一种具有辅助停车功能的智能车位及其控制方法与流程

本发明属于智能交通技术领域，具体讲是一种具有辅助停车功能的智能车位及其控制方法。

背景技术：

倒车入库作为机动车驾驶证考核项目之一，是每一位驾驶员必备的技能，也是在日常生活中应用最为广泛的一种泊车方式。但是驾驶员的驾驶水平参差不齐，不少驾驶员都无法做到对车辆运动轨迹的准确控制，同时由于驾驶员操作不熟练、尚未完全熟悉车辆的特性、缺乏对车辆周围环境的认真观察、不能准确判断车辆与障碍物之间的距离和空间的限制等，在驾驶员倒车入库时，车辆难免会偏离驾驶员的理想轨迹，使驾驶员无法通过一次倒车直接将车辆停在车位中。即使一些经验丰富的驾驶员可以一次性将车辆停在车位中，也可能因为车辆偏离车位的中间位置，给乘员上下车造成不便。在这些情况下，驾驶员就需要使车辆前进一段距离之后，再次倒车，甚至多次重复上述操作，以对车辆停车位置进行调整，这不但会加剧轮胎的磨损、缩短汽车的使用寿命、增加车辆的燃油消耗和排放污染，而且可能造成道路的拥堵，甚至因为驾驶员的紧张和焦虑而造成事故。现有技术通过车辆自动泊车功能实现对驾驶员的辅助，但是自动泊车功能主要应用于侧向停车，而像倒车入库这种垂直停车入位的实现则比较困难，另外目标车位两侧车辆泊车时停车位置偏差依然会对具有自动泊车功能的车辆的泊车造成困难，并给乘员带来不便。

技术实现要素：

本发明的目的是实现在倒车入库时对驾驶员的辅助，并使驾驶员将车辆准确地停在车位中间位置，而提供的一种具有辅助停车功能的智能车位及其控制方法，在倒车入库的过程中，利用横移模块对运动中车辆的位置进行实时横向调整，使车辆前轴和后轴的中点始终位于车位的中间位置，从而减轻驾驶员的疲劳，提高驾驶员通过一次倒车完成车辆停车入位的几率，并最终使车辆准确地停在车位中间位置。

本发明的技术方案是采用一种具有辅助停车功能的智能车位，主要包括：执行机构、检测机构、无线通信单元和控制单元；

所述执行机构包括第一横移模块和第二横移模块；所述第一横移模块和所述第二横移模块的结构相同尺寸相等，用于对横移模块上车轴的位置进行横向调整，以使所述车轴的中点位于车位的中间位置；横移模块包括壳体、基座、电动机、第一带轮、联轴器、第二带轮、第三带轮、第四带轮、第五带轮、传动带和滚筒；所述电动机根据电动机控制指令驱动所述横移模块运动；所述第一带轮通过所述联轴器与所述电动机的转轴连接，并作为主动轮驱动所述传动带运动；所述第一带轮的表面上有花纹，以增大与所述传动带之间的摩擦力；所述电动机固定安装在所述基座上；所述第一带轮通过轴承与所述基座转动连接；所述基座的一边与所述壳体转动连接，且所述基座的转轴与所述第一带轮的轴线平行；所述基座的另一边通过螺栓和压缩状态的弹簧对其施加下压力并限制其上极限位置，以实现对所述传动带的张紧；所述第二带轮、第三带轮、第四带轮和第五带轮的结构相同尺寸相等；所述第二带轮、第三带轮、第四带轮和第五带轮均通过轴承与所述壳体转动连接；所述第二带轮、第三带轮、第四带轮和第五带轮的轴线均与所述第一带轮的轴线平行；所述第二带轮和所述第三带轮用于增大所述传动带与所述第一带轮的接触面积；所述第四带轮和所述第五带轮用于保证所述横移模块的工作面近似为水平面；所述工作面为所述传动带在所述壳体外的部分；所述工作面的纵向长度应小于大部分乘用车的轴距，以保证车辆的前轮和后轮可以分别位于所述第一横移模块和所述第二横移模块上；所述工作面的纵向长度可取为2100mm；所述滚筒的轴线均与所述第一带轮的轴线平行；所述滚筒用于在所述传动带运动时减小所述传动带与所述壳体之间的摩擦力；所述第一横移模块安装在车位的前部；所述第二横移模块安装在车位的后部；所述第一横移模块的安装方向应保证所述第一横移模块的电动机在所述第一横移模块的前方，所述第二横移模块的安装方向应保证所述第二横移模块的电动机在所述第二横移模块的后方，使所述第一横移模块和所述第二横移模块的电动机均不在两个横移模块的中间位置，以减小两个横移模块的工作面之间的距离；

