本发明大体涉及用于机动车辆的自动驾驶员辅助系统，更具体地涉及用于将机动车辆停泊至头进车位、尾进车位和平行车位的自动驾驶员辅助系统。
背景技术：
本节中的内容仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能或者也可能不构成现有技术。
智能汽车技术(例如，基于网格导航的自由测距技术)，以及停车引导及信息系统有助于在驾驶员驾车时防止人为失误。此类技术已经用于改进道路导航，以及用于提高机动车辆内的机动车辆驾驶员的泊车能力。例如，已经研发出倒车影像系统和碰撞报警系统来协助机动车辆驾驶员在泊车时避免碰撞。此外，还研发出了自动泊车系统，用于在机动车辆驾驶员将机动车辆开至与一平行车位紧邻的预定位置后立即自动将机动车辆停至该车位。
尽管这些系统对于其预期目的来说是有用的，但是它们要求机动车辆驾驶员必须确定车位的位置以及将车驶入该车位。并且，这些系统都不能确定哪种停泊动作(例如，尾进停泊、头进停泊或平行停泊)适合某一给定的车位。因此，本技术领域急需利用现有的基础设施实现任何类型的车位内自动停泊的改进的智能汽车技术。并且，有必要在机动车辆内实现自动停泊系统，其不会增加成本，还能在使出入更加轻松和提供额外的安全特性的同时提高停泊系统的精度和稳健性。
技术实现要素：
本发明提供了一种在各种车位内停泊机动车辆的方法。所述方法包括以下步骤：接收停车区的地图；确定机动车辆在所述停车区内的位置；在所述停车区内选择车位；生成从所述机动车辆的位置到所述车位的节点树；从所述节点树中选择路径，其中，所述路径将所述机动车辆的位置和所述车位连接起来；沿着从所述机动车辆的位置到该路径中的中间位置的路径，自动驾驶所述机动车辆；以及从所述中间位置进行进入所述车位的停泊动作。
在一个方面，所述停泊动作为头进停泊动作、尾进停泊动作和平行停泊动作之一。
在另一个方面，进行何种停泊动作由所述机动车辆的感应覆盖范围(sensorcoverage)决定。
在另一个方面，如果所述机动车辆的尾部缺少足够的感应覆盖范围，则禁止所述尾进停泊动作。
在另一个方面，如果所述机动车辆的前部缺少足够的感应覆盖范围，则禁止所述头进停泊动作。
在另一个方面，所述停泊动作包括头进停泊动作。
在另一个方面，所述停泊动作包括尾进停泊动作。
在另一个方面，所述停泊动作包括平行停泊动作。
在另一个方面，生成节点树的步骤包括：(a)生成起始于所述机动车辆的位置的第一节点集合；(b)为所述第一节点集合中的每个节点分配成本；(c)从所述第一节点集合中选择最低成本节点；(d)生成另一个节点集合，该另一个节点集合与所选节点连接并且偏离所选节点一固定距离和一转向角；(e)为每个新生成的节点分配成本，其中，如果新生成的节点在所选节点之后，则该节点的成本等于基准成本加上来自所选节点的继承成本、转向成本和后退成本；(f)从所有节点中选择最低成本节点；(g)重复执行步骤(d)到(f)，直到最低成本节点位于所述车位。
在另一个方面，从所述节点树中选择路径的步骤包括：选择从所述机动车辆的位置到所述车位的路径，其包括最后选择的最低成本节点和与所述最后选择的最低成本节点连接的父节点(parentnodes)。
在另一个方面，位于所述机动车辆的位置和所述中间位置之间的节点处于接近阶段，位于所述中间位置和所述车位之间的节点处于停泊阶段，其中，接近阶段的转向成本和后退成本与停泊阶段的转向成本和后退成本不相等。
在另一个方面，接近阶段的转向成本和后退成本大于停泊阶段的转向成本和后退成本。
在另一个方面，相对于所述车位一段预定距离设置所述中间位置。
在另一个方面，所述停泊动作由所选车位的类型决定。
通过参考以下说明及所附附图，可以清楚地了解其它的方面、实例及优点，其中，相同的参考标号指的是同一组件、元件或特征。
附图说明
此处所述的附图仅用于图解目的，而非为了以任何方式限制本发明的范围。附图中的组件未必按比例绘制，而是把重点放在举例说明本发明的原理上。而且，图中相同的参考标号标明所有视图中相应的组件。
图1为根据本发明原理的一种具有自动辅助泊车系统的示例性的机动车辆的示意图；
图2为一种示例性的停车区的示意图；
图3为根据本发明原理的一种自动停泊和开出机动车辆的方法的流程图；
图4为在所述自动停泊和开出机动车辆的方法中使用的节点树的实例。
具体实施方式
以下说明本质上仅是示例性的，并非为了限制本发明、应用或用途。
