汽車智能泊車技術(shù)探析畢業(yè)論文(doc 11頁).doc

摘要主要討論了作為無人駕駛智能汽車必備的重要功能之一的車輛自動泊車系統(tǒng)的總體構(gòu)架，著重研究了其中用于識別泊車住環(huán)境、作為整個系統(tǒng)信息輸入端的感知導航系統(tǒng)（基于雙習視覺和陀螺儀）及根據(jù)所采集的信息判斷環(huán)境空間大小并生成適當泊車路徑的路徑生成系統(tǒng)（基于路徑規(guī)劃）。 Focused on intelligent unmanned vehicles as an essential key functions of automatic vehicle parking systems overall architecture, focused on the living environment which is used to identify parking,System as a whole, the perception of information input navigation system (based on visual learning and two-gyro) and according to the information collected to determine the size of the environment and generate the appropriate parking space path of the path generation system (based on path planning).關(guān)鍵字：智能、泊車 汽車智能泊車技術(shù)探析一、智能泊車技術(shù)定義與意義所謂智能泊車技術(shù)就是：全車360度都有攝像頭，當你選擇倒車時屏幕影像上就會出現(xiàn)個方框，就是你停車的位置了，當方框變綠，你就可以點確認，雙手離開方向盤，三秒后系統(tǒng)將車掛入倒擋，并自動轉(zhuǎn)向，幫你停車。該系統(tǒng)利用先進的后視攝像頭和高級算法來計算倒車軌跡，系統(tǒng)首先輔助測量停車位可用空間，確定是否可以容納本汽車，然后引導駕駛者完成泊車操作。泊車過程中，系統(tǒng)為駕駛者按步驟提供聽覺指示，同時在車內(nèi)顯示屏上顯示指示信息。操作者只要按照系統(tǒng)提示的操作，非常輕松地就可以準確完成泊車入位。以平行泊車為例，從發(fā)現(xiàn)車位，到完全停好，駕駛員按照系統(tǒng)的提示，只需要打兩次方向盤就可以把車停好。與同類輔助停車系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)無需超聲波傳感器，減少了系統(tǒng)需要的電子部件，進一步降低了成本，使原來僅應用于高端車型的智能泊車輔助系統(tǒng)有可能在中、低端車型上得到應用。停車是駕駛員每天必做的事情。我們把車開到一個停車位旁邊，然后開始嘀咕：車位夠大嗎？可以不碰到其他車的同時把我的車塞進去嗎？對于新手來說，這確實是個頭疼的事情。作為德爾福電子與安全事業(yè)部的項目經(jīng)理，馬光林先在公司內(nèi)部做了一個調(diào)查問卷，詢問同事們在平時開車當中會不會遇到停車困難，而調(diào)查結(jié)果顯示，大部分人會遇到或者是偶爾遇到停車困難，其中一半以上的人說，如果有一種泊車輔助系統(tǒng)來幫助他們泊車，會使他們的駕駛更加輕松。愿望的有趣之處在于，很多時候可以成為現(xiàn)實。德爾福智能泊車輔助系統(tǒng)采用后視攝像頭和智能處理器，使泊車更加方便。