车辆的泊车辅助方法、系统及车辆与流程

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种车辆的泊车辅助方法、系统及车辆。

背景技术：

随着汽车技术的快速发展，能够为驾驶员提供车辆周边无死角图像信息的辅助系统——360°全景环视系统近年来逐渐普及，系统通过将安装于车辆前后部及左右外后视镜上的摄像头收集到的图像进行拼接算法处理融合为单一图像输出，可以提供从车顶俯视效果的实时视频输出，使驾驶员能够清楚的了解车身四周的实际情景，对车身周边盲区范围内障碍物的具体位置提供准确的参考，但是由于系统硬件构成数量众多，成本提升较高，并且泊车过程是一个十分复杂的操作过程,现有的360°全景环视系统虽然可以使驾驶者能够清楚的了解车身四周的情景,但是仍然需要驾驶者依据经验去停车，并且依然会遇到泊车错误的问题。

相关技术中，基于鸟瞰图系统的辅助泊车虽然可以实现泊车辅助，但是过于复杂,虽然采用三段式路径策略，但是泊车动作的起始点是固定的，车辆必须与停车空间平行，有待改进。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆的泊车辅助方法，该方法可以简化泊车操作，并且提升顾客感知。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的泊车辅助方法，包括以下步骤：采集车辆周围的全景图像，并且接收泊车模式的类型信号；根据所述泊车模式的类型信号与所述全景图像得到车辆的泊车辅助信息，其中，所述泊车辅助信息包括车辆的初始位置、一个或多个中间位置和最终位置，以及车辆处于每个位置时的方向盘转角信息和车辆行进方向指示信息；以及根据所述全景图像、所述车辆的当前转向角信息与所述泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，以引导所述车辆完成泊车。

进一步地，所述根据所述全景图像、所述车辆的当前转向角信息与所述泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，进一步包括：如果所述当前转向角信息与车辆处于当前位置的方向盘转角信息一致，则所述全景图像中方向盘图标显示第一颜色；如果所述当前转向角信息与所述车辆处于当前位置的方向盘转角信息不一致，则所述全景图像中方向盘图标显示第二颜色。

可选地，所述泊车模式可以包括水平泊车模式和垂直泊车模式。

进一步地，所述车辆的泊车辅助方法还包括：结合所述泊车实时引导信息与所述全景图像进行语音和/或图像提示。

可选地，通过全景环视系统或鸟瞰图系统采集所述车辆周围的全景图像。

相对于现有技术，本发明所述的车辆的泊车辅助方法具有以下优势：

本发明所述的车辆的泊车辅助方法，通过全景图像得到泊车辅助信息，从而根据全景图像、车辆的当前转向角信息和泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，以通过泊车实时引导信息引导车辆完成泊车，实现了规划泊车路径以辅助驾驶员泊车，提高了车辆的智能化水平，简化泊车操作，提升了顾客感知，有效解决了驾驶员泊车的烦恼，更好地保证车辆的安全性和可靠性。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆的泊车辅助系统，该系统可以简化泊车操作，并且提升顾客感知。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的泊车辅助系统，包括：采集模块，用于采集车辆周围的全景图像；接收模块，用于接收泊车模式的类型信号；获取模块，用于根据所述泊车模式的类型信号与所述全景图像得到车辆的泊车辅助信息，其中，所述泊车辅助信息包括车辆的初始位置、一个或多个中间位置和最终位置，以及车辆处于每个位置时的方向盘转角信息和车辆行进方向指示信息；以及引导模块，用于根据所述全景图像、所述车辆的当前转向角信息与所述泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，以引导所述车辆完成泊车。

进一步地，所述引导模块还用于：在所述当前转向角信息与车辆处于当前位置的方向盘转角信息一致时，控制所述全景图像中方向盘图标显示第一颜色；当所述当前转向角信息与所述车辆处于当前位置的方向盘转角信息不一致时，控制所述全景图像中方向盘图标显示第二颜色。

可选地，所述泊车模式可以包括水平泊车模式和垂直泊车模式。

进一步地，所述车辆的泊车辅助系统还包括：提示模块，用于结合所述泊车实时引导信息与所述全景图像进行语音和/或图像提示。

所述的车辆的辅助泊车系统与上述的车辆的辅助泊车方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的再一个目的在于提出一种车辆，该车辆可以简化泊车操作，并且提升顾客感知。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有如上述所述的车辆的泊车辅助系统。

