土地资源有限，大部分停车场均设置在地下，因而常常发生车位难找耗时，由于停车的不规范使得泊车困难或车位浪费等情况。
自动泊车可以极大的减轻驾驶员泊车时的难度，缩短泊车时间，并且提高泊车过程的安全性。自动泊车系统将会推动智能网联汽车的发展，但现有的自动泊车技术大都停留在理论层面且安装全套自动泊车设备价格昂贵，成本较高。
申请号为201711280759.X，申请日为2017-12-06的中国专利公开了“自动泊车系统和自动泊车方法”，该自动泊车系统包括：智能钥匙识别处理器，识别位于第一区域内的智能钥匙；传感器单元，如果智能钥匙得到识别，则获取本车周围的图像，并将所获取的图像转换成外部图像且合成图像；泊车位识别传感器，定期地接收外部图像，并使用图像识别技术顺序地比较连续的外部图像以识别泊车区域；以及控制器，计算本车的当前位置与泊车区域中的最佳泊车区域之间的移动路径，并基于移动路径来控制本车，其中，泊车位识别传感器考虑本车的长度和宽度来检测泊车区域。该方法不涉及到从停车场入口至停车位的路径规划方法，同时成本相对较高，且整个规划路径无纠偏设置，影响泊车准确度。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种提高了自动泊车的效率以及停车入位的准确度的基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法。
本发明是通过以下技术方案实现：
基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法，包括以下步骤：
步骤1，对停车场进行车位划分，并将停车位按一定规律进行编号；
步骤2，分配车位：
(1)通过停车场设置的车位监测系统实时更新剩余车位信息，用于新入车辆的分配；
(2)对于安装车载单元OBU的车辆采用停车场入口处安装的ETC系统，获取车辆信息并分配相应车型的空车位，对于未安装车载单元OBU的车辆，采取车主自主登记的方式获取新入车辆的车辆信息并分配相应车型的空车位；对于已登记过车型信息的车辆，再次停车时通过停车场道闸处的摄像头识别车牌号，自动匹配已存储的信息查找出车型并分配相应车型大小的空车位；
步骤3，自动泊车：
(1)分配车位后，当停车场道闸栏杆打开时自动接通电源，使从停车场入口到对应车位路面下铺设的磁导线通电产生磁场，并开始计时；
(2)车辆通过在车身左右两侧对称安装的电磁感应器识别磁导线位置并将采集到的磁通量信号传输给车辆外设的工控机，所述的工控机将所述的磁通量信号与设定的阈值进行比较，若磁通量信号大于设定的阈值，则所述的工控机通过车载自动诊断系统将车辆行驶控制信号输出给CAN总线，控制车辆执行机构沿着导线铺设方向到达停车车位附近，当到达停车车位附近预设点时停止磁导线导航方式；
(3)利用模糊推理法则进行多传感器信息融合，判断停车位置并规划倒车入库的行驶路径，具体过程为：
(a)通过安装在车身前后及两侧的四个超声波传感器进行测距，在停车位两边停有车辆的情况下，检测得到目标车位距两边车辆的距离；
(b)通过安装在车后方的图像传感器获取车位图像信息，所述的图像传感器将车位图像信息传输给工控机，所述的工控机对图像进行滤波、霍夫变换以及将图像坐标系与车身坐标系进行转化，获取停车位的形状及坐标信息；
(c)通过模糊推理法则根据获取的停车位方向类型(垂直或水平车位)及坐标信息确定停车位并进行路径规划；
(d)路径规划完成后，所述的工控机将决策信息通过车载自动诊断系统将车辆启动及决策控制信号输出给CAN总线，从而控制执行机构开始倒车入库；在倒车入库过程中进行路径跟踪，路径跟踪具体步骤为：通过安装在车内的地磁传感器获取车辆的航向角信息并传输给工控机，所述的工控机通过轨迹规划的期望角度值与地磁传感器测量得到的车辆角度值计算得到车辆航向角的偏差，并通过工控机中的设计的自抗扰控制器对车辆的航向角进行纠偏；
步骤4，当车辆需要离开停车场时，采用磁导线循迹的方式出库，具体步骤为：
(a)当车位监测系统检测到车位空出后向工控机输出车位空出信号，所述的工控机根据接收到的车位空出信号向磁导线控制系统输出通电信号控制磁导线通电；
(b)电磁感应器将采集到的磁通量信号传输给工控机，所述的工控机将所述的磁通量信号与设定的阈值进行比较，若磁通量信号大于设定的阈值，则所述的工控机通过车载自动诊断系统将车辆启动控制信号输出给CAN总线，控制车辆执行机构沿所铺设的磁导线离开停车场，在出口处通过再次识别车牌获得停车时间以及对应的车位大小，自动计算应缴纳的停车费用并提示车主自助缴费。
本发明的有益效果是：