跟一般后視廣角攝像頭不同，德爾福后視攝像頭可以把廣角圖像進行校正，從而變成自然的圖像，然后顯示到顯示屏上，這樣圖象顯示很自然，距離感更加真實。系統(tǒng)可以輔助測出停車位的空間是否足夠容納所要停泊的車輛，通過發(fā)出聽覺和視覺指示，指導駕駛員進行平行泊車操作或斜角泊車操作。車輛進行平行泊車的過程并不復雜，但為什么簡單的過程還會有人在泊車當中遇到困難呢？德爾福認為原因主要在于，雖然過程都了解，但是很多人不知道什么時候該打方向盤，方向盤的角度要打多大，如果這點沒有把握好就會在泊車過程當中遇到困難。當方向盤打的太大、太早的時候，車頭可能會與前方的車輛相撞，而當方向盤打的太慢、太小的時候，可能出現(xiàn)的結(jié)果或者是倒進去會跟后面的車輛碰撞，或者是不能停到正確的停車位。找到問題所在之后，德爾福提出一個全新的解決方案，只要用戶在車輛裝置一個后視攝像鏡頭，車輛提供方向盤轉(zhuǎn)角信息，與德爾福泊車模塊結(jié)合，就可以得到一個全新的智能泊車輔助系統(tǒng)。首先系統(tǒng)會幫汽車計算這個車位是否適合停車，如果可以停車，停車位會顯示為綠色。當要進行泊車時，首先需要把車開到斜前方的相應位置，然后打方向盤至最大，等到停車位顯示為綠色的時候方向盤可以停下來。下一步，方向盤不動，車慢慢往后倒，這個時候屏幕上會有一個弧線顯示，當這個弧線與路肩相切的時候，車子要停下來，然后再打方向盤至最大，這個時候屏幕上會有動態(tài)和靜態(tài)的指示線出來，然后繼續(xù)往后倒。當靜態(tài)指示線跟后面車輛平行的時候，車停下來，方向盤打正，車子就可以一把平行泊車。垂直泊車更簡單。當進入垂直泊車模式后，會有兩個曲線顯示出來。首先把指示線對齊停車位后，方向盤打到最大，當有靜態(tài)、動態(tài)指示線出現(xiàn)時車就開始往后倒。當靜態(tài)指示線平行于停車位的時候方向盤打過來繼續(xù)往后倒，到合適的位置停下來，垂直泊車也就結(jié)束了。智能泊車系統(tǒng),可以使汽車智能地以正確的停靠位泊車二、工作原理啟動智能泊車操縱鍵，遍布車輛周圍的雷達探頭測量自身與周圍物體之間的距離和角度，然后通過車載電腦計算出操作流程配合車速調(diào)整方向盤的轉(zhuǎn)動，使得車輛能夠自主駛?cè)氩窜囄?。也可以通過操縱鍵臨時終止泊車過程。三、智能泊車結(jié)構(gòu)與停車步驟：（一）、結(jié)構(gòu)1.智能泊車操作開關(guān) 2.倒車雷達 （8個） 3.智能變速器4.車速傳感器5.轉(zhuǎn)向系統(tǒng)6.制動系統(tǒng)7.執(zhí)行機構(gòu)采用協(xié)議CAN簡化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，節(jié)約成本傳輸速率適中多主系統(tǒng)，增加節(jié)點運用CAN總線技術(shù)CAN采用多主工作方式，節(jié)點之間不分主從，但節(jié)點之間有優(yōu)先級之分 ，根據(jù)實時要求將模塊進行優(yōu)先級劃分。（二）、步驟（1）通過傳感器系統(tǒng)感知環(huán)境信息（2）根據(jù)傳感器系統(tǒng)的信息得出有效車位信 息、車輛相對位置、從而決策泊車初始位置（3）電子控制單元根據(jù)傳感器信息實時進行環(huán)境建模，生成車輛路徑，控制車輛無碰撞的自動運動到泊車位四、智能泊車優(yōu)點：（1）一定程度提高停車的便捷性。（2）入位時能一把進入，省了多打方向的麻煩。（3）顯示了汽車在電子技術(shù)的成就。（4）將來會成為一大賣點。