一种基于EPS的自动泊车路线规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于EPS的自动泊车路线规划方法，包括以下步骤：S1、进行车位探测以获取有效车位信息；S2、根据上述有效车位信息为车辆选取目标停车策略，并根据目标停车策略引导车辆自动进入上述有效车位泊车；S3、记录车辆自动泊车过程中方向盘上力矩介入力度以及力矩介入时间，并将上述力矩介入力度与预设力矩阈值、力矩介入时间与预设时间阈值进行比较，当力矩介入力度超过预设力矩阈值且力矩介入时间超过预设时间阈值时，进入EPS助力模式；本发明专利技术公开了一种基于EPS的自动泊车系统，泊车引导模块根据车位探测模块的结果选取目标停车策略，模式切换模块根据自动泊车过程中方向盘上力矩介入力度以及力矩介入时间切换泊车模式。

【技术实现步骤摘要】
一种基于EPS的自动泊车路线规划方法及系统
本专利技术涉及汽车辅助驾驶
，尤其涉及一种基于EPS的自动泊车路线规划方法及系统。
技术介绍
现如今汽车辅助驾驶发展越来越迅猛，无论合资还是自主品牌车企都加大对其研发力度，汽车智能化发展是当前最热的趋势。而城市日益增长的汽车与可利用的泊车空间越来越少的矛盾日益突出，在城市中的停车难度大大增加。因此，自动泊车系统便应运而生。自动泊车系统(AutomaticParkingSystem,APS)主要由感知单元、中央控制器、转向执行机构、和人-机交互系统组成。以EPS作为APS执行机构，接收泊车系统中央控制器发出的转向指令后执行转向操作，可有效减少成本、节省布置空间。APS可以有效地帮助驾驶员，尤其是新手，快速、安全地将汽车泊入车位，极大地减轻驾驶员泊车负担。当前自动泊车的研究重点在于环境感知、路径规划、路径跟踪，而采用摄像头、红外传感器探测环境的方案相对采用超声波传感器的方案而言无疑增加了开发成本。采用GPS定位的路径规划、路径跟踪同样也会增大开发成本。同时出于安全保障考虑，自动泊车控制器需能与EPS控制器实时通信，实现泊车模式与EPS模式安全切换。因此研发出一种低成本、能适应不同起始点完成平行或垂直泊车的自动泊车系统，能快速普及在众多中低端车型上，极大地减轻驾驶员尤其是新手在较小车位泊车的负担。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种基于EPS的自动泊车路线规划方法及系统。本专利技术提出的基于EPS的自动泊车路线规划方法，包括以下步骤：S1、进行车位探测以获取有效车位信息；S2、根据上述有效车位信息为车辆选取目标停车策略，并根据目标停车策略引导车辆自动进入上述有效车位泊车；S3、记录步骤S2中车辆自动泊车过程中方向盘上力矩介入力度以及力矩介入时间，并将上述力矩介入力度与预设力矩阈值、力矩介入时间与预设时间阈值进行比较，当力矩介入力度超过预设力矩阈值且力矩介入时间超过预设时间阈值时，退出自动泊车模式，进入EPS助力模式。优选地，步骤S1具体包括在车辆进行车位探测过程中根据下降沿、上升沿突变计算车位大小Lp和车位深度S，并根据车位大小Lp和车位深度S判断当前车位信息是否为有效车位信息；优选地，当Lv≤Lp<Llim、S≥Slim时，判断当前垂直车位有效；当Lp<Llim、S<Slim时，继续进行车位探测；当Lp≥Llim、S≥Slim2时，判断当前平行车位有效；其中，Lv、Llim、Slim、Slim2均为预设值；优选地，车位探测过程中采集车辆右前轮与车辆周边障碍物的最小距离，并判断上述最小距离是否有突变，当上述最小距离突然减小即为下降沿，当上述最小距离突然增大即为上升沿。