参考图1，参考标号10为一种根据本发明原理的自动辅助泊车系统(autonomousvaletsystem)。所述自动辅助泊车系统10与示例性的机动车辆12和示例性的移动装置14一起使用。例如，所述机动车辆12为客运车辆，然而，在不脱离本发明范围的前提下，所述机动车辆12也可以是卡车、suv、面包车、房车或其它任何一种车辆。优选地，所述移动装置14为手机，然而，所述移动装置14也可以是移动电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手表或其他任何一种与所述机动车辆12无线通信的装置。所述自动辅助泊车系统10运行一种自动辅助泊车方法或应用程序，以下将对此进行更详细说明。
所述自动辅助泊车系统10可用于自动停泊和开出所述机动车辆12。在不脱离本发明范围的前提下，所述自动辅助泊车系统10可以有各种结构，但通常包括都与控制器20通信的传感器子系统16和通信子系统18。所述控制器20与车辆控制系统22通信。所述传感器子系统16包括沿着所述机动车辆12外部安装的多个传感器24a-d。在本实例中，所述传感器24a-d分别位于所述机动车辆12的前后左右，形成360度重叠的覆盖范围。然而，应当认识到，在不脱离本发明范围的前提下，所述传感器子系统16可以有任何数量的传感器24。每个所述的传感器24a-d可用于在所述机动车辆12周围的预定区域内采集或感应信息。来自所述传感器24a-d的信息传输给所述控制器20。在一个优选实施例中，所述传感器24a-d为光线探测及测距(lidar)传感器。然而，所述传感器24a-d也可以是摄像头、雷达、声呐传感器或其他任何种类的接近传感器。所述通信子系统18包括可用于接收和/或发送无线数据给所述移动装置14的收发器。所述无线数据传输给所述控制器20。此外，所述通信子系统18可与其它车辆以及停车场等基础设施进行车辆间通信和车辆和基础设施间通信，还可以接收gps数据。
所述控制器20为专用电子控制装置，其具有可编程数字计算机或处理器、用于存储控制逻辑、指令、图像数据、查询表等数据的存储器或非暂时性计算机可读介质以及多个输入/输出外围设备或接口。所述处理器用于执行所述控制逻辑或指令。所述控制器20可具有其它与所述处理器通信的处理器或集成电路，例如，用于分析传感器数据的感知逻辑电路。
可选地，所述控制器20可与人机界面(hmi)26进行通信。所述人机界面26设置在所述机动车辆12的驾驶室内，优选地，它是一块所述机动车辆12的驾驶员可访问的触摸屏。然而，在不脱离本发明范围的前提下，所述人机界面26还可以是任何触摸、语音或手势控制系统。所述人机界面26可用于激活和控制所述自动辅助泊车系统10。此外，所述移动装置14可用于激活和控制所述自动辅助泊车系统10。
所述车辆控制系统22包括任何执行自动辅助功能(包括停泊和开出所述机动车辆12)的系统。例如，所述车辆控制系统22可以包括刹车控制系统、油门控制系统、转向控制系统、车身控制系统等。所述车辆控制系统22还可以包括任何使车辆系统自动化、相适应或强化以提高车辆安全性和/或驾驶员驾驶性能的先进的驾驶员辅助系统(adas)功能。例如，所述车辆控制系统22可以包括通过执行安全措施(例如，自动控制所述机动车辆12)提醒驾驶员注意潜在问题或避免碰撞的adas技术。所述车辆控制系统22还可以包括自动照明、自适应巡航控制、自动刹车或采用摄像头技术的改进的盲区消除等增强某些系统的adas特性。最后，应当认识到，在不脱离本发明范围的前提下，所述车辆控制系统22可以为所述自动辅助泊车系统10的一部分。
参考图2，参考标号30为示例性的停车区。所述停车区30包括多个车位32。所述停车区32包括多个车位，在本实例中，包括：垂直车位32a、斜向车位32b以及平行车位32c。应当认识到，在不脱离本发明范围的前提下，所述停车区30可以具有任何结构，其可以是停泊结构，还可以具有任何数量和类型的车位32。所述停车区30包括与所述机动车辆12通信的停车区基础设施34。
参考图3，同时参考图1和2，参考标号50为一种自动将所述机动车辆12停入所述停车区30的方法。所述方法50始于步骤52，其中，所述机动车辆12的驾驶员使用所述人机界面26或所述移动装置14来启动或激活所述自动辅助停车系统10。
在步骤54中，使所述机动车辆12位于所述停车区30内或位于相对于所述停车区30的位置。还可以通过将所述机动车辆12驶入一预定起始位置或车位或根据gps坐标使所述机动车辆12位于所述停车区30内。在步骤56中，所述机动车辆12与所述停车区基础设施通信来接收所述停车区30的地图。所述地图可以定义为具有x和y坐标的笛卡尔坐标系。在所述地图上使用坐标(x，y，θ)定位所述机动车辆12，其中，θ是所述机动车辆12的转向角或朝向。在步骤58中，在所述停车区30中设置目的地。在所举的本实例中，所述目的地为图2中参考标号59所标注的车位。所述目的地可由所述机动车辆12的驾驶员来选择或者由所述停车区基础设施34基于空缺或可用的车位32来确定。选为目的地的这种车位32通过所述停车区基础设施34与所述自动辅助泊车系统10进行通信。应当认识到，在不脱离本发明范围的前提下，步骤54至58可以按各种顺序或同时进行。