（5）使“入門級”駕駛員輕松解決城市生活中遇到停車的困擾，只需輕輕按下啟動按鈕、坐定、放松，控制車速，其他一切即可智能完成。減少了刮蹭、停車緩慢引起的短時交通堵塞等情況。五、目前國內(nèi)外停車場主要類型 （一）、機械式停車場 機械式停車場是國內(nèi)停車場主要的一種，機械式停車場是指停車場完全由機械停車設備如曳引驅(qū)動機、導向輪、載車板、橫移裝置、控制柜、召喚操作盤、升降回轉(zhuǎn)裝置、搬運器等構(gòu)成。分為升降橫移類、垂直循環(huán)類、水平循環(huán)類、多層循環(huán)類、平面移動類、垂直升降類、簡單升降類等類型。因其停車方式多樣獨特，具有很強的應用性。它的主要優(yōu)點有占地面積小，選型多樣、可具體結(jié)合場地特點設計，也可與其他方式相結(jié)合來實施，自動化程度高，操作使用方便，管理和維護也較為容易，具有定量存車的特點。 （二）、平面停車場系統(tǒng) 智能停車場系統(tǒng)平面停車場系統(tǒng)因其主要采取感應式IC卡讀卡方式，所以也叫感應式停車場系統(tǒng)。目前我國的停車場仍是以平面停車場為主，一般建于建筑物的地下層，也有不少以公共區(qū)域如廣場、道路邊等作為停車場，其次就是酒店、企事業(yè)、工廠等單位自己規(guī)劃設計的停車場。 （三）、智能立體停車庫 智能立體停車庫系統(tǒng)又叫垂直升降式停車系統(tǒng)或電梯式立體停車庫系統(tǒng)。它是集設備、操作、安全、監(jiān)控、維護、管理為一體的智能化系統(tǒng)，觸摸屏式的人機界面，操作和使用也極為方便，具備智能化管理及收費系統(tǒng)。其高度的智能檢測和完善的服務體系可實現(xiàn)零也障運行。它最大的特點就是獨創(chuàng)的分時控制功能，實現(xiàn)分時段、分層停車控制，有效提高車位利用率。通過鍵盤密碼和IC卡即可實現(xiàn)汽車存取、收費的過程，操作簡單、存取方便；并且可以與城市停車收費系統(tǒng)連接，可實現(xiàn)全市停車收費一卡通，并可加裝監(jiān)視系統(tǒng)與小區(qū)聯(lián)網(wǎng)。另一種模塊化智能型立體車庫也開始趨于成熟，不僅實現(xiàn)了全模塊化設計，采用了智能控制技術(shù)，更是充分利用了太陽能技術(shù)、能量蓄積(節(jié)能)技術(shù)。模塊化智能型立體車庫不再是一個整體建筑，它由獨立的模塊組合而成，如停車位、升降裝置、智能載車器等分散的零部件，修建時只要像搭積木一樣把各個零部件組裝起來，就成了一個標準的立體車庫，具有節(jié)省時間、成本低等優(yōu)點。 （四）、遙控停車場管理系統(tǒng) 智能停車場系統(tǒng)遙控停車場管理系統(tǒng)的特點是不受停車位置及方向限制，只要在遙控距離內(nèi)即可控制開門及抬桿。遙控器攜帶方便、價格便宜，安裝簡單。其主要原理是在欄桿機控制箱及電動門控制器安裝遙控接收卡及存儲器卡，在使用時，只要遙控器的密碼正確即可對系統(tǒng)進行控制。其產(chǎn)品經(jīng)歷了由撥碼式到脈沖式再到循環(huán)式的發(fā)展過程，目前已日趨成熟。遙控停車場管理系統(tǒng)被廣泛用于歐洲許多停車場及私人住宅。六、 智能停車場收費系統(tǒng)的特點 （一）、嚴格的收費管理系統(tǒng) 對于目前的人工現(xiàn)金收費方式，不僅勞動強度大、效率低，而且很容易在財務上造成很大的漏洞和現(xiàn)金流失。采用IC卡收費管理系統(tǒng)，因收費都經(jīng)電腦確認、統(tǒng)計與記錄，避免了失誤和作弊等現(xiàn)象，能有效地保障車場投資者的利益。 （二）、防偽性能高因為IC卡保密性極高，它的加密功能一般電腦花上十年的時間也解不了，也無法進行仿造，從根本上保證了系統(tǒng)的可信度與可行性。 （三）、高度安全穩(wěn)健的管理 在采取人工發(fā)卡、收卡的地方因疏漏而又沒有隨時記錄可查，丟車或謊報丟車現(xiàn)象時有發(fā)生，給停車場管理帶來許多不便，也給停車場帶來了經(jīng)濟損失。而采用電腦收費管理系統(tǒng)后，因各種類型的卡在電腦中都有相關(guān)資料的詳細記錄；月租卡和儲值卡丟失后可以及時補辦；時租卡丟失也可隨時檢索，及時處理。 同時系統(tǒng)配有圖像對比功能。各類停車卡均有車牌號碼存檔，一卡專用，保證停放車輛的安全。當讀卡控制器檢測到車輛出現(xiàn)時，計算機自動調(diào)出此牌號與出場時牌照識別系統(tǒng)再次識別的牌號比較，在計算機的屏幕上實時顯示各出人口車輛的卡號、狀態(tài)、時間和車主的信息等。如果車牌不對，電腦隨時提示，并發(fā)出警告，不得離場，等有關(guān)人員進行現(xiàn)場處理。 （四）、可靠的耐用性 無源的非接觸式IC卡，卡內(nèi)一般是線圈作數(shù)據(jù)傳遞和接收能源用，且全部密封，所以具有防塵和防水功能。它不用磁頭讀寫，避免了磨損磁帶、受干擾或因磁頭積塵而失效的現(xiàn)象，一般可使用10萬次以上。 （五）非接觸式IC卡技術(shù)領(lǐng)先 非接觸式IC卡是將電磁技術(shù)、射頻技術(shù)、計算機技術(shù)、代碼識別技術(shù)綜合應用的技術(shù)成果，具有極好的防水、防污、防油、防腐蝕、防靜電破壞和防扭曲等特性。 （六）、樹立良好的企業(yè)形象 良好的企業(yè)形象是企業(yè)無價的無形資產(chǎn)，智能停車場系統(tǒng)現(xiàn)代化的高科技產(chǎn)品的使用無疑會提高企業(yè)的物業(yè)管理形象和知名度，采用電腦收費管理系統(tǒng)，無論從產(chǎn)品的造型方面，還是整套系統(tǒng)所帶來的先進性及管理的科學性，都將給物業(yè)管理樹立起良好的形象，使企業(yè)步人良性循環(huán)，不斷開拓進取，成為科學管理的楷模。 七、 智能停車場系統(tǒng)的設備組成 智能停車場主要由人口、出口和中心管理三大部分組成。 （一）、入口部分人口部分主要由感應式IC卡讀寫器、IC卡出卡機、對講分機、攝像機、車輛感應器、車位檢測器、入口控制板、全自動路閘、車輛檢測線圈和車位顯示屏等組成。 （二）、出口部分出口部分主要由內(nèi)含感應式IC卡讀寫器、攝像機、對講分機、出口控制板、全自動路閘、車輛檢測線圈和汽車影像對比系統(tǒng)組成。 （三）、管理中心管理中心由收費管理電腦、監(jiān)視器、硬盤錄像機、報表打印機、停車場管理收費機和系統(tǒng)軟件組成。 八、智能停車場的系統(tǒng)構(gòu)成 1.車位顯示系統(tǒng)： 整個智能停車場系統(tǒng)是一個全電腦管理系統(tǒng)，它需要實時檢測各車位情況，智能停車場系統(tǒng)為此可在每個車位設置一個檢測器，通過信號處理器并入管理軟件子系統(tǒng)，經(jīng)管理軟件分析后將當前的最佳停車車位給司機顯示在車位顯示屏上，同時車位提示燈開啟并閃亮，提示司機在此停車。如果車位檢測器檢測到車庫內(nèi)已無空缺車位，則車位顯示屏顯示“車庫滿位”字樣，出票機也顯示“車庫滿位”字樣，即不再允許車輛進庫。 2.防盜系統(tǒng)：防盜系統(tǒng)是一套在各個車位加裝的高碼位遙控器，它與車位檢測器并行工作。當司機入庫停好車后，操作遙控器便給車輛上碼；當司機準備出庫取車時，操作遙控器給車輛解碼。