基本信息

作品名称:
人车交互式自主泊车演示系统
大类:
科技发明制作A类
小类:
信息技术
简介:
本项目提出了一种人车交互式自主泊车系统,车辆能够利用车载传感器实现完全自主泊车,全过程无需驾驶员参与,在停车问题上彻底解放了驾驶员。当驾驶员到达目的地后,下车用手机终端向车辆发送泊车指令,车辆接收到指令之后自主寻找车位并进行泊车;当驾驶员需要用车时,通过手机终端向车辆发送叫车指令,车辆会自主出库,提前在指定地点等待驾驶员。车辆接收到指令后就进入泊车系统,包括环境检测测、路径规划和路径跟踪。
详细介绍:
随着城市车辆的不断增加,有限的停车位已经无法满足停车需求,繁琐的车位寻找过程不仅浪费时间,还会造成多余的能源消耗,不符合低碳环保要求。目前市面上所见到的泊车系统大体分为两类,一类是基于视觉增强技术的泊车辅助系统,将清晰的环境信息和泊车路径通过显示屏呈现给驾驶员,辅助驾驶员进行泊车;另一类是融合距离检测和其它传感器的半自主泊车系统,但驾驶员仍然需要全程参与寻找车位和泊车过程,这两类泊车系统的适用范围有限。鉴于以上情况,本文提出了一种人车交互式自主泊车系统,车辆能够利用车载传感器实现完全自主泊车,全过程无需驾驶员参与,在停车问题上彻底解放了驾驶员。 本系统基于全景摄像头和距离传感器,配合远程终端(例如平板电脑或者手机)实现人车交互功能,通过中短距离自主驾驶实现多模式自主泊车功能。当驾驶员到达目的地后,下车用手机终端向车辆发送泊车指令,车辆接收到指令之后自主寻找车位并进行泊车;当驾驶员需要用车时,通过手机终端向车辆发送叫车指令,车辆会自主出库,提前在指定地点等待驾驶员。 人车交互式自主泊车系统的整体设计方案,包括人车交互特性、环境检测模块、路径规划模块和路径跟踪模块。人车交互特性是整个系统的亮点,基于Android系统的手机终端实现了对车辆泊车过程的远程操控。环境检测模块通过全景摄像头和距离传感器对周围环境进行组合建模,准确定位车辆和识别车位,将位置信息发送至路径规划模块,规划出无碰撞泊车路径,最后由路径跟踪模块完成车辆对泊车路径的跟踪过程。 本项目所用的自主车平台由一辆北极星全地形车改装而成,搭载了多种车载传感器,例如全景摄像头、激光雷达、惯导设备、毫米波雷达、里程计等。自主泊车系统所用的车载传感器主要是全景摄像头和激光雷达。全景摄像头安装在自主车最顶端,采集到的环境信息距离更远、范围更广,全景图像的盲区更少。激光雷达安装在全景摄像头正下方,同样位于整车顶部,通过扫描周围障碍物的信息,计算出可通行区域,并在可通行区域中寻找车位,降低了图像处理复杂度,节省了程序处理时间。 人车交互模块的设计基于Android系统平台,通过互联网与车辆进行数据通讯,用来发送泊车指令,并接收车辆返回的信息。发送的泊车指令包括车辆漫游寻找车位指令、用户指定停车位指令。手机终端与车辆的通迅通过3G/4G网络实现,接收模块连接到自主车工控机上,手机通过3G/4G网络发送泊车指令;接收模块接收到指令之后,通过串口接收程序判断指令类型,并进入相应的执行程序。 自主泊车系统通过自主车车载传感器对周围环境进行建模,然后对环境信息进行处理,融合深度信息和视觉信息识别停车位。车载激光雷达能够获得车辆附近的可通行区域,全景摄像头获取车辆附近的车位图像信息,通过全景图像处理过程,车辆获取自身的位置及姿态、车位的位置等信息。对全景图像的处理过程包括逆透视变换、灰度化、滤波、二值化等,最后基于图像点线特征对车位框线进行提取和识别。车位识别的结果会发送到路径规划模块生成泊车路径。 车辆根据环境检测模块给出的车位坐标,判断当前泊车方式为垂直泊车或者水平泊车,然后规划满足车辆运动约束的无碰撞泊车路径。本文提出的停车准备区域概念将泊车路径分为两个基本过程,首先判断当前位置是否在停车准备区域之内,若不在,则把车辆调整到停车准备区域中;然后根据车位坐标,规划相应的倒车入库的路径。基于变径圆的思想的全局泊车路径规划能够规划出完整的泊车路径,由多个不同半径的圆弧组成,充分满足车辆模型的运动约束。泊车路径会发送到路径跟踪模块。 跟踪控制模块由车载计算机控制,根据规划出的泊车路径,计算车辆控制参数,控制车辆并完成自主泊车过程。由于本文所用的自主车平台本身具有自主驾驶能力,因此运动控制完全由车载计算机完成,通过航向角度闭环与模糊速度给定策略共同完成自主车的运动控制,保证了车辆对生成的泊车参考路径的完美跟踪。
获奖情况:
特等奖

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