專利名稱：一種基于圖像的車輛自動倒庫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及計(jì)算機(jī)控制的視角導(dǎo)航，特別涉及一種基于圖像的車輛自動倒庫裝置，該裝置適用于安裝在汽車上，可以自動使汽車準(zhǔn)確停放在合適位置。
背景技術(shù)：
隨著世界汽車保有量的增加，使得公路、街道、停車場更為擁擠。新司機(jī)和非專業(yè)司機(jī)越來越多，造成倒庫的時(shí)候，汽車不能?？吭谶m當(dāng)?shù)奈恢没蛲？坎灰?guī)范，使汽車在停車位上?？砍盎虺?，這些都會使汽車在倒庫過程中增加困難，有的甚至?xí)l(fā)生摩擦碰撞而引起不必要的麻煩。 因此，怎樣才能適當(dāng)?shù)慕鉀Q這種汽車數(shù)量迅速增加與停車位增加相對緩慢這種供需矛盾關(guān)系呢？通過充分利用現(xiàn)有的停車位，進(jìn)行規(guī)范的停車而避免不必要的摩擦碰撞，是一種十分有效的手段，自動倒庫系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生了。現(xiàn)行的自動倒庫系統(tǒng)主要有兩種，一種是倒車輔助系統(tǒng)，這種比較典型的代表是倒車?yán)走_(dá)。它能以聲音或者是更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除駕駛員倒車時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并提高了駕駛的安全性。汽車?yán)走_(dá)經(jīng)過幾代的發(fā)展已經(jīng)繼承了聲、光和顯示三位一體的提示方法便于駕駛員及時(shí)采取相應(yīng)的措施，避免倒車事故。它是一種被動的防撞或消除視野盲區(qū)，倒車依然依賴于駕駛員的經(jīng)驗(yàn)和駕駛技術(shù)。另一種是全自動的倒車系統(tǒng)，汽車模仿人來實(shí)現(xiàn)倒入探測到的車位內(nèi)，可更加主動精確的完成倒車用。隨著倒車控制理論和模型的不斷完善，極大地推動了自動倒車系統(tǒng)的發(fā)展。但在我國自動倒車系統(tǒng)的發(fā)展并不理想，車輛自動倒庫系統(tǒng)的實(shí)物開發(fā)還處在起初階段，大多數(shù)研究成果還處于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ碗A段。為解決這一問題需要有關(guān)人士的共同努力，提出有關(guān)基于模糊控制理論的車輛自動倒庫系統(tǒng)的研究觀點(diǎn)，并希望能得到實(shí)際的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于圖像的車輛自動倒庫裝置，該裝置可以再無人干涉的情況下，能自動的將汽車通過安全簡短的路線?？吭谕＼囄弧榱藢?shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種基于圖像的車輛自動倒庫裝置，包括車載電腦，其特征在于，還包括有雷達(dá)傳感器系統(tǒng)，所述的雷達(dá)傳感器系統(tǒng)由安裝在車輛側(cè)面的雷達(dá)傳感器和車輛前后的測距傳感器構(gòu)成，其中車輛側(cè)面的雷達(dá)傳感器安裝在汽車前、后部兩側(cè)四個(gè)角上，用于測量可停車位及其距離，并在移庫過程中用于檢測汽車后部末端的側(cè)向空位；測距傳感器安裝在汽車的前后保險(xiǎn)杠上，用于測量汽車與附近障礙物的距離及停車控制距離；[0011 ] 雷達(dá)傳感器系統(tǒng)連接車載電腦，車載電腦和一個(gè)單片機(jī)相連接。本實(shí)用新型的其它特點(diǎn)是所述的雷達(dá)傳感器采用毫米波雷達(dá)測距傳感器。所述的測距傳感器采用激光雷達(dá)測距傳感器。車載電腦中和汽車自身相關(guān)的數(shù)據(jù)包括車速、方向盤轉(zhuǎn)角、車輪轉(zhuǎn)角。單片機(jī)內(nèi)固化有模糊控制器的軟件，該軟件采用一種多維的模糊控制器取代了傳統(tǒng)的二維控制器較好的解決了小車倒庫控制問題的仿真研究。并且增加了一個(gè)輸入量和一個(gè)輸出量，從而提高了控制的能力和控制精度。從而達(dá)到降低事故發(fā)生可能性的概率。 利用模糊集合理論，把人的控制策略的自然語言轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠接受的算法語言所描述的控制算法不僅能實(shí)現(xiàn)控制，而且能模擬人的思維方式對一些無法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控對象進(jìn)行有效地控制。