所述检测机构用于检测所述横移模块上的车轴的左侧距离和右侧距离，并将距离信息传送到所述控制单元；所述左侧距离为所述车轴的左侧车轮与左侧车位标线之间的距离；所述右侧距离为所述车轴的右侧车轮与右侧车位标线之间的距离；所述距离信息包括左侧距离信息和右侧距离信息；所述检测机构根据开关指令开启或关闭，以降低所述智能车位的待机能耗；所述检测机构的初始状态为关闭状态；

所述无线通信单元采用zigbee网络，包括第一zigbee通信模块、第二zigbee通信模块；所述第一zigbee通信模块安装在车辆上；所述第一zigbee通信模块在车辆钥匙为off档时停止工作；所述第一zigbee通信模块接收车辆can总线上的车速信息、发动机转速信息和档位信息，并将信息传送到所述第二zigbee通信模块；所述第二zigbee通信模块安转在所述智能车位上；所述第二zigbee通信模块接收所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息，并将信息传送到所述控制单元；

所述控制单元包括开关控制单元和电动机控制单元；所述开关控制单元包括开关控制输入模块、开关控制运算模块、开关指令生成模块和开关控制输出模块；所述开关控制单元根据所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息控制所述检测机构的开启或关闭；所述开关控制单元在接收到所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息且发动机转速不为零、档位为倒挡时，即车辆正在泊车时，使所述检测机构处于开启状态，所述检测机构为所述控制单元提供所述距离信息；所述开关控制单元在无法接收到所述车速信息、所述发动机转速信息或所述档位信息时，即没有车辆泊车或车辆完成泊车时，使所述检测机构处于关闭状态，以节约电能；所述开关控制输入模块接收所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息，并将信息传送到所述开关控制运算模块；所述开关控制运算模块判断是否接收到所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息，若接收到所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息，再根据所述发动机转速信息和所述档位信息判断是否所述发动机转速不为零且所述档位为倒挡；所述开关控制运算模块将判定结果传送到所述开关指令生成模块；所述开关指令生成模块根据所述判定结果生成所述开关指令，并将指令传送到所述开关控制输出模块；所述开关控制输出模块与所述检测机构连接，并根据所述开关指令控制所述检测机构的开启或关闭；所述电动机控制单元包括电动机控制输入模块、电动机控制运算模块、电动机控制模块和电动机控制输出模块；所述电动机控制单元根据所述车速信息和所述距离信息控制所述电动机工作，以对运动中车辆的位置进行实时横向调整，使所述左侧距离和所述右侧距离相等，即使所述车轴的中点位于车位的中间位置，并在车辆停止运动时使所述电动机停止工作，避免车辆与所述横移模块的运动发生干涉；所述电动机控制输入模块接收所述车速信息和所述距离信息，并将信息传送到所述电动机控制运算模块；所述电动机控制运算模块根据所述车速信息判断车速是否等于零，若车速不等于零，根据所述距离信息判断当前位于所述横移模块上的车轴的左侧距离和右侧距离是否相等，即判断所述车轴的中点是否位于车位的中间位置，若所述左侧距离和所述右侧距离不相等，即所述车轴的中点偏离车位的中间位置，再判断所述左侧距离是否大于所述右侧距离，即判断所述车轴中点的偏离方向；所述电动机控制运算模块将判定结果传送到所述电动机控制模块；所述电动机控制模块根据所述判定结果生成所述电动机控制指令，并将指令传送到所述电动机控制输出模块；所述电动机控制输出模块与所述电动机连接，并根据所述电动机控制指令控制所述电动机工作。

