的技术发展趋势 Tung Thih Electron Group Co., ltd. 同致电子科技 ( 厦门 ) 有限公司 TTE R&D 1
目录 概述 自动泊车系统 发展历程 TTE 各代泊车辅助系统功能及性能技术解决方案目前技术水平目前技术瓶颈 其它传感器技术 / 视频技术 2
概述 按照自动泊车系统的功能可以将其分为 : 半自动泊车系统及全自动泊车系统 半自动泊车系统 : 半自动泊车系统实现方向盘的自动控制, 驾驶员只需注意周围环境及控制油门和刹车, 无需干预方向盘的转动 在驾驶员需要将车辆停入停车位时, 自动泊车系统会通过 APA Sensor 自动扫描其车辆 周边障碍物, 通过数字信号处理及停车位智能检测算法获取当前停车位的长度和深度等 信息, 并根据车辆的当前行车信息及其周边障碍物的情况, 运用自适应智能算法计算最 佳的泊车轨迹, 通过显示器或语音等人性化接口给驾驶员提供泊车的提示信息 在整个 泊车过程中, 自动泊车系统会实时监测车辆周边障碍物的情况, 避免车辆与周边障碍物 发生碰撞危险, 通过自动转动方向盘实时调整车身角度, 控制车辆按最佳的泊车轨迹行 驶, 使驾驶员轻松, 安全, 快捷地完成停车入位 3
概述 全自动泊车系统 : 全自动泊车系统在半自动泊车系统上增加自动刹车 油门和自动档位的控制算法 在整个泊车过程中, 全自动泊车系统会根据泊车轨迹及周边障碍物情况, 通过自动方向盘实时调整车身角度, 通过自动刹车和油门实时控制车辆速度, 平稳调整速度在规定的范围内变化, 及通过自动档位实时控制车辆的前进后退方向, 最终使车辆按最佳的泊车轨迹, 安全 平稳 快捷地完成停车入位 全自动泊车系统按照发展阶段可分为 : 驾驶员在车内和驾驶员在车外 驾驶员在车内 : 驾驶员通过车内按键启动关闭 APA 全自动泊车系统功能 在出现特殊险情时驾驶员可进行干预 驾驶员在车外 : 驾驶员通过手机 APP 或者遥控钥匙启动关闭 APA 全自动泊车系统功能 4
发展历程 系统功能 平行泊车入位 垂直泊车入位 第 1 代. APA-1 平行泊车入位 垂直泊车入位 平行泊车出位 盲区检测 侧翼保护 方向盘控制 第 2 代 APA-2 第 3 代 APA-3 平行泊车入位 垂直泊车入位 平行泊车出位 盲区检测 侧翼保护 方向盘控制 刹车控制 档位控制 油门控制 第 4 代 APA-4 平行泊车入位 垂直泊车入位 平行泊车出位 盲区检测 侧翼保护 方向盘控制 刹车控制 档位控制 油门控制 垂直泊车出位 行人安全系 360 环视影像 路沿的精确检测 检测区的加强 通过超声波 + 视频进行停车位识别 驾驶员车外控制泊车 第 5 代 APA-5 平行泊车入位 垂直泊车入位 平行泊车出位 盲区检测 侧翼保护 方向盘控制 刹车控制 档位控制 油门控制 垂直泊车出位 行人安全系 360 环视影像 路沿的精确检测 检测区的加强 通过超声波 + 视频进行停车位识别 远程控制智能泊车 2007 2011 未来 年份 5
自动泊车系统 TTE 各代泊车辅助系统功能及性能一览表 1 代 APA APA1 2 代 APA APA2 3 代 APA APA3 ( 开发中 ) 4 代 APA APA4 ( 开发中 ) 传感器个数 前系统 6 颗传感器后系统 4 颗传感器 前系统 6 颗传感器后系统 4 颗或者 6 颗传感器 前系统 6 颗传感器后系统 6 颗传感器 前系统 6 颗传感器后系统 6 颗传感器 MCU 容量 384K 768K 1M 1.5M MCU RAM 32K 64K 128K 256K CPU 主频 60M 60M 160M 160M 泊车 平行泊车 垂直泊车 平行泊车最小停车位长度 = 车长 + 1.2m 垂直泊车最小停车位长度 = 车长 + 1.2m 平行泊车最小停车位长度 = 车长 + 0.8m 方向盘控制 垂直泊车最小停车位长度 = 车宽 + 0.8m 方向盘控制 平行泊车最小停车位长度 = 车长 + 0.6m 方向盘控制刹车控制档位控制油门控制 垂直泊车最小停车位长度 = 车宽 + 0.8m 方向盘控制刹车控制档位控制油门控制 平行泊车最小停车位长度 = 车长 + 0.6m 方向盘控制刹车控制档位控制油门控制远程控制 垂直泊车最小停车位长度 = 车宽 + 0.6m 方向盘控制刹车控制档位控制油门控制远程控制 6