所述的车辆与上述的车辆的泊车辅助系统相对于现有技术所具有优势相同，在此不具体赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的车辆运动轨迹示意图；

图2为本发明实施例所述的车辆的泊车辅助方法的流程图

图3为本发明实施例所述的垂直泊车辅助示意图；

图4为本发明实施例所述的垂直泊车辅助的流程图；

图5为本发明实施例所述的水平泊车辅助示意图；

图6为本发明实施例所述的水平泊车辅助的流程图；

图7为本发明实施例所述的车辆的泊车辅助系统的结构框图；

图8为本发明实施例所述的车辆的泊车辅助系统的另一个结构框图；以及

图9为本发明实施例所述的车辆的泊车辅助系统的再一个结构框图。

附图标记说明：

10-车辆的泊车辅助系统、100-采集模块、200-接收模块、300-获取模块、400-引导模块、500-提示模块、600-多个摄像头、700-车身网络信息单元、800-全景环视ecu、900-人机交互单元、901-显示屏、902-扬声器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

首先简单描述一下本发明实施例的泊车辅助的工作原理，具体如下：

泊车车位可以是水平车位或垂直车位，但无论是何种车位形式，泊车过程一般统一分三步进行：

步骤s1：寻找到合适的水平或垂直车位；

步骤s2：当车位合适，使车辆到达恰当的倒车起始点，其中，每一个起始点对应一条规划好的泊车路径；

步骤s3：按照规划好的路径(即若干圆弧和直线段的组合)全程语音指导驾驶者控制车辆进退和转向，从而泊车入位。

需要说明的是，系统支持算法原理(基于阿克曼转向几何的运动学模型)如图1所示,在低速和不用考虑侧滑的情形，车辆车身任意一点的运动轨迹都是指向同一个圆心的圆，并且只与转向角有关，与车速无关。根据这样的运动规律，车辆运行轨迹可以看成是由多段标准圆弧组成轨迹序列。图中，(xf,yf)为前轴中心点坐标；(xr,yr)为后轴中心点坐标；(xrl，yrl)为左后轮中心点的坐标，(xrr，yrr)为右后轮中心点的坐标；v指前轴中心点的速度；hm为轴距；tr为后轮距；φ为前轴中心点转向角；θ为航向角，指汽车中心轴与参考方向的夹角，通常取参考方向为水平方向。

进一步地，在泊车辅助路径规划算法中，车辆的位置是指某时刻车辆在运动平面上的位置，包括坐标位置，航向角和转向角。泊车就是期望汽车按照期望的路径行驶，这个路径就是泊车辅助规划路径，即汽车的位置轨迹。

另外，停车位的尺寸和通车道的宽度对泊车方式有决定性的影响，不同的车位环境适用不同的泊车方法，常见的泊车方法是水平泊车和垂直泊车。道路较窄，留给路边停车的车位空间不充裕，一般划分约1.5～2倍车长的空间，允许水平泊车；车库的车位一般设计得较窄且深，从而单排可以容纳更多的汽车，则使用垂直泊车方法。

本发明正是基于上述原理，而提出了一种车辆的泊车辅助方法、系统及车辆。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2是根据本发明实施例的车辆的泊车辅助方法的流程图。

如图2所示，根据本发明实施例的车辆的泊车辅助方法，包括如下步骤：

步骤s201：采集车辆周围的全景图像，并且接收泊车模式的类型信号。

可选地，在本发明的一个实施例中，采集车辆周围的全景图像的方式有很多种，例如通过全景环视系统或鸟瞰图系统采集车辆周围的全景图像，在此不作具体限制。本发明实施例的方法基于全景环视系统或者鸟瞰图系统实现规划泊车路径辅助驾驶员泊车，从而可以实现更多的功能拓展需求，以提升车辆科技感及智能化成为更加合理化的要求，有效解决了驾驶员泊车的烦恼，提高了车辆的智能化水平。

进一步地，在本发明的一个实施例中，泊车模式可以包括水平泊车模式和垂直泊车模式，但是本领域技术人员应当理解的是，水平泊车模式和垂直泊车模式仅是示意性的，本发明并不仅限于这两种泊车模式。

步骤s202：根据泊车模式的类型信号与全景图像得到车辆的泊车辅助信息，其中，泊车辅助信息包括车辆的初始位置、一个或多个中间位置和最终位置，以及车辆处于每个位置时的方向盘转角信息和车辆行进方向指示信息。