发明提供一种具有辅助停车功能的智能车位的控制方法，包括如下步骤：

步骤101，根据车速信息、发动机转速信息和档位信息，判断是否接收到车速信息、发动机转速信息和档位信息；

步骤102，如果没有接收到车速信息、发动机转速信息和档位信息，即没有车辆泊车或车辆已完成泊车，则检测机构关闭，以降低所述智能车位的待机能耗；

步骤103，如果接收到车速信息、发动机转速信息和档位信息，则根据所述发动机转速信息和所述档位信息，判断是否发动机转速不为零且档位为倒挡；

步骤104，如果发动机转速不为零且档位为倒挡，即车辆正在泊车，则检测机构开启；

步骤105，根据所述车速信息，判断车速是否等于零；

步骤106，如果车速等于零，则电动机停止工作，避免车辆与横移模块的运动发生干涉；

步骤107，如果车速不等于零，则根据所述距离信息，判断当前位于横移模块上车轴的左侧距离和右侧距离是否相等；

步骤108，如果左侧距离和右侧距离相等，即所述车轴的中点位于车位的中间位置，则电动机停止工作；

步骤109，如果左侧距离和右侧距离不相等，即所述车轴的中点偏离车位的中间位置，则根据所述距离信息，判断左侧距离是否大于右侧距离，即判断所述车轴中点的偏离方向；

步骤110，如果左侧距离大于右侧距离，则电动机向第一方向转动；所述电动机向所述第一方向转动时，所述横移模块的工作面向左运动；

步骤111，如果左侧距离不大于右侧距离，则电动机向第二方向转动；所述电动机向所述第二方向转动时，所述横移模块的工作面向右运动。

本发明的有益效果是：

1)在驾驶员倒车入库的过程中，根据车轴的中点和车位的中间位置，对运动中车辆的位置进行横向调整，避免了车身参数和造型可能造成的调整误差，保证了对车辆位置进行调整的准确性。

2)考虑到车辆的前轮为转向轮，在倒车时驾驶员需要通过前轮对后轮的位置进行调整，且调整范围有限，而驾驶员无法通过一次倒车直接将车辆停入车位通常是因为后轮的位置偏离超出调整范围，本发明中，当车辆的后轮驶上第一横移模块时，利用横移模块对后轴的位置进行横向调整，并使后轴的中点位于车位的中间位置，同时驾驶员不再需要考虑后轮的运动，只需要调整前轮的位置，从而减轻了驾驶员的疲劳，提高驾驶员通过一次倒车完成停车入位的几率。

3)当车辆的前轮驶上第一横移模块时，此时车辆的前轴和后轴分别在第一横移模块和第二横移模块上，利用第一横移模块和第二横移模块分别对前轴和后轴的位置进行横向调整，并使前轴和后轴的中点均位于车位的中间位置，同时驾驶员不再需要对方向盘进行调整，只需要保证前轮指向正前方，并控制车速，就可以使车辆准确地停在车位中间位置，从而进一步减轻了驾驶员的疲劳，并避免车辆因为驾驶员的操纵不当而偏离车位的中间位置，进而避免车辆与两侧车辆或者障碍物发生剐蹭，同时方便乘员上下车。

4)根据车速信息、发动机转速信息和档位信息控制检测机构的开启或关闭，当车辆正在泊车时，使检测机构处于开启状态，当没有车辆泊车或车辆完成泊车时，使检测机构处于关闭状态，降低智能车位的待机能耗，节约电能。

