专利名称：用于管理机动车辆的狭位停放的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管理诸如汽车、机器人和机动化货车的机动化车辆的狭位停放(slot parking)的方法和装置，这些机动化车辆的公共轴的车轮可以偏转(lock)。
本发明可以应用于车辆狭位停放的公共道路和私人停车场，并可以应用于停放车辆的公司的生产现场，这些车辆用于包装产品。本发明也可以由汽车制造商、以及机器人和机动化货车制造商所采用。
背景技术：
狭位停放是相对于包括侧壁、人行道路缘、其他车辆以及其他诸如消防栓和立柱的障碍物的紧靠的环境而采用的。然而，一般要进行调动，以便将该车辆定位在两辆相同类型的其他车辆之间。
停放操作分成四个阶段。第一阶段为定位阶段，其中，车辆必须相对于紧靠的障碍物适当地定位车辆的前部和后部。
第二阶段为偏转阶段，其中，车辆向后移动并偏转车轮，以使得车辆的后部进入其要停放的停放空间。
狭位停放的第三阶段是反向偏转阶段，其中，一旦偏转阶段终止，也就是说，一旦车辆的后部适当地定位在可用的停放空间内，车辆向后移动，并反向偏转车轮，以便同样使得车辆的前部正确地定位在其要停放的停放空间内。
一旦反向偏转阶段结束，第四阶段在于重新对齐车辆，并进行这个阶段，车辆根据可用的前、后空间向前或向后移动，同时矫直车轮。
在必须进行这种停放的操纵者之间，即，在车辆的驾驶员之间，一些操纵者比其他人更有经验，并因此，那些不太有经验或不是非常熟练的驾驶员在进行调动时必须重复若干次，才能实现正确停放。因此，这样的操纵者具有如下的缺点，即，他们在进行调动时间内会阻碍其他车辆的运行，并且这些不熟练的操纵者有时会撞到紧靠的障碍物而损坏该障碍物以及他们自己的车辆，由此产生随后的维修花费，并由此带来的额外的车辆维护成本。
同样，某些操纵者、即使是熟练的操纵者，会在不真正意识到可用的停放空间相对于他们车辆来说不足够大的情况下进行停放调动，因此这些驾驶员试图将他们自身定位在停放区域内并以被阻碍而告终，在他们的操作中，没有足够的空间，并且冒着碰撞紧靠的障碍物的风险。由于被阻挡，因此这些驾驶员阻碍了其他车辆运行的正常操作，并冒着对紧靠的障碍物以及他们自己的车辆造成损坏的风险。
为此目的，现存的装置首先在于根据所涉及的车辆类型确保可用于在狭位中停放车辆的空间足够大。为此，用于评价可用空间的装置和方法是公知的，这些装置根据驾驶员汽车尺寸告知驾驶员进行狭槽停放调动的可能性，而不会卡在紧靠的障碍物内。
具体地说，车辆设置有一个或多个传感器，并设置有评估装置，他们的第一功能是探测车辆前部和后部与障碍物分隔的距离，车辆要停放在该距离内。该装置根据车辆的尺寸然后告知操纵者他是否可以在无困难且不会冒着卡在紧靠的障碍物中的风险情况下进行调动。
已经研制了其他装置用来实现管理车辆自动停车的系统，所研制的这些装置尤其用于机动化车辆上。这些装置首先在于分析驾驶员要将他的车辆停放在其中的可用空间，然后根据可用空间，该系统计算车辆定位指令性转弯。当计算出这个指令性转弯后，车辆通过使车轮动作、运行方向和速度遵循预定的指令性转弯来加以定位。
一旦这个指令性转弯通过该系统计算出来，就不再修改，因此当可用空间随着时间而变化时，并在进行狭位停放同时，系统忽视环境中的各种变化，并基于预定的指令性转弯来继续调动，由此存在卡在已经经历变化的周围环境中的风险。例如，当前面或后面车辆再次起动时，或当人进入停放区域时，尽管如此，车辆仍然继续其已经进行的停放调动。
此外，这个指令性转弯是基于纯粹的数学计算规则，而该规则并非精确地对应于驾驶员通常采用的实际调动情况，以至于在进行与驾驶员的通常实践不一样地实行的调动过程中，驾驶员感到不安全。驾驶员会突然在没有任何有效的理由情况下希望中止调动并夺回对车辆的控制，这同样会阻碍交通运行的正常工作。
发明内容
本发明旨在补救现存系统的缺陷，而本发明主要目的之一是提供一种用于管理汽车狭槽停放的系统，该系统在人类技能基础上，根据渐进定量规则，从而重新构建停放调动，该调动与专家或熟练操纵者在没有任何辅助情况下手动实行的尽可能地类似。
为此，本发明具有如下的优点，即，通过借助于传感器检索有关运行距离、取向和方向，在相对于车辆紧靠的环境已经分析车辆已经到达的位置之后，给出作用到车辆控制元件上的操纵指令，该控制元件使得调动得以进展。此外，对控制元件的作用以定量方式实现，以便通过操纵者手动驾驶来实现，该操纵者可以根据事件的发展来反作用。
本发明也具有如下优点允许所使用的传感器不太精确地测量，或是因为这些传感器是中等质量，低成本的，或是因为这些传感器在微调方面比较复杂。具体地说，所传输的数据不需要非常精确，这是由于这些数据然后转换为渐进定性的数据。
此外，本发明具有如下优点，即，在车辆停放操作过程中，核实车辆的周边环境相对于调动开始是否有所变化。具体地说，车辆相对于周边环境的位置在调动过程中得以测量，并在另外的障碍物，例如一个人进入停放区域时，该系统探测到这个障碍物并或是通过调整调动，如果仍然可实现调动的话，或是通过中止狭位停放，如果另外的障碍物和车辆之间的距离被认为非常危险的话，来立即反作用。
本发明还具有如下优点，即，在以人类技能和经验为基础的渐进定性规则的选择和确定方面非常柔性化。具体地说，这些规则的选择可以非常宽，并作为这方面的直接结果，根据选择的复杂性或简单性，作用在车轮上的操纵指令、运行方向和车辆速度的操纵指令的数量增大和减少。
本发明另一优点在于其允许操纵者简单地通过操纵车辆的控制元件，如方向盘、制动踏板和变速器而在任何时刻夺回对车辆的控制，由此改善了驾驶员保持良好状态的感觉和安全感，该驾驶员可以中断调动，如果他认为需要这么做或者如果在最后关头他希望改变空间位置的话。