可以理解为，在确定泊车模式之后，无论是垂直泊车辅助路径规划还是水平泊车辅助路径规划都可以认为分成三段路径，从而只要确定三段路径的切换点：a点、b点、c点，则车辆的运动轨迹可以确定，即得到车辆的初始位置、中间位置和最终位置，以及在初始位置时的方向盘的转向角度、在中间位置时的方向盘转向角度和在最终位置时的方向盘的转向角度。需要说明的是，中间位置b点可以为一个或多个，为了便于理解且由于大多数为三段路径即可，以下以一个中间位置进行赘述。

步骤s203：根据全景图像、车辆的当前转向角信息与泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，以引导车辆完成泊车。

进一步地，根据车辆的当前转向角信息与泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，进一步包括：如果当前转向角信息与车辆处于当前位置的方向盘转角信息一致，则全景图像中方向盘图标显示第一颜色；如果当前转向角信息与车辆处于当前位置的方向盘转角信息不一致，则全景图像中方向盘图标显示第二颜色。

也就是说，在生成泊车实时引导信息之后，根据泊车实时引导信息对驾驶员进行提醒，例如车辆到达初始位置之后，驾驶员根据全景图像进行泊车时会转动方向盘，根据方向盘的转动可以得到当前转向角信息，如果当前转向角信息与初始位置的方向盘的转向角度一致，则方向盘图标可以显示绿色，表示转向正确，从而驾驶员可以进入下一步骤，否则方向盘图标显示红色，表示转向不正确，提示驾驶员还不能进入下一步骤。

进一步地，车辆的泊车辅助方法还包括：结合泊车实时引导信息与全景图像进行语音和/或图像提示。

也就是说，本发明实施例的方法可以结合泊车实时引导信息与全景图像进行多方面提示，例如上述的通过显示屏上显示方向盘图像颜色进行实时图标提示，或者通过扬声器进行实时语音提示，简单便捷，在此不作具体限制。

下面对垂直泊车和水平泊车的工作原理进行详细的描述，以便于本领域的技术人员更好地理解。

首先对垂直泊车进行详细的介绍，具体如下：

如图3所示，垂直泊车辅助路径规划的核心为确定三段路径的切换点a、b、c。一旦三个切换点确定了，车辆的运动轨迹也就确定了，即：

a)当车辆在a转换点之前，车将做直线前进运动；

b)当车辆到达a切换点后，车辆在一定转向角下沿圆弧ab做前进的圆弧运动，直到到达切换点b；

c)当车辆到达b切换点后，改变车辆转向角并沿圆弧bc做倒车的圆弧运动直到到达切换点c；

d)当车辆倒车到c切换点后，车辆继续做直线倒车运动到终点停车。

其中，切换点a、b、c的位置相当于初始位置、中间位置和最终位置，其一方面与车辆的运动学有关，另一方面为了提高泊车过程的连续性和减小整个泊车空间，所以尽可能的减小圆周运动的半径。

具体地，已知参数：p1＝(x1，y1)，p2＝(x2，y2)，start＝(xstart，ystart))，车辆中心距离停车位主方向的距离d0；轴距l；车宽w；停车位主方向的角度θ；安全距离δ1；br为后轮轴心到车最车尾的距离。切换点的坐标计算可以如下：

1.切换点c坐标(xc，yc)的计算

切换点c的选取条件是车辆刚好从该点以最小转弯半径出库，且不碰右边停车位和入口p1点，并满足安全距离限制，即δ1的半径大于零，根据图3中第二段圆弧的中心o2与p1点关系有：

进一步地，根据阿克曼转向几何的运动学模型可知转弯半径与轴距之间的关系：

其中，φmax是最小转弯半径时打满方向盘的车辆转向角；δ1为安全距离半径；d是反映切换点c坐标的参数。

进而，切换点c的坐标计算如下：

2.切换点b坐标(xb，yb)的计算

在圆弧bc段车辆的倒车运动中，车身的最左后角有可能越停车位的左边界线，为次需要对δ1的安全距离半径进行验证和修正。由运动学模型可知车辆车身任意点的轨迹都是指向同一圆心的圆弧，因此可得车身最左后角出的转弯半径的约束方程为：