①该自动泊车系统可根据车型分配不同大小的车位，并且从进入停车场时开始计时。收费标准也因占地面积不同而区分，实现公平化。
②该自动泊车系统首先通过磁导线循迹的方式引导车辆到达停车位附近，再结合多传感器融合的方式实现路径规划跟踪，完成自动泊车。
③该自动泊车系统在用户离开时可以结束计时并计算出相应的费用提示用户自助缴费。
附图说明
图1是本发明提供的一种自动泊车方法的流程图；
图2是本发明提供的一种自动泊车方法的车位感知方法示意图；
图3是本发明提供的一种自动泊车方法中电磁感应器的安装结构。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如附图所示，本发明的基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法，包括以下步骤：
步骤1，对停车场进行车位划分，并将停车位按一定规律进行编号；
作为本发明的一种实施方式，停车场划分方法为：将停车场划分为至少两个区域，同一区域内车位大小相同，不同区域间因车型差异设置不同大小的车位，诸如小型车、中型车、大型车、SUV等应分配不同区域的车位，并对区域内的车位按照顺时针顺序进行编号。
步骤2，分配车位：
(1)通过停车场设置的车位监测系统实时更新剩余车位信息，用于新入车辆的分配；
(2)对于安装车载单元OBU的车辆采用停车场入口处安装的ETC系统(停车场入口处装有路侧单元RSU，并采用专用短程通信技术DSRC，与车内装有车载单元OBU的车辆进行通讯)，获取车辆信息并分配相应车型的空车位。对于未安装车载单元OBU的车辆，采取车主自主登记的方式获取新入车辆的车辆信息并分配相应车型的空车位。对于已登记过车型信息的车辆，再次停车时通过停车场道闸处的摄像头识别车牌号，自动匹配已存储的信息查找出车型并分配相应车型大小的空车位；
步骤3，自动泊车：
(1)分配车位后，当停车场道闸栏杆打开时自动接通电源，使从停车场入口到对应车位路面下铺设的磁导线通电产生磁场，并开始计时，导线中可以通入20MHz/100mA的交流电产生磁场。
(2)车辆通过在车身左右两侧对称安装的电磁感应器1识别磁导线位置并将采集到的磁通量信号传输给车辆外设的工控机，所述的工控机将所述的磁通量信号与设定的阈值进行比较，若磁通量信号大于设定的阈值，则所述的工控机通过车载自动诊断系统将车辆行驶控制信号输出给CAN总线，控制车辆执行机构沿着导线铺设方向到达停车车位附近，当到达停车车位附近预设点时停止磁导线导航方式；如图3所示，电磁感应器1通过支架2安装在车身上。
停止磁导线导航方式可以为：在预设点处采用电流反向的一段导线合并使磁场相互抵消，或采用突然按倍数增大或减小磁场的方式，以结束磁导线循迹过程。
(3)利用模糊推理法则进行多传感器信息融合，判断停车位置并规划倒车入库的行驶路径，具体过程为：
(a)通过安装在车身前后及两侧的四个超声波传感器进行测距，在停车位两边停有车辆的情况下，检测得到目标车位距两边车辆的距离；
(b)通过安装在车后方的图像传感器获取车位图像信息，所述的图像传感器将车位图像信息传输给工控机，所述的工控机对图像进行滤波、霍夫变换以及将图像坐标系与车身坐标系进行转化，获取停车位的形状及坐标信息；
(c)通过模糊推理法则根据获取的停车位方向类型(垂直或水平车位)及坐标信息确定停车位并进行路径规划；
(d)路径规划完成后，所述的工控机将决策信息通过车载自动诊断系统将车辆启动及决策控制信号输出给CAN总线，从而控制执行机构开始倒车入库；在倒车入库过程中进行路径跟踪，路径跟踪具体步骤为：通过安装在车内的地磁传感器获取车辆的航向角信息并传输给工控机，所述的工控机将轨迹规划的期望角度值与地磁传感器测量得到的车辆角度值相减得到车辆航向角的偏差，并通过工控机中的设计的自抗扰控制器对车辆的航向角进行纠偏；
路径跟踪过程中采用了自抗扰控制器进行实时的纠偏，达到精准路径跟踪效果。所述的自抗扰控制器的设计参阅2008年国防工业出版社出版的《自抗扰控制技术》(韩京清)第五章中的详细介绍即可。
步骤4，当车辆需要离开停车场时，采用磁导线循迹的方式出库，具体步骤为：
(a)当车位监测系统检测到车位空出后向工控机输出车位空出信号，所述的工控机根据接收到的车位空出信号向磁导线控制系统输出通电信号控制磁导线通电；
(b)电磁感应器将采集到的磁通量信号传输给工控机，所述的工控机将所述的磁通量信号与设定的阈值进行比较，若磁通量信号大于设定的阈值，则所述的工控机通过车载自动诊断系统将车辆启动控制信号输出给CAN总线，控制车辆执行机构沿所铺设的磁导线离开停车场，在出口处通过再次识别车牌获得停车时间以及对应的车位大小，自动计算应缴纳的停车费用并提示车主自助缴费。单位时间内停车费的收取因占地面积的不同而定，以此来保证用户收费的公平性。