本发明的另一目的是在停放调动过程中实现操纵者安全。为此，本发明具有如下优点，即，如果操纵者希望的话，那么就直接告知操纵者关于要在车辆控制元件上执行的操纵。在这种情况下，操纵者直接担任致动器的角色，并由视觉、听觉或者所接收的信息来控制，或者由动觉(触觉方面)来控制。动觉被理解为意味着驾驶员通过对手、脚或与车辆内部物理接触的身体其他任何部分的作用的感觉来被告知。
本发明涉及一种管理汽车狭位停放的方法，该方法可以用于相对于公共道路、私人停车场以及企业生产现场上存在的周围环境停放任意类型的机动化车辆，该机动化车辆的公共轴上的车轮可以被偏转，该方法包括至少两个阶段，即，偏转阶段和反向偏转阶段，并有可能包括其他两个阶段，即在偏转阶段和反向偏转阶段二者之前的定位阶段，和在反向偏转阶段之后的重新对齐阶段，所述方法利用测量距离、取向和速度的测量传感器，这使得相对于周围环境评估可用空间以便进行停放调动成为可能，停放调动是通过对运行速度、方向以及车辆车轮的相对锁止而操纵的。
本方法的特征在于为了进行停放检索来自于提供定量数值的测量传感器的输入数据；这些定量输入数值中的一些转换成渐进定性输入数值；基于定性规则，确定操纵指令，该指令提供渐进定性输出数据和定量输出数据；这些渐进定性输出数据转换为定量输出数据；车辆致动器根据所获得的定量输出数据得以控制。
本发明也提供实现该方法的用于管理汽车狭位停放的装置，其特征在于该装置包括相对于周围障碍物测量车辆距离的测量传感器、速度传感器和运行方向传感器以及车辆取向传感器；计算机，其检索来自测量传感器的定量数据并将输入数据变换为渐进定性数值和定量数值，处理和确定具有渐进定性数值和定量数值的输出指令并将这些输出指令变换为定量数值；根据计算机所发出的定量输出数值对车辆运动起作用的致动器或者将可视和/或可听到的和/或动觉的信息传递给驾驶员以指导驾驶员调动的输出接口。
在阅读下面基于解释性附图的描述的同时可以更好地理解本发明，即图1示出了系统及其环境的操纵算法；图2、3、4、5和6示出了狭位停放的各个阶段；图7示出了狭位停放方法本身的操纵算法；图8示出了传感器安装到车辆上的示例；图9示出了安装到车辆上的该系统的结构；图10a、10b、10c和10d示出了确定输出操纵指令的状态。
具体实施例方式
本发明涉及一种用于管理机动车辆1的狭位停放的方法和装置，其中机动车辆1应理解为意味着任何机动化车辆，该车辆的属于一根公共轴的车轮可以被偏转，如在公共和私人道路上行驶并且相对于在这种情况下例如包括汽车3、墙壁、树木、立柱、人行道路缘和消防栓的周围环境必须在狭位区域2内狭位停放的机动车辆。
机动车辆1的其他示例为机器人和机动化货车，他们在用于包装和存放产品的生产现场工作，并必须通过进行相对于周围环境3的狭位停放而非常精确地定位以便将产品恰当地定位在所需位置上。在这种情况下，例如，周围环境由生产机床、机柜和储物架、墙壁和其他相同类型的机动车辆构成。
车辆1狭位停放相对于其环境3的调动分成四个阶段，他们为定位、偏转、反向偏转以及重新对齐，如在图2、3、4、5和6中所描述的。
在第一定位阶段过程中，车辆1必须首先相对于前面障碍物4适当地定位，为此，车辆必须相对于障碍物，例如其他车辆横向并纵向定位。为了横向定位，如在图2中所示，车辆必须距前面障碍物24理想的距离20，同时尽可能与停放区域的边缘5平行。而为了纵向定位，如在图3中所示，车辆必须位于绘出的停放区域前面理想距离21。
对于第二偏转阶段，如在图4中所示，车辆1的后部进入停放区域2，并且靠近停放区域的边缘5，例如靠近人行道的路缘和墙壁的表面。在这个偏转阶段中，车辆向后移动，并偏转车轮，以便进入停放区域并靠近停放区域的边缘，并因此沿着不同于停放区域边缘5的轴线6取向。
第三反向偏转阶段，该阶段示于图5中，当偏转阶段已经充分进行并且当车辆1的后部7到达相对于停放区域边缘5理想距离24时进行。然后车辆必须反向偏转车轮，同时继续向后移动，从而车辆的前部8也进入停放区域2中。
第四重新对齐阶段，示于图6中，包括一旦第三反向偏转阶段结束，也就是说，当车辆1已经完全进入停放区域时，将车辆1重新设定为适当地平行于停放区域的边缘5，并重新设定车轮。
一旦驾驶员采用该方法即发生狭位停放的控制，这对应于图1所示系统的操纵算法的开始(步骤9)。第一阶段首先在于评价可用的停放空间与车辆的尺寸相比是否足够大。
为此，必须评估用于将车辆停放在操纵者所选择的地点的可用空间(步骤10)，一旦已经评估了可用空间(步骤10)，进行检验以确认这个空间对于车辆和整个调动工作来说足够大(步骤11)，安全测试(32)确保了这个空间保持充足。
对于评估在其间驾驶员希望停放他的车辆的两个障碍物分隔的距离已经开发的多种方法，例如借助于红外线、激光、或超声波类型的传感器36测量车辆7的后部与后面障碍物16之间的距离以及车辆8的前部与前面障碍物4之间的距离，并且作为所测量的距离的函数，确认停放车辆的可能性，或相反。
另一示例在于将分隔前面障碍物4和后面障碍物16二者的距离与车辆1的尺寸相比较，在这种情况下，该距离例如借助于摄像机测量，该摄像机相对于对应于空旷的停放空间的光亮区域分析相对于障碍物的黑暗区域。
接着，当已经评估空间后，或是这个可用空间相对于车辆尺寸来说不足够大，而在这种情况下结束车辆停放(步骤12)，或是，该停放空间充足，而在这种情况下，需要来自操纵者的证实以控制狭位停放(步骤13)，并且测试操纵者的证实响应(步骤14)。如果证实为“不”，那么狭位停放结束(步骤12)，而如果响应为“是”，那么进行车辆的狭位停放(步骤15)。随后，在终止停放时，狭位停放的控制结束(步骤12)。