自动泊车系统 TTE 各代泊车辅助系统功能及性能一览表 1 代 APA APA1 2 代 APA APA2 3 代 APA APA3 ( 开发中 ) 4 代 APA APA4 ( 开发中 ) 不带路沿平行泊车入位最终位置误差 ± 20cm ± 10cm ± 10cm ± 10cm 泊出不支持支持平行泊车出位支持平行泊车出位 支持平行泊车出位支持垂直泊车出位 盲区检测系统不支持支持支持支持 侧翼保护系统不支持支持支持支持 7
自动泊车系统技术解决方案 自动泊车系统功能分析 环境感知 驾驶控制 人机交互 停车位检测 驾驶轨迹计算 车辆定位定向车辆行驶引导车辆操作提示 泊车完成 8
自动泊车系统技术解决方案 自动泊车系统架构 Front APA Sensor Rear APA Sensor Se ensors Fro ont UPA OBD II EPS APA EBCM DVD ECM CAN BUS BCM IPC RadioTBox AVM TCM Rear UPA Sensors Front APA Sensor Rear APA Sensor 9
自动泊车系统技术解决方案 第 1,2 代自动泊车系统架构 传感器 方向盘受控制状态 序号. 零部件 个数 1 障碍物探测传感器 12 2 超声波泊车辅助功能按键 1 功能按键 自动泊车系统处理模块 功能指示灯 3 超声波泊车辅助功能指示灯 1 4 自动泊车辅助功能按键 1 5 自动泊车辅助系统功能指示灯 1 6 盲区检测按键 1 车辆轮胎转动状态 车载显示设备 7 盲区检测功能指示灯 1 9 盲区检测警示灯 2 10
自动泊车系统技术解决方案 第一代自动泊车系统 APA1 包含两种功能 : APA1 系统 UPA 功能 平行泊车入位 UPA 功能 APA 功能 APA 功能 垂直泊车入位 在驾驶员需要将车辆停入停车位时, 半自动泊车系统会通过 APA Sensor 自动扫描其车辆周边障碍物, 通过数字信号处理及停车位智能检测算法获取当前停车位的长度和深度等信息, 并根据车辆的当前行车信息及其周边障碍物的情况, 运用自适应智能算法计算最佳的泊车轨迹, 通过显示器或语音等人性化接口给驾驶员提供泊车的提示信息 在整个泊车过程中, 半自动泊车系统会实时监测车辆周边障碍物的情况, 避免车辆与周边障碍物发生碰撞危险, 通过告知驾驶员转动方向盘实时调整车身角度, 控制车辆按泊车轨迹行驶, 完成停车入位 11
自动泊车系统技术解决方案 第二代自动泊车系统 APA2 包含四种功能 : UPA 功能 APA 功能 SBSA 功能 ( 可选 ) SDG 功能 ( 可选 ) APA2 在 APA1 的基础上增加了方向盘的控制算法, 实现方向盘的自动控制 APA2 在 APA1 的基础上增加了 SBSA 功能 SDG 功能 平行泊车出位功能 12
自动泊车系统技术解决方案 第三代自动泊车系统 APA3 包含四种功能 : UPA 功能 APA 功能 SBSA 功能 ( 可选 ) SDG 功能 ( 可选 ) 特性 基于 APA2 系统 ; APA3 控制档位切换 ; APA3 控制油门 ; APA3 控制刹车 ; 13
自动泊车系统技术解决方案 第三代自动泊车系统 自动控制档位 自动控制刹车 自动控制油门 14