尽管上面结合图示对本发明进行了示意性的描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案，附图中所示的也只是本发明的实施方案之一且不局限于上述的具体实施方式，不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，对其进行任何显而易见的修改，均应属于本发明的保护之内。
Claims (4)
1.基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，对停车场进行车位划分，并将停车位按一定规律进行编号；
步骤2，分配车位：
(1)通过停车场设置的车位监测系统实时更新剩余车位信息，用于新入车辆的分配；
(2)对于安装车载单元OBU的车辆采用停车场入口处安装的ETC系统，获取车辆信息并分配相应车型的空车位，对于未安装车载单元OBU的车辆，采取车主自主登记的方式获取新入车辆的车辆信息并分配相应车型的空车位；对于已登记过车型信息的车辆，再次停车时通过停车场道闸处的摄像头识别车牌号，自动匹配已存储的信息查找出车型并分配相应车型大小的空车位；
步骤3，自动泊车：
(1)分配车位后，当停车场道闸栏杆打开时自动接通电源，使从停车场入口到对应车位路面下铺设的磁导线通电产生磁场，并开始计时；
(2)车辆通过在车身左右两侧对称安装的电磁感应器识别磁导线位置并将采集到的磁通量信号传输给车辆外设的工控机，所述的工控机将所述的磁通量信号与设定的阈值进行比较，若磁通量信号大于设定的阈值，则所述的工控机通过车载自动诊断系统将车辆行驶控制信号输出给CAN总线，控制车辆执行机构沿着导线铺设方向到达停车车位附近，当到达停车车位附近预设点时停止磁导线导航方式；
(3)利用模糊推理法则进行多传感器信息融合，判断停车位置并规划倒车入库的行驶路径，具体过程为：
(a)通过安装在车身前后及两侧的四个超声波传感器进行测距，在停车位两边停有车辆的情况下，检测得到目标车位距两边车辆的距离；
(b)通过安装在车后方的图像传感器获取车位图像信息，所述的图像传感器将车位图像信息传输给工控机，所述的工控机对图像进行滤波、霍夫变换以及将图像坐标系与车身坐标系进行转化，获取停车位的形状及坐标信息；
(c)通过模糊推理法则根据获取的停车位方向类型及坐标信息确定停车位并进行路径规划；
(d)路径规划完成后，所述的工控机将决策信息通过车载自动诊断系统将车辆启动及决策控制信号输出给CAN总线，从而控制执行机构开始倒车入库；在倒车入库过程中进行路径跟踪，路径跟踪具体步骤为：通过安装在车内的地磁传感器获取车辆的航向角信息并传输给工控机，所述的工控机通过轨迹规划的期望角度值与地磁传感器测量得到的车辆角度值计算得到车辆航向角的偏差，并通过工控机中的设计的自抗扰控制器对车辆的航向角进行纠偏；
步骤4，当车辆需要离开停车场时，采用磁导线循迹的方式出库，具体步骤为：
(a)当车位监测系统检测到车位空出后向工控机输出车位空出信号，所述的工控机根据接收到的车位空出信号向磁导线控制系统输出通电信号控制磁导线通电；
(b)电磁感应器将采集到的磁通量信号传输给工控机，所述的工控机将所述的磁通量信号与设定的阈值进行比较，若磁通量信号大于设定的阈值，则所述的工控机通过车载自动诊断系统将车辆启动控制信号输出给CAN总线，控制车辆执行机构沿所铺设的磁导线离开停车场，在出口处通过再次识别车牌获得停车时间以及对应的车位大小，自动计算应缴纳的停车费用并提示车主自助缴费。
2.根据权利要求1所述的基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法，其特征在于停车场划分方法为：将停车场划分为至少两个区域，同一区域内车位大小相同，不同区域间因车型差异设置不同大小的车位，并对区域内的车位按照顺时针顺序进行编号。
3.根据权利要求1或者2所述的基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法，其特征在于停止磁导线导航方式为：在预设点处采用电流反向的一段导线合并使磁场相互抵消。
4.根据权利要求3所述的基于电磁循迹与多传感器融合的自动泊车方法，其特征在于：单位时间内停车费的收取因占地面积的不同而定。
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