5)考虑到车辆运动时，其驱动轮通过差速器连接，非驱动轮可以自由转动，本发明中，电动机控制单元接收车速信息，使横移模块在车速不等于零时，即在车辆运动时，对车辆的位置进行横向调整，当车辆停止运动时，使横移模块停止运动，从而避免车辆与横移模块的运动发生干涉。

6)利用智能车位使目标车位两侧的车辆分别停在两侧车位的中间位置，从而避免了两侧车辆泊车时的停车位置偏差对目标车位的影响。

附图说明

图1是本发明中横移模块的结构示意图；

图2是本发明中壳体、基座、电动机、第一带轮和联轴器的结构示意图；

图3是本发明中第二带轮的结构示意图；

图4是本发明中车位的俯视图；

图5是本发明中控制系统的结构示意图；

图6是本发明第一个实施例中检测机构的安装位置示意图；

图7是本发明第一个实施例中检测机构的结构示意图；

图8是本发明第二个实施例中第一检测机构的结构示意图；

图9是图8的左视结构示意图；

图10是本发明的步骤流程图。

图中，1、壳体；2、基座；3、电动机；4、第一带轮；5、联轴器；6、第二带轮；7、第三带轮；8、第四带轮；9、第五带轮；10、传动带；11、滚筒；1201、安装杆；1202、摄像机；1301、导杆；1302、复位弹簧；1303、触头；1304、第一导线；1305、条形电阻；1306、第二导线；1307、信号转换单元。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明中横移模块包括壳体1、基座2、电动机3、第一带轮4、联轴器5、第二带轮6、第三带轮7、第四带轮8、第五带轮9、传动带10和滚筒11；所述电动机3根据电动机控制指令驱动所述横移模块运动；所述第一带轮4通过所述联轴器5与所述电动机3的转轴连接，并作为主动轮驱动所述传动带10运动；所述第一带轮4的表面上有花纹，以增大与所述传动带10之间的摩擦力；所述电动机3固定安装在所述基座2上；所述第一带轮4通过轴承与所述基座2转动连接；所述基座2的一端与所述壳体1转动连接，且所述基座2的转轴与所述第一带轮4的轴线平行；所述基座2的另一端通过螺栓和压缩状态的弹簧对其施加下压力并限制其上极限位置，以实现对所述传动带10的张紧；所述第二带轮6、第三带轮7、第四带轮8和第五带轮9的结构相同尺寸相等；所述第二带轮6、第三带轮7、第四带轮8和第五带轮9均通过轴承与所述壳体1转动连接；所述第二带轮6、第三带轮7、第四带轮8和第五带轮9的轴线均与所述第一带轮4的轴线平行；所述第二带轮6和所述第三带轮7用于增大所述传动带10与所述第一带轮4的接触面积；所述第四带轮8和所述第五带轮9用于保证所述横移模块的工作面近似为水平面；所述工作面为所述传动带10在所述壳体1外的部分；所述工作面的纵向长度应小于大部分乘用车的轴距，以保证车辆的前轮和后轮可以分别位于所述第一横移模块和所述第二横移模块上；所述工作面的纵向长度可取为2100mm；所述滚筒11的轴线均与所述第一带轮4的轴线平行；所述滚筒11用于在所述传动带10运动时减小所述传动带10与所述壳体1之间的摩擦力。

如图4所示，本发明中车位的俯视图，所述第一横移模块和所述第二横移模块的结构相同尺寸相等；所述第一横移模块安装在车位的前部；所述第二横移模块安装在车位的后部；所述第一横移模块的安装方向应保证所述第一横移模块的电动机3在所述第一横移模块的前方，所述第二横移模块的安装方向应保证所述第二横移模块的电动机3在所述第二横移模块的后方，即使所述第一横移模块和所述第二横移模块的电动机3均不在两个横移模块的中间位置，以减小两个横移模块的工作面之间的距离。