切换点b的位置与车辆相对于检测到的空停车位有关即参数d0。

进一步地，选取最小转弯半径为圆弧ab的最小转弯半径可得：

进而，切换点b的坐标计算如下：

3.切换点a坐标(xa，ya)的计算

第一段圆弧的圆心坐标记为(xo1，yol)：

进而，切换点a的坐标计算如下：

图4为本发明实施例的垂直泊车辅助的流程图。如图4所示，垂直泊车辅助路径步骤包括以下步骤：

步骤1：调整车辆或车位图标，使车位图标与车位边界重合。重合后，选择泊车模式。也就是说，确定泊车位置及泊车模式(垂直泊车模式)。

步骤2：调整车辆直至引导线与车位前端对齐。即言，确定车辆到达规划路径初始位置a点。

步骤3：按照指示方向旋转方向盘，至方向盘图标变绿。

步骤4：保持此方向前进，直到引导线与车位边界相切。即言，确定车辆到达中间位置b点。

步骤5：反方向旋转方向盘，至方向盘图标变绿。

步骤6：保持此方向倒车，进入停车位。即言，到达目标点最终位置c点后进入车位。

其次对水平泊车进行详细的介绍，具体如下：

如图5所示，水平泊车也有三个切换点，分别为a、b、c，因此水平泊车的运动规划过程也可以分为三段路径，即：

a)当车辆在a转换点之前，车将做直线前进运动；

b)当车辆到达a切换点后，车辆在一定转向角下沿圆弧ab做倒车的圆弧运动直到到达切换点b；

c)当车辆到达b切换到后，改变车辆转向角并沿圆弧bc做倒车的圆弧运动直直到达切换点c；

具体地，已知参数：p1＝(x1，y1)，p2＝(x2，y2)，start＝(xstart，ystart))，车辆中心距离停车位主方向的距离d0；轴距l；车宽w；停车位主方向的角度θ；安全距离δ1；bf为前轮轴心到车头的距离。切换点的坐标计算可以如下：

1.切换点c坐标(xc，yc)的计算

切换点c的选取条件是车辆刚好入库到最佳位置，即车辆尾部与左边停车线的距离是最小安全距离d，切换点c的坐标计算如下：

2.切换点b坐标(xb，yb)的计算

第二段圆弧的圆心坐标记为(xo2，yo2)：

切换点b的坐标计算如下：

3.切换点a坐标(xa，ya)的计算

第一段圆弧的圆心坐标记为(xo1，yo1)：

进而，切换点a的坐标计算如下：

图6为本发明实施例的水平泊车辅助的流程图。如图6所示，水平泊车辅助路径步骤包括以下步骤：

步骤1：调整车辆或车位图标，使车位图标与车位边界重合。重合后，选择泊车模式。也就是说，确定泊车位置及泊车模式(水平泊车模式)。

步骤2：调整车辆直至引导线与车位前端对齐。即言，确定车辆到达规划路径初始位置a点。

步骤3：按照指示方向旋转方向盘，至方向盘图标变绿。

步骤4：保持此方向倒车，直到图标与车位边界重合。即言，确定车辆到达中间位置b点。

步骤5：反方向旋转方向盘，至方向盘图标变绿。

步骤6：保持此方向倒车，直到其中一个图标与车位边界重合。即言，到达目标点最终位置c点。

步骤7：反方向旋转方向盘，至方向盘图标变绿。

步骤8：保持此方向前进，直到图标与车位边界重合，相当于车位微调。

步骤9：调整车辆，使车辆居于泊车位中部。

本发明所述的车辆的泊车辅助方法，通过全景图像得到泊车辅助信息，从而根据全景图像、车辆的当前转向角信息和泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，以通过泊车实时引导信息结合全景图像进行语音和图像提示，以引导车辆完成泊车，实现了规划泊车路径以辅助驾驶员泊车，提高了车辆的智能化水平，简化泊车操作，提升了顾客感知，有效解决了驾驶员泊车的烦恼，更好地保证车辆的安全性和可靠性。