如無解碼取車，則報警系統(tǒng)工作并聯(lián)動相關(guān)報警器或啟動監(jiān)視系統(tǒng)進行錄像，防止車輛被盜。 3.監(jiān)視系統(tǒng)：監(jiān)視系統(tǒng)由攝像機、控制器，監(jiān)視器、錄像機組成。主要是對停車庫進行保安監(jiān)視，確保停車安全可靠。 4.影像對比系統(tǒng)：影像對比系統(tǒng)由攝像機、抓拍控制器、圖像處理器等組成。當車輛進庫刷卡或取票時，抓拍控制器工作，啟動攝像機攝錄一幅該車輛圖像并連同司機所持的卡或票的信息一并存人系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)。當車輛出庫驗卡或驗票時，抓拍控制器再次工作，并啟動攝像機攝下車牌號的圖像，然后與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息進行比較。若信息吻合，則自動路閘起欄放行車輛；否則，提示信息不予放行并自動報警。 5.出口系統(tǒng)：當車輛出庫時，車輛檢測器感應出庫信號并通知主控計算機提示操作員準備操作，同時出口攝像機攝錄一幅該車輛圖像并將識別信息與計算機中對應卡號的所有相關(guān)信息進行比較，相符則自動計算出應交費，并通過收費顯示牌顯示，提示司機交費；如果不相符則示警，提示收費員根據(jù)汽車進場時所拍攝的圖像進行人工比對。 6.中心軟件管理系統(tǒng)：中心軟件管理系統(tǒng)是整套停車場智能管理系統(tǒng)的核心部分，智能停車場系統(tǒng)它主要由功能較強的PC機和打印機等外圍設備組成。管理中心可作為一臺服務器通過總線與下屬設備聯(lián)接，交換營運數(shù)據(jù)，并對營運的數(shù)據(jù)作自動統(tǒng)計，檔案保存。系統(tǒng)具有密碼保護功能，阻止非授權(quán)者侵入管理程序，并具有很強的圖形顯示功能，能把停車庫平面圖、泊車位的實時占用、出入口開閉狀態(tài)以及通道封鎖等情況在屏幕上顯示出來，便于停車場的管理與調(diào)度。它不僅要為建設單位提供一種靈活、有效的管理模式，而且要具備自維護功能和一定的擴展功能，以適應將來技術(shù)的發(fā)展需要。 九、 智能停車場系統(tǒng)功能 產(chǎn)品只是幫助人類更快捷、更方便、更簡單地解決問題。智能停車場系統(tǒng)作為一種先進的產(chǎn)品最終是為人服務，它不能脫離以人為本的原則，否則技術(shù)再先進也是一種浪費。因此停車場技術(shù)的應用也應因地制宜，充分發(fā)揮停車場的所有功能。對于智能化的停車場除了一些基本功能而外還應具備以下的功能。 （一）、感應卡功能 (1)長距離感應； (2)具有防水、防磁、抗靜電、耐磨損、信息儲存量大、使用壽命長； (3)可通過感應卡來繳納停車費，實現(xiàn)一卡通功能； (4)讀寫速度快，操作簡便； (5)使用時沒有方向性，可以以任意方向掠過讀寫器表面完成讀寫工作； (6)讀寫器與ID卡實施雙向密碼鑒別制。 （二）、自動道閘功能 (1)接受手動輸入信號，便于調(diào)試安裝； (2)延時、欠壓、過壓自動保護； (3)可緩沖接受兩條抬閘指令，可連續(xù)過車； (4)電閘帶RS485通信接口，可接受收費管理電腦的直接控制； (5)具有卸荷裝置，以防止外力損壞； (6)具有防砸車控制系統(tǒng)，確保車輛安全； (7)行程控制以光電開關(guān)代替機械行程開關(guān)，使用壽命長； (8)兼容性好，確保不同類型客戶的需求； (9)具有一套平衡機構(gòu)，保證運行輕快、平穩(wěn)、輸入功率??