然后，在步骤60中，生成从所述机动车辆12的位置到所述目的地位置59的节点树路径规划器(planner)。从所述节点树路径规划器中选择一最低成本路径，如图2中参考标号61所示。所述最低成本路径61作为所述机动车辆12从所述起始位置驶向所述目的地位置59的路径。最后，在步骤62中，通过利用所述车辆控制系统22，所述自动辅助泊车系统10沿着所述最低成本路径61驾驶所述机动车辆。在自动驾驶期间，可以利用所述传感器子系统16来避开位于所述预定停车区地图外的行人、其他车辆等障碍物。
现在参考图4，现在对生成所述节点树路径规划器的方法进行更详细地说明。首先，所述节点树路径规划器生成起始于所述机动车辆12的起始位置ls的第一节点集合(a1，a2，a3，a4，a5…an)。按照相对所述起始位置ls的距离‘d’及预定转向角φ生成每个节点。然而，应当认识到，可以生成任何数量的节点，在一优选实施例中，生成9个前进节点和9个后退节点。所述距离d可以为各种值，但是优选地为约2米。所述转向角φ也可以为各种值，但是优选地从直线向前的方向到完全右转的方向和完全左转的方向将所述节点平均划分。按照坐标(x，y，θ)定义每个节点。接着，去除或不生成任何被所述停车区地图阻挡的节点。
所述第一节点集合一经生成，所述节点树路径规划器就为每个节点分配一个成本。所述第一集合中的每个节点的成本等于基准成本加上转向成本。所述基准成本由从所述节点到所述目的地位置ld的距离决定。这样，所述节点离所述目的地位置ld越近，所述基准成本就越低。所述转向成本随着所述转向角θ的增大而增加。换句话说，到达所述节点所需的转向角越大，所述成本就越高。如果所述节点为要求所述机动车辆进行换挡的后退节点，则另外给所述节点加上一个后退成本。
一旦为所述节点分配成本后，节点树路径规划器就选择最低成本节点，如本实例中的节点a5，并且生成另一个起始于所选择的最低成本节点的节点集合b1，b2，b3，b4…bn。按照相对于节点a5的距离d及转向角φ生成每个节点。不在所述停车区地图指定的障碍区域内生成任何节点。并且，不再生成任何先前生成的节点。接着，所述基准成本也包括节点a5的成本，除此之外，为上述每个节点b1，b2，b3，b4…bn分配成本。这样，每个从父节点生成的子节点就继承了父节点的成本。在一个实施例中，所述基准成本还包括世代成本，其由节点相对于起始位置节点所处的世代决定。然后，所述树节点路径规划器从所有到目前为止生成的节点中选择所述最低成本节点，并重复执行该方法，直到新生成的节点位于所述目的地位置ld。
一旦节点位于所述位置ld，所述节点树路径规划器就沿着该路径回溯到所述起始位置ls，并设定所述路径61。所述路径61包括由参考标号70标注的接近阶段和由参考标号72标注的停泊阶段。一个中间节点或位置li将所述接近阶段70和所述停泊阶段72分开。在一个优选实施例中，将li设定为相对于所述目的地位置ld(例如，车位)的预定距离。所述接近阶段70定义为所述机动车辆12的位置ls和所述中间节点li之间生成的任何节点。所述停泊阶段72定义为所述中间位置li和所述目的地位置ld之间生成的任何节点。
通常，接近阶段70中与所述节点相关的固定成本(即，转向成本和后退成本)大于停泊阶段72中的固定成本。这样，有利于在接近阶段70避免所述机动车辆12换挡和转向。在停泊阶段72，所述自动辅助泊车系统10进行从所述中间位置li到所述目的地位置ld的停泊动作，所述停泊动作可分为头进停泊动作、尾进停泊动作和平行停泊动作。所述头进停泊动作的特征在于，在停泊阶段72，没有任何倒车换挡，以便所述机动车辆12的前部或车头先进入所选车位。所述尾进停泊动作包括至少一次倒车换挡，以便所述机动车辆12的后部或车尾先进入所选车位。可以先进行车尾或车头的平行停泊动作，这取决于所述车位的大小、所述平行车位前后停泊的其它车辆的位置等。在停泊阶段72，所述机动车辆12要停入的车位的类型会阻碍节点的生成(即，阻止节点的生成)或影响成本。例如，斜向车位可能要求头进停泊动作，而平行车位可能要求平行停泊动作。这样，某些会引起与所述车位不匹配的停泊动作的节点可能会被禁止，或者它们的成本可能会被提高。或者，可由所述机动车辆12的驾驶员选择停泊动作。
此外，根据车辆特点，某些停泊动作可能会被禁止。例如，如果所述传感器子系统16缺少足够的前向或后向感应能力，分别地，则头进或尾进停泊动作可能会被禁止。
本发明的说明书实质上仅为示例性的，未脱离本发明要旨的变更都包括在本发明的范围内。这些变更不应视为脱离了本发明的精神和范围。