车辆配备有用于测量机动车辆1和周围障碍物3之间的距离的传感器36、配备有用于测量车辆的取向以确定车辆的轴线6与平行于道路边缘5的轴线17之间的角度的传感器，配备有用于测量车辆的行驶方向的传感器、并配备有用于测量速度的传感器。这些传感器36一同提供固定的定量测量，例如二进制定量值，如向前或向后或者0或1，而其他提供可变的定量值，尤其是在距离和取向的测量中。
在评估可用空间的阶段10有效时，也就是说，有可能将车辆停放在该狭位中时，并在操纵者确认他希望将车辆停放在该狭位中时(步骤13)，那么开始停放操作，并因此进行以下工作以便实现狭位停放-检索来自于测量传感器的输入数据，这些测量传感器提供定量数值；-这些定量输入数值中的一些被译码并变换为渐进定性输入数值，也称为模糊数值，其他输入数据保持他们定量数值；-基于定性规则，也称为模糊规则，处理并确定提供渐进定性输出数据和定量输出数据的操纵指令；-这些渐进定性输出数据变换为定量输出数据，而其他定量输出数据保持他们的数值；-车辆的致动器以所获得的定量输出数据为函数加以控制。
停放操作实时进行，也就是说，在狭位停放调动整个过程中，在每一时刻从传感器检索输入数据，而致动器也在每一时刻加以控制。为此，在已经确定操纵指令之后，传感器的测量以非常短的周期进行，例如每10ms，而车辆的致动器也每10ms控制一次。
从而，在整个停放操作中，在每一时刻评估车辆相对于周围障碍物的位置和运动，并且也在每一时刻对车辆的致动器以实时方式作用，在停放调动的进行过程中，所述控制器控制行驶的速度、方向以及车轮的偏转，也就是说，车辆的位置和运动相对于靠近的障碍物得以控制，以便进行狭位停放。
以这种方式，调动可以无任何辅助的如同有经验的操纵者一样手动进行。
由停放管理系统确定的判定传送到车辆1的致动器，以便他们直接控制行驶速度、方向和车辆的车轮偏转，或者通过输出接口41传送到操纵者，以便告知操纵者他应该对加速踏板、制动踏板和离合器踏板以及变速器和方向盘所要进行的动作。
被检索的关于车辆相对于障碍物的距离和取向的测量数据是优选的，但是并不局限于图2、3、4、5和6中所示的情形，即
-对应于车辆右前部与停放区域边缘或与处于要停放的边界5处的障碍物分隔开的距离的右前距离ddav。由这个右前距离提供的数值为操纵者可以视觉评估的定量数值；-对应于车辆右后部与停放区域或与处于要停放的边界处的障碍物分隔开的距离的右后距离ddar。这个右后距离是可以由操纵者评估的数值；-车辆(车头)的航向，其代表车辆相对于与要停放车辆区域并排的障碍物的取向，所获得的这个数据为操纵者可以在停放调动进展过程中评估的定量数值；-相对于前面车辆的距离dav，其代表车辆1与停放在停放区域前面的障碍物后部之间的空间；-相对于前面车辆的纵向距离dlav，该距离是沿着停放轴向所测量的；-相对于纵向定位指令的相对纵向距离dlavr，其等于相对于前面车辆的纵向距离减去纵向定位指令区间21的长度的一半；-相对于前面车辆的横向距离dlatav，其为垂直于停放轴线的横向距离；-相对于横向定位指令的相对横向距离dlatavr，该距离等于相对于前面车辆的横向距离减去横向定位指令区间20的一半。
也检索关于车辆行驶方向的测量数据。行驶方向的测量提供了一个固定的定量数值，其或是为向前、向后，或为怠转(idling)。
也检索具有为0(有效)或1(无效)的二进制数值的测试结果。
在所有检索的数值中，固定的定量和/或二进制数值保持原样，而可变的定量数值变换为渐进定性数值。
这些渐进定性数值对应于操纵者针对他的位置、他的取向以及他的速度要作出的评估，如非常快地向前或向后移动、快速向前或向后移动、缓慢向前或向后移动、或非常慢地向前或向后移动，或者位置距障碍物非常远、远、靠近、或非常靠近，同样，车辆相对于停放区域边缘极大地倾斜或稍微倾斜。
一旦这些定量输入数据已经变换为渐进定性输入数据并变换为固定的定量和/或二进制数据，那么基于非线性定性规则处理并确定作用车辆的操纵指令，这些操纵指令对应于固定的定量和/或二进制数据并对应于定性数值，这些定性数值要再一次变换为定量数值，以控制车辆的致动器。
信息处理以实时方式进行，也就是说，在每一时刻及时检索传感器的数据，并处理和确定操纵指令，以便相对于其周围环境分析调动的整个进展情况，并根据环境同时作用于车辆。
图7详细示出用于操纵车辆1狭位停放15的操纵算法。在可用空间已经得以证实并且操纵者确认他要停放车辆时，那么停放初始化18开始，并同时开始两个操作，第一操作在于进行停放，而第二操作在于与停放并行地进行安全测试。
第一操作，也就是说，进行停放优选地但非限定性地分成四个阶段，他们是定位、偏转、反向偏转、以及重新对齐，从一个阶段向另一阶段的切换仅在每个阶段中车辆的位置被认为满足条件并测试有效的情况下发生。
在第一定位阶段中，进行第一测试(步骤19)，将其称为测试1，在定位阶段，该测试可以实现评估车辆的纵向位置和横向位置。这个测试1涉及以下变量相对于前面车辆的横向距离dlatav、相对于前面车辆的纵向距离dlav和车辆(车头)的航向，他们必须分别处于横向定位指令区间[α1，α2](以米为单位)20、纵向定位指令区间[β1、β2](以米为单位)21和取向指令区间[ω1、ω2](以弧度为单位)中。当上述这三个条件实现时，第一测试1(步骤19)有效。否则，测试1无效。
如果测试1无效，那么进行定位(步骤22)，并且重复这个操作直到测试1有效，其后，进入第二偏转阶段。
在第二偏转阶段中，进行第二测试(步骤23)，在下面描述中称为测试2，在偏转阶段内，测试2可以实现评估车辆7后部在停放区域边缘5例如人行道或墙壁处的的位置。这个测试2(步骤23)涉及右后距离变量ddar，该变量必须位于后部定位指令区间[γ1、γ2](以米为单位)24中。当这个条件实现时，这个第二测试2有效，否则测试2无效。