如图5所示，本发明中控制系统的结构示意图，所述检测机构用于检测所述横移模块上的车轴的左侧距离和右侧距离，并将距离信息传送到所述控制单元；所述左侧距离为所述车轴的左侧车轮与左侧车位标线之间的距离；所述右侧距离为所述车轴的右侧车轮与右侧车位标线之间的距离；所述距离信息包括左侧距离信息和右侧距离信息；所述检测机构根据开关指令开启或关闭，以降低所述智能车位的待机能耗；所述检测机构的初始状态为关闭状态；所述无线通信单元采用zigbee网络，包括第一zigbee通信模块、第二zigbee通信模块；所述第一zigbee通信模块安装在车辆上；所述第一zigbee通信模块在车辆钥匙为off档时停止工作；所述第一zigbee通信模块接收车辆can总线上的车速信息、发动机转速信息和档位信息，并将信息传送到所述第二zigbee通信模块；所述第二zigbee通信模块安转在所述智能车位上；所述第二zigbee通信模块接收所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息，并将信息传送到所述控制单元；所述控制单元包括开关控制单元和电动机控制单元；所述开关控制单元包括开关控制输入模块、开关控制运算模块、开关指令生成模块和开关控制输出模块；所述开关控制单元根据所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息控制所述检测机构的开启或关闭；所述开关控制单元在接收到所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息且发动机转速不为零、档位为倒挡时，即车辆正在泊车时，使所述检测机构处于开启状态，所述检测机构为所述控制单元提供所述距离信息；所述开关控制单元在无法接收到所述车速信息、所述发动机转速信息或所述档位信息时，即没有车辆泊车或车辆完成泊车时，使所述检测机构处于关闭状态，以节约电能；所述电动机控制单元包括电动机控制输入模块、电动机控制运算模块、电动机控制模块和电动机控制输出模块；所述电动机控制单元根据所述车速信息和所述距离信息控制所述电动机3工作，以对运动中车辆的位置进行实时横向调整，使所述左侧距离和所述右侧距离相等，即使所述车轴的中点位于车位的中间位置，并在车辆停止运动时使所述电动机3停止工作，避免车辆与所述横移模块的运动发生干涉。

如图6所示，本发明第一个实施例中检测机构的安装位置示意图，所述检测机构安装在车位后部标线与两车位间标线的交点处；所述检测机构的总数量比车位的总数量多一个。

如图7所示，本发明第一个实施例中检测机构的结构示意图，包括安装杆1201和摄像机1202；所述安装杆1201固定安装在车位后部标线与两车位间标线的交点处；所述摄像机1202安装在所述安装杆1201的上端；所述摄像机1202同时检测左侧车位横移模块上车轴的右侧距离和右侧车位横移模块上车轴的左侧距离，并将距离信息传送到所述控制单元；所述左侧距离为所述车轴的左侧车轮与左侧车位标线之间的距离；所述右侧距离为所述车轴的右侧车轮与右侧车位标线之间的距离；所述距离信息包括左侧距离信息和右侧距离信息；当车辆泊车时，目标车位两侧的所述摄像机1202同时工作，左侧所述摄像机1202为所述控制单元提供所述左侧距离信息，右侧所述摄像机1202为所述控制单元提供所述右侧距离信息。