； (10)增設緊急手動裝置，以防止意外事件的發(fā)生； (11)全電路無觸點控制系統(tǒng)，確保車輛安全。 （三）、 出入口票箱功能 (1)感知車輛有無，無車不發(fā)卡或讀卡； (2)臨時用戶按鍵取卡、吐卡若不取卡，在規(guī)定時間后自動收卡，避免卡的流失； (3)平時顯示時鐘與日期； (4)讀卡判別，無效則燈光報警； (5)系統(tǒng)隨時識讀進入票箱感應區(qū)內(nèi)已經(jīng)過合法授權(quán)的感應卡、一次性讀取卡上的卡類、卡號、掛失標志、進出場標志、有效期等數(shù)據(jù)項，送CPU處理后，根據(jù)卡的類別進入相應的處理程序，顯示卡號及卡狀態(tài)； (6)月租卡顯示有效期及卡狀態(tài)(有效、過期、掛失或進出場狀態(tài))； (7)控制板能非實時聯(lián)網(wǎng)運行，所有有效操作均在內(nèi)存內(nèi)建庫存檔，并可保存6000個以上的記錄。記錄數(shù)據(jù)可隨時被有權(quán)限的管理員或領(lǐng)導訪問及卸載。 (四)、停車場管理軟件功能 停車管理，是針對建設安全文明小區(qū)的管理需要，以物業(yè)小區(qū)內(nèi)的停車場智能化管理為目標，重點以小區(qū)內(nèi)購買月租、月卡的固定停車用戶為服務對象，以達到停車用戶進出方便、快捷、安全，物業(yè)公司管理科學高效、服務優(yōu)質(zhì)文明的目的。對提高物業(yè)管理公司的管理層次和綜合服務水平方面將起重要的作用。(1)圖像雙向識別比較功能； (2)可讀取物業(yè)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，自動生成卡片進出權(quán)限； (3)特種車輛特殊處理功能； (4)自動完成臨時卡收費、有效月租卡放行功能； (5)多種計費方式設置，用戶自行設定選用； (6)讀卡時顯示卡類型及卡狀態(tài)(有效、過期、掛失、進出場等狀態(tài))； (7)可調(diào)出車輛出入的時鐘日期，卸載掛失黑名單； (8)管理員權(quán)限分級。支持其它授權(quán)工作站調(diào)閱數(shù)據(jù)(事件和圖像)； (9)生成各類統(tǒng)計報表，具有強大的數(shù)據(jù)檢索查詢功能； (10)軟件系統(tǒng)具有良好的兼容性及資料保密性； (11)停車場管理軟件具有聯(lián)網(wǎng)功能，可通過遠程實時監(jiān)視與控制； (12)全中文菜單式操作界面，操作簡單、方便； (13)具備完善的財務監(jiān)控和統(tǒng)計報表，預防資金的流失，主控中心可通過網(wǎng)絡實時查詢財務報表； (14)呼叫對講功能，在任何時刻都可與指揮中心對講聯(lián)系； (15)易升級，可根據(jù)功能需求隨時升級系統(tǒng)軟件； (16)多種的溫馨語音提示，不僅向車主發(fā)出問候，同時具備發(fā)布天氣預報等功能。停車場電腦收費管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化停車場車輛收費及設備自動化管理的統(tǒng)稱，是將車場完全置于計算機管理下的高科技機電一體化產(chǎn)品。隨著社會的進步和發(fā)展，人們的生活方式發(fā)生著深刻的變化。城市的交通擁擠便是這種變化引起的現(xiàn)象之一。城市由于交通設施的增加造成的交通擁擠甚至混亂給人們的生活帶來極大的不便，這種不便迫使人們?nèi)ふ腋呒夹g(shù)的有效手段去解決這種不便。智能化的停車場就是順應