当测试2无效时，进行偏转(步骤25)，且重复这个操作直到测试2有效，其后，进入第三反向偏转阶段。
对于第三反向偏转阶段，进行第三测试(步骤26)，下面该测试称为测试3(步骤26)，在反向偏转过程中，该测试可以实现评估车辆的取向。这个测试3涉及车辆航向变量(航向)，其必须位于车辆取向指令区间[δ1、δ2](以弧度为单位)中。当这个条件实现时这个测试3有效。当测试3无效时，进行反向偏转(步骤27)，并重复这个操作(步骤27)直到测试3有效，其后进入第四重新对齐阶段。
对于第四重新对齐阶段，进行第四测试(步骤28)，下面其称为测试4，在重新对齐阶段中，该测试可以实现评估相对于其他车辆的距离和车辆的取向。这个测试4涉及以下变量相对于前面车辆的距离dav、相对于后面车辆的距离dar以及车辆(车头)的航向，他们必须分别处于前面车辆指令区间[κ1、κ2](以米为单位)内的位置(步骤43)、大于后面车辆指令值ε(以米为单位)的位置、且位于几乎为零的取向指令区间[η1、η2](以弧度为单位)中。如果上述条件为真，也就是说，位于有效区间内，测试4有效。一旦测试4无效，进行重新对齐(步骤19)，并重复这个操作(步骤29)直到测试4有效，此后，进入第五监控测试(步骤30)，下面将称为测试5。
一旦重新对齐阶段结束，测试5可以实现评估相对于停放区域2的边缘5的距离以及评估车辆的取向。该测试5为调动测试的结尾，且当车辆适当地停放时该测试有效。为此，测试5涉及右前距离变量ddav和车辆(车头)的航向，他们必须分别位于停放指令区间[λ1、λ2](以米为单位)内的横向位置中，并位于零取向指令区间[41、42](以弧度为单位)中，并当这两个条件实现时，测试5有效。如果测试5有效，那么停放操作(步骤15)结束(步骤35)，否则重复进行偏转、反向偏转和重新对齐三个阶段直到测试5有效。
在进行停放的同时并行进行安全测试的第二操作使得保证调动正确进行并避免与周围障碍物发生事故的风险成为可能。
为此，同时进行两个安全测试，以下称为安全测试1的第一安全测试(步骤31)可以实现评估操纵者有可能对车辆1的控制元件，例如离合器踏板、制动踏板和加速踏板、方向盘和变速器施加的动作。只要安全测试1有效，也就是说，操纵者没有操纵车辆任何控制元件，这个测试1在持续进行停放的同时重复。相反，如果安全测试1无效，也就是说，操纵者操纵了车辆的一个控制元件，那么要求操纵者证实他期望取回对车辆的控制(步骤33)，并且测试该中断的有效性(步骤34)。如果中断测试的有效性得以证实(步骤34)，那么停放操作(步骤15)结束。
以后称为安全测试2的第二安全测试(步骤32)可以实现评估车辆与确定停放区域边界的障碍物分隔开的距离。如果这些距离中的一个距离被认为对于后续操作来说是危险的，那么这个测试无效，例如当一个障碍物出现未预知并危险的位移时，或者在一个传感器出现故障的情况下。在这种情况下，停放操作(步骤15)结束(步骤35)。在安全测试2有效的相反情况下，停放继续正常进行。
进行定位(步骤22)是通过同时掌握车辆的横向位置和车辆的纵向位置而予以执行的。为了掌握车辆的横向位置，以如下方式进行-车辆的横向位置通过检索从传感器的测量中获得的四个输入数据得以监控，两个输入数据采取定量数值，即行驶方向和测试1的结果，而另两个输入数据采取渐进定性数值，即，车辆(车头)的航向和相对于横向位置指令的相对横向位置dlatavr；-基于定性规则处理并确定采取渐进定性数值的车轮偏转操纵指令，并译码且随后变换为定量数值；-作为所获得的定量数值的函数而对车轮偏转起作用。
同时，在定位操作过程中，为了掌握车辆的纵向位置，以如下方式进行-车辆的纵向位置通过检索从传感器的测量获得的三个输入数据得以监控，两个输入数据采取定量数值，即，测试1的结果和行驶方向，而一个输入数据项采取渐进定性数值，即，相对纵向距离dlavr；-然后基于定性规则，处理并确定作用在采取定量数值的行驶速度和方向上的操作指令；-作为所获得的这两个定量数值的函数而对行驶的速度和方向起作用。
进行偏转(步骤25)是在第一定位阶段结束时执行的。为了进行这个偏转阶段，因此以如下方式处理-偏转是通过检索从传感器的测量中获得的三个输入数据得以监控的，一个输入数据项采取定量数值，即，测试2，而两个数据采取渐进定性数值，即，车辆(车头)的航向和相对于停放区域边缘的右后距离ddar；-然后处理并确定作用在行驶速度和方向以及车轮偏转上的操纵指令，并译码且变换为定量数值，其中行驶速度和方向采取定量数值，而车轮偏转采取渐进定性数值；-作为所获得的定量数值的函数对行驶速度、方向以及车辆的车轮偏转起作用。
当第二偏转阶段终止时，在第三反向偏转阶段进行反向偏转(步骤27)，为了进行反向偏转，因此以如下方式处理-反向偏转是通过检索从传感器测量中获得的四个输入数据得以监控的，两个输入数据采取定量数值，即，测试3的结果和行驶方向，而两个数据采取渐进定性数值，即车辆(车头)的航向和相对于后面车辆的距离dar；-基于定性规则处理并确定作用在行驶速度和方向以及车轮偏转上的操纵指令，并译码且变换为定量数值，其中行驶速度和方向采取定量数值，而车轮偏转采取渐进定性数值；-作为所获得的定量数值的函数对行驶速度、方向以及车辆车轮偏转起作用。
当第三阶段终止时，在第四重新对齐阶段中进行重新对齐(步骤29)。重新对齐的进行是通过同时控制车辆的横向位置和纵向位置而执行的。为了控制车辆的纵向位置，按如下方式处理-纵向位置通过检索自传感器测量所获得的四个输入数据加以监控，两个输入数据采取定量数值，即，测试4的结果和车辆行驶方向，而两个输入数据采取渐进定性数值，即，与后面车辆的距离dar和与前面车辆的距离dav；-然后处理并确定作用于车辆行驶速度和方向的操纵指令，车辆的行驶速度和方向都采取定量数值；-作为所获得的这两个定量输出数值的函数而对行驶速度和方向起作用。