利用Matlab的模糊邏輯控制工具箱設(shè)計(jì)模糊控制器，自動控制汽車的行駛方向，使其能順利地到達(dá)最終地點(diǎn)，要求軌跡平滑，路徑合理。最后利Simulink仿真工具進(jìn)行仿真，驗(yàn)證結(jié)果，為實(shí)際倒庫控制提供了依據(jù)。本實(shí)用新型的基于圖像的車輛自動倒庫裝置，采用雷達(dá)傳感器與模糊控制相結(jié)合的方式，首先由傳感器采集汽車周圍及車載電腦中汽車自身的一些數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)線傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)將這些信息進(jìn)行綜合的處理，得出汽車的運(yùn)動軌跡。在此過程中單片機(jī)所得信息都是實(shí)時(shí)的，且單片機(jī)可對汽車的下一時(shí)刻位置進(jìn)行預(yù)判。從而使得汽車實(shí)際的倒庫路線更安全簡短。

圖I是本實(shí)用新型的基于圖像的車輛自動倒庫裝置硬件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的基于圖像的車輛自動倒庫裝置的流程圖。 圖3是車輛自動倒庫流程圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例以及裝置的工作過程，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)施例給出一種基于圖像的車輛自動倒庫裝置硬件結(jié)構(gòu)示意圖，包括車載電腦、雷達(dá)傳感器系統(tǒng)和單片機(jī)，雷達(dá)傳感器系統(tǒng)主要用于對車輛周圍壞境的距離、角度等數(shù)據(jù)及汽車自身數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，然后再將數(shù)據(jù)傳給車載電腦。雷達(dá)傳感器系統(tǒng)由安裝在車輛側(cè)面的雷達(dá)傳感器和車輛前后的測距傳感器構(gòu)成，其中車輛側(cè)面的雷達(dá)傳感器安裝在汽車前、后部兩側(cè)四個(gè)角上，用于測量可停車位及其距離，并在移庫過程中用于檢測汽車后部末端的側(cè)向空位；測距傳感器安裝在汽車的前后保險(xiǎn)杠上，用于測量汽車與附近障礙物的距離及停車控制距離；而車載電腦中和汽車自身相關(guān)的數(shù)據(jù)包括車速、方向盤轉(zhuǎn)角、車輪轉(zhuǎn)角。本實(shí)施例中，雷達(dá)傳感器采用毫米波雷達(dá)測距傳感器，測距傳感器采用激光雷達(dá)測距傳感器，毫米波雷達(dá)測距傳感器和激光雷達(dá)測距傳感器均使用超聲波發(fā)送和接收，車載電腦實(shí)時(shí)將接收到的超聲波信號傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)對信號和車載電腦中實(shí)時(shí)車速、方向盤轉(zhuǎn)角、車輪轉(zhuǎn)角的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及對汽車運(yùn)行路線的進(jìn)行模糊控制。采用本實(shí)用新型的基于圖像的車輛自動倒庫裝置的流程如圖2所示。I. I數(shù)據(jù)的采集與處理為實(shí)現(xiàn)車輛的自動定位，首先要感知環(huán)境信息。對自動倒庫的車輛而言，則需要實(shí)時(shí)測量車輛與障礙物之間的距離。由各種傳感器的性質(zhì)可知，超聲波主要用于短距離探測，紅外線響應(yīng)比較慢，激光測距對外界環(huán)境比較敏感，從目前來看，毫米波雷達(dá)測距和激光雷達(dá)測距方式是汽車避撞應(yīng)用的最廣泛形式，超聲波測距目前主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)。因此主要應(yīng)用以上兩種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入。其工作過程如下I. 2對車輛運(yùn)行軌跡的模糊控制利用Matlab模糊工具箱的圖形界面可視化工具，可以方便直觀地實(shí)現(xiàn)模糊推理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。Matlab模糊工具箱提供的圖形化工具有隸屬函數(shù)編輯器(mfedit)、模糊推理系統(tǒng)編輯器(fuzzy)、模糊規(guī)則編輯器(ruledit)、模糊推理輸入輸出曲面視圖(surfvie)、模糊規(guī)則觀察器(ruleview)等5類。