如图8和图9所示，本发明第二个实施例中第一检测机构的结构示意图，所述检测机构包括第一检测机构、第二检测机构、第三检测机构和第四检测机构；所述第一检测机构、所述第二检测机构、所述第三检测机构和所述第四检测机构的结构相同尺寸相等；所述第一检测机构和所述第二检测机构分别安装在所述第一横移模块的左侧和右侧，用于检测所述第一横移模块上车轴的所述左侧距离和所述右侧距离，并将所述距离信息传送到所述控制单元；所述第三检测机构和所述第四检测机构分别安装在所述第二横移模块的左侧和右侧，用于检测所述第二横移模块上车轴的所述左侧距离和所述右侧距离，并将所述距离信息传送到所述控制单元；所述检测机构包括导杆1301、复位弹簧1302、触头1303、第一导线1304、条形电阻1305、第二导线1306和信号转换单元1307；所述导杆1301与所述滚筒11的轴连接，用于限制所述滚筒11的运动方向和上极限位置；所述导杆1301上有限位螺母、弹簧座和调整螺母；所述限位螺母用于限制所述导杆1301的上极限位置，即限制所述滚筒11的上极限位置；所述调整螺母用于调整所述弹簧座的位置；所述复位弹簧1302安装在所述弹簧座与所述壳体1之间，并与所述导杆1301同轴布置；所述复位弹簧1302处于压缩状态；所述触头1303安装在所述导杆1301的下端；所述触头1303均与所述第一导线1304接通；所述条形电阻1305安装在所述壳体1上；所述条形电阻1305的安装位置应保证，当所述滚筒11位于上极限位置时，即所述导杆1301位于上极限位置时，所述触头1303与所述条形电阻1305之间为断开状态，当车轮碾压所述滚筒11，所述滚筒11向下运动时，即所述导杆1301向下运动时，所述触头1303与所述条形电阻1305之间为接通状态；所述条形电阻1305与所述第二导线1306接通；所述信号转换单元1307与所述第一导线1304和所述第二导线1306接通；所述信号转换单元1307将所述第一导线1304和所述第二导线1306之间的电阻值转换为距离信息，并将距离信息传送到所述控制单元。

如图10所示，本发明提供一种具有辅助停车功能的智能车位的控制方法，包括如下步骤：

步骤101，根据车速信息、发动机转速信息和档位信息，判断是否接收到车速信息、发动机转速信息和档位信息；所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息由所述第一zigbee通信模块在车辆can总线上读取；所述第一zigbee通信模块安装在车辆上；所述第一zigbee通信模块在车辆钥匙为off档时停止工作；所述第一zigbee通信模块将所述信息传送到所述第二zigbee通信模块；所述第二zigbee通信模块安转在所述智能车位上；所述第二zigbee通信模块接收所述车速信息、所述发动机转速信息和所述档位信息，并将信息传送到所述控制单元；

步骤102，如果没有接收到车速信息、发动机转速信息和档位信息，即没有车辆泊车或车辆已完成泊车，则检测机构关闭，以降低所述智能车位的待机能耗；所述检测机构的初始状态为关闭状态；

步骤103，如果接收到车速信息、发动机转速信息和档位信息，则根据所述发动机转速信息和所述档位信息，判断是否发动机转速不为零且档位为倒挡；

步骤104，如果发动机转速不为零且档位为倒挡，即车辆正在泊车，则检测机构开启；所述检测机构开启时，所述检测机构将检测横移模块上车轴的左侧距离和右侧距离，并将距离信息传送到所述控制单元；所述左侧距离为所述车轴的左侧车轮与左侧车位标线之间的距离；所述右侧距离为所述车轴的右侧车轮与右侧车位标线之间的距离；所述距离信息包括左侧距离信息和右侧距离信息；

步骤105，根据所述车速信息，判断车速是否等于零；

步骤106，如果车速等于零，则电动机3停止工作，避免车辆与横移模块的运动发生干涉；

步骤107，如果车速不等于零，则根据所述距离信息，判断当前位于横移模块上车轴的左侧距离和右侧距离是否相等；

步骤108，如果左侧距离和右侧距离相等，即所述车轴的中点位于车位的中间位置，则电动机3停止工作；

步骤109，如果左侧距离和右侧距离不相等，即所述车轴的中点偏离车位的中间位置，则根据所述距离信息，判断左侧距离是否大于右侧距离，即判断所述车轴中点的偏离方向；

步骤110，如果左侧距离大于右侧距离，则电动机3向第一方向转动；所述电动机3向所述第一方向转动时，所述横移模块的工作面向左运动；

步骤111，如果左侧距离不大于右侧距离，则电动机3向第二方向转动；所述电动机3向所述第二方向转动时，所述横移模块的工作面向右运动。