同时，在重新对齐操作中为了控制车辆的横向位置，我们按如下方式进行-车辆的横向位置通过检索从传感器测量获得的三个输入数据得以监控，两个输入数据采取定量数值，即，行驶方向和测试4的结果，而另一个输入数据项采取渐进定性数值，即，车辆的航向；-基于定性规则处理并确定采取渐进定性数值的车轮偏转操纵指令，且该指令译码并随后变换为定量数值；作为所获得的定量输出数值的函数而对车辆的车轮偏转起作用。
对于每个阶段，关于速度的操纵指令采取定量数值。在优选但非限定性的实施模式中，关于速度的操纵指令可以采取三个定量数值，三个数值对应于零速、低速和中速，这些速度以每秒米加以表示。
同样，用于作用于行驶方向上的操纵指令采取定量数值。这个数值或是向前、向后，或是怠转。
至于所涉及的作用于车轮偏转的操纵指令，其采取一个或多个渐进定性数值，它/它们随后译码为于车轮偏转角度相对应的单个定量值。
图10a、10b、10c和10d示出可以解释定位、偏转、反向偏转和重新对齐执行方式的曲线和图表。对于在此示出的附图，需要进行定位，并尤其是需要确定操纵指令以便进行车辆的横向定位。然而，用于获得定位操作的纵向位置的过程与用于进行偏转、反向偏转和重新对齐操纵的过程保持相同，输入和输出变量以及确定的定性规则作为选择操纵指令的标准的函数加以修定。
对于车辆定位操作，车辆的横向位置和纵向位置得以同时监控。至于所涉及的车辆的横向位置，检索四个输入数据，它们中的两个为将它们的值保持原样的定量数据，即，采取数值向前、向后或怠转的行驶方向和测试1，前者例如量化为-1、0和1或负、零和正，而测试1为有效或无效，或例如可以通过数值0或1加以量化。另两个输入数据，即车辆(车头)的航向和相对横向距离dlatavr是定量数据，它们可以由操纵者或多或少地评价及近似，并由此译码并变换为渐进定性数据，因此这些定性数据需要加以确定。
为此，图10a示出车辆输入(车头)的航向的离散(partitioning)曲线，该曲线可以从定量数值变换为一个或多个渐进定性数值。作为优选的但非限定性的实施模式的图10a的离散曲线沿着横坐标车辆航向的定量数值加以绘制，其单位例如为弧度，也就是说，直接由车辆传感器获得的测量结果。沿着纵坐标，该曲线示出了车辆(车头)航向可以采取的各种渐进定性数值。这些数值对应于一个或多个操纵者针对车辆的取向而将作出的评估。
例如，车辆的负航向(CN)由渐进区间定义，也称为模糊区间[-a1-a1-a2-a3](以弧度为单位)。当航向的定量数值位于区间[-a1-a2](弧度)内时，航向被认为是具有1程度(degree)的负，当其位于区间[-a2-a3]内时，航向被认为是具有减小程度的负，而超过-a3为零。
同样，零航向(CZ)由渐进区间[-a2-a4a4a2](弧度)定义，在区间[-a2-a4]上被认为是具有增大程度的零，在区间[-a4a4]上为具有1程度的零，而在区间[a4a2]上为具有减小程度的零。
同样，正航向(CP)由渐进区间[a3a2a1a1](弧度)定义，当航向的定量数值位于区间[a2a1]中时，航向被认为是具有1程度的正，当其位于区间[a3a2]中时，被认为是具有增大程度的正，而在a2处取数值1。
例如，由于车辆航向数值等于图10a所示的x，因此，航向取渐进定性值y1零航向和y2正航向，y1和y2是位于0和1之间的程度值，其对应于驾驶员对其车辆取向的评价，也就是说，+或-笔直航向或者+或-在一个方向上倾斜的航向。
图10b中用于相对横向距离输入dlatavr的离散曲线沿着横坐标由传感器测量所提供的定量值(以米为单位)并沿着纵坐标有输入数据项dlatavr采取的渐进定性数值绘制。
因此，相对横向距离dlatavr由渐进区间[-b1-b1-b2-b3](以米为单位)定性地定义为负横向距离DN，当相对横向距离的定量数值位于区间[-b1-b2]内时，后者被认为是带有1程度的负。当定量数值位于区间[-b2-b3]内时，相对横向距离被认为是带有减小程度的负，而超过-b3时为零。
同样，零相对横向距离DZ由渐进区间[-b2-b3b3b2](以米为单位)定义，在区间[-b2-b3]上相对横向距离被认为是带有增大程度的零，在区间[-b3b3]上被认为是带有1程度的零，而在区间[b3b2]上为带有减小程度的零。
同样，正相对横向距离DP由渐进区间[b3b2b1b1](以米为单位)定义，当相对横向距离dlatavr的定量数值位于区间[b2b1]内时，后者被认为是带有1程度的正，当该数值位于区间[b3b2]内时，相对横向距离被认为是带有增大程度的正，而在b2处取数值1。
例如，因为相对横向距离dlatavr的定量数值等于x′(米)，获得两个相对横向距离dlatavr的渐进定性数值，等于y′l零横向距离和y′2正横向距离，其中，y′1和y′2是位于0和1之间的程度值。
这些数值对应于操纵者对相对横向距离dlatavr的评估，即，车辆的右边缘44相对于横向定位指令20中线为+或-，以及右边缘44超过横向定位指令20的中线+或-。
一旦已经确定了渐进输入数值，即处理并确定在横向定位情况下为车轮的相对偏转的输出指令，其也采取一个或多个渐近定性输出数值。
相对偏转角度的这些渐进定性输出数据以如下方式限定-由渐进区间[-c1-c1-c2-c3]定义的中等负偏转角度BMN，当其定量数值位于区间[-c1-c2]内时偏转角度被认为带有1程度的中等负，而在区间[-c2-c3]上被认为是带有减小程度的中等负。