优选地，步骤S2具体包括：当前垂直车位判断为有效时，执行垂直泊车路径规划策略；当前平行车位判断为有效时，对车位大小Lp作进一步判断：当Llim≤Lp<L0时，执行带有库内调整的平行泊车路径规划策略；当Lp≥L0时，执行平行泊车路径规划策略；其中，L0为预设值；优选地，执行垂直泊车路径规划策略具体包括：根据相应法规：得到垂直泊车路径规划策略中起始预设区域的范围结合公式计算出车辆与车位左侧边界发生碰撞的临界点的横坐标xr_lim，所述公式为：其中，xp为停车时车辆后轴中心横坐标，yp为停车时车辆后轴中心纵坐标，Lr为车辆后悬长度，Lp为车位大小，w为车辆宽度，R为车辆泊车过程中的转弯半径；再结合公式计算出车辆与车位右侧边界发生碰撞的临界点的纵坐标yr_lim，所述公式为(xp-Lp/2)2+(R-yp)2＝(R-w/2)2；其中，xp的值取值xr_lim的大小；优选地，以xp＝2、yp＝1.1、yp＝yr_lim＝1.8、(xp-Lp/2)2+(R-yp)2＝(R-w/2)2为边界，计算出垂直泊车区域；优选地，当前平行车位判断为有效时，对车位大小Lp作进一步判断具体包括：判断此时车辆右前轮与车辆周边障碍物的最小距离h，计算出上述距离h对应的最佳起始点坐标C；记录车辆右前轮与车辆周边障碍物的最小距离Y1、车辆右后轮与车辆周边障碍物的最小距离Y0，并对Y1、Y0进行分析，当|(Y1-Y0)|/l≥θ0时，重新进行车位探测；且在车辆移动过程中对车位大小Lp作进一步分析：当Llim≤Lp<L0时，执行带有库内调整的平行泊车路径规划策略，所述带有库内调整的平行泊车路径规划策略具体包括：车辆泊车过程中对车辆头部与车辆周边障碍物的最小距离、车辆尾部与车辆周边障碍物的最小距离进行检测，并根据上述检测结果执行前进式调整策略和后退式调整策略；优选地，当车辆尾部与车辆周边障碍物的最小距离小于预设值S1时，检测车辆尾部右侧与车辆周边障碍物的最小距离L7、车辆尾部左侧与车辆周边障碍物的最小距离L6，并对L6、L7进行分析：当L7-L6≥ΔL时，执行方向盘右打死前进式调整策略，当L6-L7≥ΔL时，执行方向盘左打死前进式调整策略，否则，执行方向盘0度角前进式调整策略；其中，ΔL为预设值；优选地，当车辆头部与车辆周边障碍物的最小距离预设值S1时，检测车辆头部右侧与车辆周边障碍物的最小距离L3、车辆头部左侧与车辆前侧障碍物的最小距离L2，并对L2、L3进行分析：当L3-L2≥ΔD时，执行方向盘右打死后退式调整策略，当L2-L3≥ΔD时，执行方向盘左打死后退式调整策略，否则，执行方向盘0度角前进式调整策略；其中，ΔD为预设值；当Lp≥L0时，执行平行泊车路径规划策略，所述平行泊车路径规划策略具体包括：令车辆起始点根据下述公式计算每段路径长度，所述公式为：(R1+R2)sinθ+L2cosθ＝S0(R1+R2)(1-cosθ)+L2sinθ＝HL1:(x-S0-ΔS)2+[y-(H-Rmin)]2＝Rmin2L2:y-ax-b＝0L3:(x-ΔS)2+(y-Rmin)2＝Rmin2；其中，R1为第一段路径的圆弧半径，R2为第三段路径的圆弧半径，优选地，R1＝R2，且R1、R2为最小转弯半径；θ为车辆偏航角，S0为车辆起始点与终点的横向距离，H为车辆起始点与终点的纵向距离，ΔS为车辆后轴与车辆后侧障碍物的安全距离，L1表示第一段路径，L2表示第二段路径，L3表示第三段路径；最佳起始点C的坐标与距离h的关系为：xc＝a1+h/tanθ1yc＝b1+h；其中，θ1为规划定值，a1、b1为设定值，h∈[0.1n1-0.05,0.1n2+0.05]，其中，n1、n2为正整数且n2>n1，若n3∈[n1,n2]，且0.1n3-0.05≤h＜0.1n3+0.05，则h＝0.1n3；即规划后的三段路径长度为：L1＝π*Rmin*θ1L2＝0.1/sinθ1*(h-0.4)。