這5個(gè)圖形化工具操作簡單,相互動態(tài)聯(lián)系，可以同時(shí)用來快速構(gòu)建用戶設(shè)計(jì)的模糊系統(tǒng)。通過在Matlab中的模擬控制，得出相關(guān)的理論并應(yīng)用到實(shí)際倒庫過程中去。在實(shí)際的倒車中，當(dāng)駕駛員想把汽車倒入車庫時(shí)，首先要估算一下車位的位置和車的相對位(如左前方，距離遠(yuǎn)近等)，然后分析判斷，確定一個(gè)行駛的路線進(jìn)行倒車。當(dāng)確認(rèn)汽車完全進(jìn)入車庫后，倒車結(jié)束。當(dāng)機(jī)控代替人控后，模糊控制汽車倒車的控制過程可以大體的看成如下過程。單片機(jī)將雷達(dá)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，通過CAN總線連接汽車的顯示系統(tǒng)，并得到汽車此時(shí)的狀態(tài)信息，對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、綜合的分析處理之后，生成安全合理的倒車軌跡，并通過CAN總線來控制轉(zhuǎn)向及連接原車的顯示系統(tǒng)，實(shí)時(shí)的顯示自動倒庫裝置工作過程中的信息。車輛自動倒庫的流程如圖3所示(I)開始時(shí)先由側(cè)面毫米波雷達(dá)測距和前后的激光雷達(dá)測距傳感器測量可能的停車位，并提醒駕駛員何時(shí)可以停車，使自動倒庫裝置開始工作。(2)將步驟(I)中的數(shù)據(jù)和汽車上車載電腦自身的一些數(shù)據(jù)綜合到一起傳到模糊控制系統(tǒng)，由模糊控制系統(tǒng)計(jì)算出汽車應(yīng)有的轉(zhuǎn)角。(3)電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)接收步驟(2)的信號，開始轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向輪。是汽車做圓弧運(yùn)動若汽車到達(dá)指定的車庫則停止運(yùn)動，并使車輪自動回正；否則繼續(xù)執(zhí)行步驟⑴、⑵、⑶直到汽車到達(dá)指定位置。
權(quán)利要求1.一種基于圖像的車輛自動倒庫裝置，包括車載電腦，其特征在于，還包括有雷達(dá)傳感器系統(tǒng)，所述的雷達(dá)傳感器系統(tǒng)由安裝在車輛側(cè)面的雷達(dá)傳感器和車輛前后的測距傳感器構(gòu)成，其中 車輛側(cè)面的雷達(dá)傳感器安裝在汽車前、后部兩側(cè)四個(gè)角上，用于測量可停車位及其距離，并在移庫過程中用于檢測汽車后部末端的側(cè)向空位； 測距傳感器安裝在汽車的前后保險(xiǎn)杠上，用于測量汽車與附近障礙物的距離及停車控制距離； 雷達(dá)傳感器系統(tǒng)連接車載電腦，車載電腦和一個(gè)單片機(jī)相連接。
2.如權(quán)利要求I所述的基于圖像的車輛自動倒庫裝置，其特征在于，所述的雷達(dá)傳感器采用毫米波雷達(dá)測距傳感器。
3.如權(quán)利要求I所述的基于圖像的車輛自動倒庫裝置，其特征在于，所述的測距傳感 器采用激光雷達(dá)測距傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了基于圖像的車輛自動倒庫裝置，包括車載電腦，雷達(dá)傳感器系統(tǒng)，所述的雷達(dá)傳感器系統(tǒng)由安裝在車輛側(cè)面的雷達(dá)傳感器和車輛前后的測距傳感器構(gòu)成，其中車輛側(cè)面的雷達(dá)傳感器安裝在汽車前、后部兩側(cè)四個(gè)角上，用于測量可停車位及其距離，并在移庫過程中用于檢測汽車后部末端的側(cè)向空位；測距傳感器安裝在汽車的前后保險(xiǎn)杠上，用于測量汽車與附近障礙物的距離及停車控制距離；雷達(dá)傳感器系統(tǒng)連接車載電腦，車載電腦和一個(gè)單片機(jī)相連接。該裝置采用模糊控制將雷達(dá)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，通過CAN總線連接汽車的顯示系統(tǒng)，實(shí)時(shí)的顯示自動倒庫系統(tǒng)工作過程中的信息，提醒駕駛員何時(shí)可以停車，使自動倒庫裝置開始工作。
文檔編號B60W30/06GK202764963SQ201220336679
公開日2013年3月6日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者黃莉莉, 李德龍, 徐宇, 谷昭斌 申請人:長安大學(xué)