-由渐进区间[-c2-c30]定义的小负偏转角度BFN，当其定量数值位于区间[-c2-c3]内时偏转角度被认为是带有增大程度的小负，而在区间[-c30]上被认为是带有减小程度的小负。
-由渐进区间[-c30 -c3]定义的零偏转角度BZ，当其定量数值位于区间[-c30]内时，偏转角度被认为是带有增大程度的零，而在区间
上被认为是带有减小程度的零。
-由渐进区间
定义的小正偏转角度BFP，当其定量数值位于区间
内时，偏转角度被认为是带有增大程度的小正，而在区间[c3c2]上被认为是带有减小程度的小正。
-由区间[c3c2c1c1]定义的中等正偏转角度BMP，当其定量数值位于区间[c2c1]内时偏转角度被认为是带有1程度的中等正，而在区间[c3c2]上认为是带有增大程度的中等正。
定量数值c1c2c3是无量纲的，并对应于与车辆最大偏转角度相关的数值。因此，这些数值位于区间[-1 1]内，数值-1、1分别对应于车轮向左最大偏转和向右最大偏转。
为了处理并确定这些于车轮相对偏转相关的定性数值，利用图10d内所示的图表，该图表被称为“横向位置监控决定的超矩形”，其中所述车轮相对偏转可以在定位操作中用于执行横向定位。
在横向定位的情况下，这个横向位置监控决定的超矩形为定性规则的图表，其基于四个输入，两个定量输入(测试1的结果和行驶方向)以及两个渐进定性输入(航向和dlatavr)，确定车轮相对偏转的输出数值，该输出数值在此为一个渐进定性数值。
例如，对于传感器所测量的车辆(车头)航向的数值x，图10a的曲线产生两个渐进定性数值y1零航向和y2正航向，带有0和1之间的y1和y2。对于相对横向距离dlatavr的定量数值x′，图10b的曲线产生两个渐进定量数值y′1零距离和y′2正距离，带有0和1之间的y′1和y′2。
接着，如果测试1无效，且行驶方向向前，那么采用图10d的横向位置监控决定的超矩形，并可以获得相对偏转角度输出的一个或多个渐进定性数值。
对于零航向CZ和零距离DZ，获得零偏转BZ，且由取决于y1和y′1数值的系数加权。
对于正航向CP和零距离DZ，获得中等负偏转BMN，并由取决于y2和y′1数值的系数加权。
对于零航向CZ和正距离DP，获得小负偏转BFN，并由取决于y1和y′2数值的系数加权。
对于正航向CP和正距离DP，获得中等负偏转BMN，并由取决于y2和y′2数值的系数加权。
由此，对于车轮的相对偏转，获得四个定性数值，即，Z1零偏转、Z2中等负偏转、Z3小负偏转、Z4中等负偏转，其中Z1、Z2、Z3和Z4是位于0和1之间的四个数值，它们取决于来自y1、y2、y′1、y′2的两个系数。
基于针对车轮的相对偏转而获得的四个渐进定性数值，然后从它们推导出一个单独的定量输出数值，用于车轮相对偏转的角度。车轮相对偏转的这个定量输出数值是通过数学方法算出，例如通过重心方法。
同样，如果测试无效，并且行驶方向向后，那么对于图10a和10b中的航向数值x和相对横向距离dlatavr的数值x′，基于图10d所示的横向位置监控决定的超矩形，获得四个渐进定性数值，用于车轮相对偏转的输出，即-对于正航向CP和零距离DZ，获得中等正偏转定性数值BMP，并由取决于y2和y′1数值的系数加权；-对于零航向CZ和零距离DZ，获得零偏转定性数值BZ，并由取决于y1和y′1的系数加权；-对于零航向CZ和正距离DP，获得小正偏转定性数值BFP，并由取决于y1和y′2的系数加权；-对于正航向CP和正距离DP，获得中等正偏转定性数值BMP，并由取决于y2和y′2的系数加权。
从车轮相对偏转的这四个渐进定性数值中，即，Z′1中等正偏转、Z′2零偏转、Z′3小正偏转和Z′4中等正偏转，其中Z′1、Z′2、Z′3和Z′4是位于0和1之间的四个数值，它们取决于来自y1、y′1、y2、y′2的两个系数，然后，我们从它们推导出车轮偏转角度的定量数值，该数值通过例如重心计算类型的数学投影计算确定。
在测试1有效或者行驶方向是怠转的情况下，偏转指令为零偏转BZ，通过例如重心计算类型的数学投影计算而推导出来车轮偏转角度的定量数值。
为了处理和确定用于定位操作中的纵向定位的输出操作指令，对于偏转操作、反向偏转操作和重新对齐操作，也定义了决定的超矩形。
为了纵向定位，这是一个纵向监控决定的超矩形，其具有三个输入，即测试1的结果、行驶方向和相对纵向距离dlavr，和两个输出，即，行驶速度和方向。
为了偏转操作，这是一个偏转监控决定的超矩形，其具有三个输入，即，测试2的结果、车辆的航向以及右后距离ddar，和三个输出，即，车轮的相对偏转、行驶速度和方向。
为了反向偏转操作，这是一个反向偏转监控决定的超矩形，其具有四个输入，即，测试3的结果、行驶方向、车辆的航向以及相对于后面车辆的距离dar，以及三个输出，即，车轮的相对偏转、行驶方向和速度。
为了重新对齐操作，这是一个重新对齐监控决定的超矩形，其具有四个输入，即，测试4的结果、行驶方向、相对于后面车辆的距离dar和相对于前面车辆的距离dav，以及三个输出，即，行驶的速度和方向以及车轮的相对偏转。
图8和9用来解释实现管理狭位停放方法的装置39。该装置39直接安装在车辆1上。
为了检索输入数据的测量值，传感器36安装于车辆上。
为了获得前面定义的各种距离测量值，车辆1配备有例如红外、超声波或激光测距器类型的传感器，同样，车辆配备有陀螺仪类型的传感器，该传感器可以测量车辆的取向，也就是说，车辆的航向。为了检索车辆的行驶方向和速度，后者配备有例如速度计传感器或者ABS系统所用类型的轮速传感器。
红外、超声波或者激光类型的距离传感器36例如安装在车辆上，如图8所示，也就是说，安装在前部8左和右侧、安装在后部7左和右侧，以及安装在前部横向侧37和后部横向侧38。