L3＝π*Rmin*θ1优选地，步骤S3具体包括：在车辆自动泊车过程中检测方向盘上力矩介入力度B以及力矩介入时间T，且当B>B0、T>T0时，退出自动泊车模式，进入EPS助力模式；优选地，所述EPS助力模式具体包括EPS助力电机驱动车辆前轮自主转向，方向盘跟踪目标转角，执行规划好的路径，泊车控制器向车速控制器发送指令进行刹车，泊车完成后方向盘回正；其中，B0、T0均为预设值。本专利技术提出的基于EPS的自动泊车系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于EPS的自动泊车路线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、进行车位探测以获取有效车位信息；S2、根据上述有效车位信息为车辆选取目标停车策略，并根据目标停车策略引导车辆自动进入上述有效车位泊车；S3、记录步骤S2中车辆自动泊车过程中方向盘上力矩介入力度以及力矩介入时间，并将上述力矩介入力度与预设力矩阈值、力矩介入时间与预设时间阈值进行比较，当力矩介入力度超过预设力矩阈值且力矩介入时间超过预设时间阈值时，退出自动泊车模式，进入EPS助力模式。

【技术特征摘要】
1.一种基于EPS的自动泊车路线规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、进行车位探测以获取有效车位信息；S2、根据上述有效车位信息为车辆选取目标停车策略，并根据目标停车策略引导车辆自动进入上述有效车位泊车；S3、记录步骤S2中车辆自动泊车过程中方向盘上力矩介入力度以及力矩介入时间，并将上述力矩介入力度与预设力矩阈值、力矩介入时间与预设时间阈值进行比较，当力矩介入力度超过预设力矩阈值且力矩介入时间超过预设时间阈值时，退出自动泊车模式，进入EPS助力模式。2.根据权利要求1所述的基于EPS的自动泊车路线规划方法，其特征在于，步骤S1具体包括在车辆进行车位探测过程中根据下降沿、上升沿突变计算车位大小Lp和车位深度S，并根据车位大小Lp和车位深度S判断当前车位信息是否为有效车位信息；优选地，当Lv≤Lp<Llim、S≥Slim时，判断当前垂直车位有效；当Lp<Llim、S<Slim时，继续进行车位探测；当Lp≥Llim、S≥Slim2时，判断当前平行车位有效；其中，Lv、Llim、Slim、Slim2均为预设值；优选地，车位探测过程中采集车辆右前轮与车辆周边障碍物的最小距离，并判断上述最小距离是否有突变，当上述最小距离突然减小即为下降沿，当上述最小距离突然增大即为上升沿。3.根据权利要求2所述的基于EPS的自动泊车路线规划方法，其特征在于，步骤S2具体包括：当前垂直车位判断为有效时，执行垂直泊车路径规划策略；当前平行车位判断为有效时，对车位大小Lp作进一步判断：当Llim≤Lp<L0时，执行带有库内调整的平行泊车路径规划策略；当Lp≥L0时，执行平行泊车路径规划策略；其中，L0为预设值；优选地，执行垂直泊车路径规划策略具体包括：根据相应法规：Lp/2≤(xp-Lr)≤2Lp、ε＝0.2m，得到垂直泊车路径规划策略中起始预设区域的范围结合公式计算出车辆与车位左侧边界发生碰撞的临界点的横坐标xr_lim，所述公式为：其中，xp为停车时车辆后轴中心横坐标，yp为停车时车辆后轴中心纵坐标，Lr为车辆后悬长度，Lp为车位大小，w为车辆宽度，R为车辆泊车过程中的转弯半径；再结合公式计算出车辆与车位右侧边界发生碰撞的临界点的纵坐标yr_lim，所述公式为(xp-Lp/2)2+(R-yp)2＝(R-w/2)2；其中，xp的值取值xr_lim的大小；优选地，以xp＝2、yp＝1.1、yp＝yr_lim＝1.8、(xp-Lp/2)2+(R-yp)2＝(R-w/2)2为边界，计算出垂直泊车区域；优