图7为本发明实施例所述的车辆的泊车辅助系统的结构框图。

进一步地，如图7所示，本发明的实施例公开了一种车辆的泊车辅助系统10，其包括：采集模块100、接收模块200、获取模块300和引导模块400。

具体而言，如图7所示，采集模块100用于采集车辆周围的全景图像。接收模块200用于接收泊车模式的类型信号。获取模块300用于根据泊车模式的类型信号与全景图像得到车辆的泊车辅助信息，其中，泊车辅助信息包括车辆的初始位置、一个或多个中间位置和最终位置，以及车辆处于每个位置时的方向盘转角信息和车辆行进方向指示信息。引导模块400用于根据全景图像、车辆的当前转向角信息与泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，以引导车辆完成泊车。本发明实施例的泊车辅助系统10可以通过泊车实时引导信息引导车辆完成泊车，实现了规划泊车路径以辅助驾驶员泊车，提高了车辆的智能化水平，简化泊车操作，提升了顾客感知，更好地保证车辆的安全性和可靠性。

进一步地，在本发明的一个实施例中，引导模块400还用于：在当前转向角信息与车辆处于当前位置的方向盘转角信息一致时，控制全景图像中方向盘图标显示第一颜色；在当前转向角信息与车辆处于当前位置的方向盘转角信息不一致时，控制全景图像中方向盘图标显示第二颜色。

举例而言，也就是说，在生成泊车实时引导信息之后，根据泊车实时引导信息对驾驶员进行提醒，例如车辆到达初始位置之后，驾驶员根据全景图像进行泊车时会转动方向盘，根据方向盘的转动可以得到当前转向角信息，如果当前转向角信息与初始位置的方向盘的转向角度一直，则方向盘图标可以显示绿色，表示转向正确，从而驾驶员可以进入下一步骤，否则方向盘图标显示红色，表示转向不正确，提示驾驶员还不能进入下一步骤。

可选地，在本发明的一个实施例中，泊车模式可以包括水平泊车模式和垂直泊车模式，但本领域技术人员应当理解的是，水平泊车模式和垂直泊车模式仅是示意性的，本发明并不仅限于这两种泊车模式。

进一步地，在本发明的一个实施例中，如图8所示，车辆的泊车辅助系统10还包括：提示模块500。其中，提示模块500用于结合泊车实时引导信息与全景图像进行语音和/或图像提示。

也就是说，本发明实施例的方法可以结合泊车实时引导信息与全景图像进行多方面提示，例如上述的通过显示屏上显示方向盘图像颜色进行实时图标提示，或者通过扬声器进行实时语音提示，简单便捷，在此不作具体限制。

举例而言，如图9所示，本发明实施例的车辆的泊车辅助系统10包括：多个摄像头600(相当于采集模块100)，车身网络信息单元700(相当于接收模块200)、全景环视ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)800(相当于引导模块400和获取模块300)和人机交互单元900(相当于提示模块500)。

其中，车身网络信息单元700用于获取车身网络信息，车身网络信息主要包括方向盘转向角信息、系统开启关闭指令等。摄像头可以分别安装于车辆前后左右，由全景环视ecu800进行驱动并将收集到的图像信息发至全景环视ecu800。人机交互单元900主要由显示屏901及扬声器902构成，其中，显示屏901可以为触控显示屏，其负责对全景环视ecu800输出的鸟瞰图进行显示，并可通过接收触控指令发送给全景环视ecu800，收集驾驶员意图信息，同时显示相关指令图标；扬声器902主要作为声音提示装置，由全景环视ecu800输出的指令转换为声音提示输出给驾驶员。

需要说明的是，本发明实施例的车辆的泊车辅助系统的具体实现方式与车辆的泊车辅助方法的具体实现方式类似，为了减少冗余，此处不做赘述。

本发明所述的车辆的泊车辅助系统，通过全景图像得到泊车辅助信息，从而根据全景图像、车辆的当前转向角信息和泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，以通过泊车实时引导信息结合全景图像进行语音和图像提示，以引导车辆完成泊车，实现了规划泊车路径以辅助驾驶员泊车，提高了车辆的智能化水平，简化泊车操作，提升了顾客感知，有效解决了驾驶员泊车的烦恼，更好地保证车辆的安全性和可靠性。

此外，本发明还提出了一种车辆，该车辆包括上述的车辆的泊车辅助系统。该车辆可以通过全景图像得到泊车辅助信息，从而根据全景图像、车辆的当前转向角信息和泊车辅助信息生成泊车实时引导信息，以通过泊车实时引导信息结合全景图像进行语音和图像提示，以引导车辆完成泊车，实现了规划泊车路径以辅助驾驶员泊车，提高了车辆的智能化水平，简化泊车操作，提升了顾客感知，有效解决了驾驶员泊车的烦恼，更好地保证车辆的安全性和可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。