这些传感器优选地但非限定性地安装在车辆高度中间位置，以便探测到诸如其他车辆、人行道路缘和墙壁的所有障碍物，并且它们优选地但非限定性地必须锥形探测，可以三维探测。
然后，借助于测量传感器获得的输入数据传送到车辆1上的车载计算机42。为此，该装置具有输入接口40、该输入接口40检索传感器信号、处理它们并然后将关于系统输入的定量测量值传送到车载计算机。
车载计算机42包括将一些定量输入数值变换为渐进定性输入数据的计算机程序，尤其是将距离和取向的测量值变换。车载计算机也执行各种测试，即，测试1、测试2、测试3、测试4、测试5以及安全测试1和安全测试2。该计算机还管理计算机程序以能够针对定位、偏转、方向偏转和重新对齐操作中的每一种处理并确定操纵指令。为此，计算机程序计算每个决定超矩形的各种定性规则，该决定超矩形可以处理并确定输出操纵指令。
一旦计算机已经确定了输出操纵指令，后者由输出接口41处理，该输出接口将来自计算机的输出信息转换到用于车辆致动器的控制信号范围内，控制行驶速度、方向以及车轮的相对偏转。为此，计算机将用于车轮相对偏转的渐进定性输出指令变换为定量数值。
为了控制速度，该装置优选地但非限定性地在内燃机情况下使用控制节气门张开角度的致动器，和控制制动系统的致动器，该节气门调节气体混合物进入内燃机气缸内的流量。在电机的情况下，例如电机供给电压的振幅将得以控制。
为了控制车辆行驶方向，该装置优选地但非限定性地具有自动变速器或者自动化变速器类型的变速器，它可以根据操纵者所选择的前进或倒车的传动比来致动行驶的向前方向和行驶的向后方向。在马达为电动类型的情况下，该装置可以根据操纵者所选择的行驶方向直接作用在控制所述马达旋转方向的电流信号的正负上。
至于所涉及的车轮相对偏转角度的控制，该装置优选地但非限定性地直接作用在控制车辆转向柱的扭矩电机并由此作用在车轮的最大转向角上，或者在无柱电动转向的情况下作用在控制车轮的电机上。
在另一实施例中，该装置使用可视和/或可听见和/或可感知的接口，该接口直接告知操纵者停放车辆所要执行的操作。在这种情况下，致动器直接为操纵者的手和脚，其作用在方向盘、变速器、加速踏板、制动踏板和离合器踏板上。
在调动的同时可视和/或可听见和/或可感知的接口告知操纵者它应该在方向盘、变速器、加速踏板、制动踏板和离合器踏板上所要执行的动作，以便能够将车辆停放在狭位中。例如，可视接口可以设置有屏幕、设置有音箱(voicebox)或设置有振动方向盘的装置，以通知操纵者它应该开始和/或终止停放调动。为了操纵者的安全起见，这个可视和/或可听见和/或可感知的接口可以安装到车辆上，该操纵者优选地通过车载计算机被告知并自身对车辆作用，以便将车辆停放在狭位中，而不是使车辆受到自动导引。
在操纵者被可视和/或可听见和/或可感知地告知以要在车辆上进行的控制时，那么所述车辆优选地但非限定性地配备有用于约束驾驶员的动作的装置，在驾驶员作用在诸如方向盘、变速器、加速踏板、制动踏板和离合器踏板上时，这可以实现避免不正确的操作。从而操纵者将车辆控制到他不会作出任何调动错误的程度，在操纵不正确的情况下，约束装置将他的不正确调动通知他，同时例如限制方向盘的转动或车轮的偏转或者车辆的速度。
权利要求
1.一种用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法，可以用于相对于周围环境(3)停放任何类型的公共轴的车轮可以偏转的机动化车辆，所述环境存在于在公共道路、私人停车场以及企业的生产现场，所述狭位停放(15)包括至少两个阶段，即偏转阶段(23、25)和反向偏转阶段(26、27)，并有可能包括其他两个阶段，即，在偏转和反向偏转两个阶段之前的定位阶段(19、22)和在反向偏转阶段之后的重新对齐阶段(28、29)，所述方法利用测量距离、取向和速度的传感器(36)，这可以相对于周围环境(3)评估(10)可用的空间(2)，以便进行停放调动，后者通过对方向、行驶速度和车轮的相对偏转加以操纵来予以执行，其特征在于，为了进行停放(15)-检索源自提供定量数值的测量传感器(36)的输入数据；-这些定量输入数据中的一些转换为渐进定性输入数据；-基于定性规则，确定操纵指令，该指令提供了渐进定性输出数据和定量输出数据；-这些渐进定性输出数据变换为定量输出数据；-作为所获得的定量输出数据的函数，车辆(1)的致动器得以控制。
2.如权利要求1所述的用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法，其特征在于，在调动的整个进展过程中，通过在每个时刻检索来自传感器(36)的输入数据，并也通过在每个时刻控制致动器，狭位停放操作(15)实时进行。
3.如权利要求1所述的用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法，其特征在于，第一定位阶段是通过相对于周围障碍物控制车辆的横向定位而予以进行的，并且为此-车辆的横向位置基于来自传感器的四个测量数据加以监控，四个测量数据为两个定量数据，即，行驶方向和第一测试(测试1)的结果，以及两个渐进定性数据，即，车辆(1)的航向和相对于横向定位指令的相对横向距离(dlatavr)；-处理并确定针对车轮相对偏转(4)的操纵指令，其采取渐进定性数值，该指令转换为定量数值，操纵指令的确定是利用横向位置监控决定的定性规则加以实现的；-作为所获得的指令的函数对车轮偏转起作用。