选地，当前平行车位判断为有效时，对车位大小Lp作进一步判断具体包括：判断此时车辆右前轮与车辆周边障碍物的最小距离h，计算出上述距离h对应的最佳起始点坐标C；记录车辆右前轮与车辆周边障碍物的最小距离Y1、车辆右后轮与车辆周边障碍物的最小距离Y0，并对Y1、Y0进行分析，当|(Y1-Y0)|/l≥θ0时，重新进行车位探测；且在车辆移动过程中对车位大小Lp作进一步分析：当Llim≤Lp<L0时，执行带有库内调整的平行泊车路径规划策略，所述带有库内调整的平行泊车路径规划策略具体包括：车辆泊车过程中对车辆头部与车辆周边障碍物的最小距离、车辆尾部与车辆周边障碍物的最小距离进行检测，并根据上述检测结果执行前进式调整策略和后退式调整策略；优选地，当车辆尾部与车辆周边障碍物的最小距离小于预设值S1时，检测车辆尾部右侧与车辆周边障碍物的最小距离L7、车辆尾部左侧与车辆周边障碍物的最小距离L6，并对L6、L7进行分析：当L7-L6≥ΔL时，执行方向盘右打死前进式调整策略，当L6-L7≥ΔL时，执行方向盘左打死前进式调整策略，否则，执行方向盘0度角前进式调整策略；其中，ΔL为预设值；优选地，当车辆头部与车辆周边障碍物的最小距离预设值S1时，检测车辆头部右侧与车辆周边障碍物的最小距离L3、车辆头部左侧与车辆前侧障碍物的最小距离L2，并对L2、L3进行分析：当L3-L2≥ΔD时，执行方向盘右打死后退式调整策略，当L2-L3≥ΔD时，执行方向盘左打死后退式调整策略，否则，执行方向盘0度角前进式调整策略；其中，ΔD为预设值；当Lp≥L0时，执行平行泊车路径规划策略，所述平行泊车路径规划策略具体包括：令车辆起始点根据下述公式计算每段路径长度，所述公式为：(R1+R2)sinθ+L2cosθ＝S0(R1+R2)(1-cosθ)+L2sinθ＝HL1:(x-S0-ΔS)2+[y-(H-Rmin)]2＝Rmin2L2:y-ax-b＝0L3:(x-ΔS)2+(y-Rmin)2＝Rmin2；其中，R1为第一段路径的圆弧半径，R2为第三段路径的圆弧半径，优选地，R1＝R2，且R1、R2为最小转弯半径；θ为车辆偏航角，S0为车辆起始点与终点的横向距离，H为车辆起始点与终点的纵向距离，ΔS为车辆后轴与车辆后侧障碍物的安全距离，L1表示第一段路径，L2表示第二段路径，L3表示第三段路径；最佳起始点C的坐标与距离h的关系为：其中，θ1为规划定值，a1、b1为设定值，h∈[0.1n1-0.05,0.1n2+0.05]，其中，n1、n2为正整数且n2>n1，若n3∈[n1,n2]，且0.1n3-0.05≤h＜0.1n3+0.05，则h＝0.1n3；即规划后的三段路径长度为：4.根据权利要求1所述的基于EPS的自动泊车路线规划方法，其特征在于，步骤S3具体包括：在车辆自动泊车过程中检测方向盘上力矩介入力度B以及力矩介入时间T，且当B>B0、T>T0时，退出自动泊车模式，进入EPS助力模式；优选地，所述EPS助力模式具体包括EPS助力电机驱动车辆前轮自主转向，方向盘跟踪目标转角，执行规划好的路径，泊车控制器向车速控制器发送指令进行刹车，泊车完成后方向盘回正；其中，B0、T0均为预设值。5.一种基于EPS的自动泊车系统，其特征在于，包括：车位探测模块，用于进行车位探测以获取有效车位信息；泊车引导模块，用于根据上述有效车位信息为车辆选取目标停车策略，并根据目标停车策略引导车辆自动进入上述有效车位泊车；模式切换模块，用于在车辆自动泊车过程中检...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林峰，徐磊，黄鹤，陈无畏，方玉杰，徐飞扬，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34