4.如权利要求1所述的用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法，其特征在于，第一定位阶段(19、22)是通过相对于周围障碍物(3)与横向定位并行地控制车辆的纵向位置而得以进行的，为此-相对于周围障碍物的车辆的纵向位置基于来自传感器的三个测量数据监控，三个测量数据为两个定量数据，即第一测试(测试1)的结果和行驶方向，以及一个渐进定性数据项，该数据项为相对于纵向定位指令的相对纵向距离(dlavr)；-利用纵向位置监控决定的定性规则处理并确定两个定量输出指令，即速度和行驶方向；-作为所获得的指令的函数，对速度和行驶方向起作用。
5.如权利要求1所述的用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法，其特征在于，一旦第一定位阶段(19、22)结束，就进行车辆的第二偏转阶段(23、25)，并为此-基于来自传感器(36)的三个测量数据监控偏转，三个测量数据为两个渐进定性数据，即车辆的航向和相对于停放区域边缘的右后距离(ddar)，以及一个定量数据项，其为第二测试(测试2)的结果；-利用偏转监控决定的定性规则处理并确定三个输出指令两个定量输出，即速度指令和行驶方向指令，以及一个渐进定性输出，其为车轮的相对偏转；-渐进定性输出变换为定量输出，作为所获得的指令的函数对车轮偏转、车辆速度和行驶方向起作用。
6.如权利要求1所述的用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法，其特征在于，一旦第二偏转阶段(23、25)结束，就进行第三反向偏转阶段(26、27)，并为此-基于来自传感器(36)的四个测量数据监控车轮的反向偏转，四个测量数据为两个定量数据，即第三测试(测试3)的结果和行驶方向，以及两个渐进定性数据，即车辆的航向和与后面车辆的距离(dar)；-利用反向偏转决定的定性规则处理并确定三个输出指令两个定量输出，即车辆的速度和行驶方向，以及一个渐进定性输出，即车轮的相对偏转；-该渐进定性输出变换为定量输出；-作为所获得的指令的函数，对车轮偏转、车辆的速度和行驶方向起作用。
7.如权利要求1所述的用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法，其特征在于，一旦第三反向偏转阶段(26、27)结束，就进行车辆重新对齐的第四阶段(28、29)，并为此-基于来自传感器(36)的五个测量数据监控重新对齐，五个测量数据为两个定量数据，即第四测试(测试4)的结果和车辆的行驶方向，以及三个渐进定性数据，即与后面车辆的距离(dar)、与前面车辆的距离(dav)以及车辆的航向；-利用重新对齐纵向监控和横向监控的决定的定性规则处理并确定三个输出指令两个定量输出，即车辆的速度和行驶方向，以及一个渐进定性输出，为车轮的相对偏转；-该渐进定性输出变换为定量输出；-作为所获得的指令的函数，对车轮偏转、车辆的行驶方向和速度起作用。
8.如权利要求1和7所述的用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法，其特征在于，当重新对齐阶段(28、29)结束时，进行用于证实停放(15)的第五测试(测试5)(30)，并且-如果测试有效，停放(15)结束；-如果测试无效，那么重复偏转阶段(23、25)、反向偏转阶段(26、27)和重新对齐阶段(28、29)。
9.如权利要求1所述的用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法，其特征在于，在进行四个停放阶段的同时并行进行两个安全测试(31、32)-对于第一安全测试(31)，进行检查以确认操纵者对车辆(1)的控制元件未施加作用；-对于第二安全测试(32)，进行检查以确认与前面车辆的距离(dav)和与后面车辆的距离(dar)，以确保周围障碍物(3)未变动；-如果安全测试(31)无效，那么进行车辆的过渡中止(33)，随之以调动中止(34)的测试；-如果中止(34)的测试由驾驶员所证实，停放调动(15)完全中止(35)；-而如果同时安全测试2(32)有效，停放调动完全中止(35)；-否则，调动继续。
10.一种用于管理机动车辆(1)狭位停放的装置(39)，该装置实现如权利要求1所述的方法，其特征在于，该装置包括-用于测量车辆(1)相对于周围障碍物(3)的距离的测量传感器(36)、速度传感器、行驶方向传感器以及车辆取向传感器；-计算机(42)，该计算机检索来自测量传感器的定量数据，并将输入数据变换为渐进定性数值和定量数值，处理并确定具有渐进定性数值和定量数值的输出指令，并将这些输出指令变换为定量数值；-作为由计算机发出的定量输出数据的函数对车辆(1)的运动起作用的致动器，或者输出接口(41)，该输出接口可视和/或可听见和/或可感知地将信息传递给驾驶员，以在其调动中对其进行引导。
全文摘要
本发明涉及一种用于管理机动车辆(1)狭位停放的方法和装置，所述狭位停放包括定位(19、22)、偏转(23、25)、反偏转(26、27)和重新对齐(28、29)阶段。所述方法利用评估相对于周围环境的可用停放空间的装置。本发明特征在于自传感器检索定量输入数值，该数值变换或不变换为渐进定性数值；基于定性规则确定操纵指令，该指令提供渐进定性数据和定量输出数据，它们被变换为定量输出数据以控制车辆致动器。本发明可用于停放各种其公共轴上的车轮可以偏转的动力车辆，并可以用在公共道路、私人停车场或公司的生产现场。
文档编号B60R21/00GK1427784SQ0180899
公开日2003年7月2日 申请日期2001年3月27日 优先权日2000年3月31日
发明者兹耶德·扎利拉, 吉劳姆·格丹 申请人:因特里根特科技公司