自动泊车系统技术解决方案 第四代自动泊车系统 APA4 包含以下功能 : UPA 功能 APA 功能 SBSA 功能 ( 可选 ) SDG 功能 ( 可选 ) 行人安全系统 360 环视影像 通过超声波 + 视频进行车位识别 APA4 系统是基于 APA3 系统, 在泊车过程中, 增加通过遥控钥匙或智能手机远程控制车辆行驶 驾驶员必须长按 Dead-Man switch 按键以选择泊车的继续 如果驾驶员松开该按键, 车辆将静止, 自动泊车辅助系统将暂时失效 ( 没有退出 ), 直至按键再次被按下 同时 APA4 增加了视频影像功能, 将提高路沿的检测精度和检测区的加强 15
自动泊车系统技术解决方案 第四代自动泊车系统 方案 1 遥控钥匙 (Remote Key) 自动控制档位 引擎启动 / 关闭键泊车确认键泊车方向选择键模式选择键 自动控制刹车自动控制油门 16
自动泊车系统技术解决方案 第四代自动泊车系统 方案 2 智能手机 (Smart Phone) 自动控制档位 退出键 泊车确认键 驾驶员选择车辆后退键 驾驶员选择车辆前退键 自动控制刹车自动控制油门 17
自动泊车系统技术解决方案 第五代自动泊车系统 APA5 包含以下功能 : UPA 功能 APA 功能 SBSA 功能 ( 可选 ) SDG 功能 ( 可选 ) 行人安全系统 360 环视影像 通过超声波 + 视频进行车位识别 远程控制智能泊车 APA5 系统 UPA 功能 APA 功能 SBSA 功能 SDG 功能 平行泊车入位垂直泊车入位平行泊车出位垂直泊车出位刹车控制油门控制 手机 APP 远程控制 档位控制 驾驶员下车, 通过手机 APP 启动 APA5 功能, 并且指定停车库位置,APA5 将通过 GPS 定位, 经过 TBox 与手机进行网络 (4G) 通信,APA5 将车周围环境信息及车身状态发送至驾驶员手机显示, 同时接收驾驶员的相关指令并执行 在进入车库后,APA5 引导车在车库中自主寻找车位, 并自动将车泊入最近的可用停车位 18
自动泊车系统技术解决方案 第五代自动泊车系统 GPS 卫星 D Search Slot 5 kph TBox 人在公司门口下车后, 通过手机启动 APA5 自动泊车功能,APA5 将引导车到指定的停车库去寻找车位泊车 同时通过车身发送的信息, 实时了解车周围的情况及车身的状态 4G 网络通信 办公楼的地下车库寻找车位泊车示意图 19
自动泊车系统目前技术水平 平行泊车 标准停车位 : 标准停车位的长度为长 + 1.24m APA 可以最多用 5 步完成引导车辆泊入标准停车位 小停车位 : 小停车位的长度为车长 +0.8m APA 可以最多用 7 步引完成导车辆泊入小停车位 垂直泊车 标准停车位 : 标准停车位的长度为车宽 + 1.24m APA 可以用 3 步完成引导车辆泊入标准停车位 小停车位 : 小停车位的长度为车长 +0.8m APA 可以用 7 步完成引导车辆泊入小停车位 Sensor 个数 12 启动条件 平行车位长度 垂直车位长度 平行泊车出位 ( 车位长度 ) 寻找车位速度 泊车入位速度 速度 <50 km/h 按下按键一次启动平行泊车 ; 按下按键二次启动垂直泊车 ; 注 : 支持背景模式下寻车 车长 + 0.8 m 车长 + 0.7 m 车长 + 0.5 m 平行 : <40 km/h 垂直 : < 20 km/h < 7 km/h 车辆距离车位距离 [500, 2000] mm 泊车时限 6 分钟 20
自动泊车系统 目前技术瓶颈 1. 不能准确检测地面的回波 裂缝路面的反射 柏油路面的反射 软件过滤方法 非连续性 多目标性 结构过滤方法 传感器安装角度的调整 传 感 器 性 能 前后两个传感器的性能差异化配合 21
自动泊车系统目前技术瓶颈 2. 不能准确检测路沿 1) 低路沿不能准确过滤 2) 高路沿不能准确检测出来 a) 远距离测不出 b) 近距离测不出 结构过滤法 : 对 1) 采取安装角度调整的方法对 2) 无效软件过滤方法 : 直线性准则传感器性能 : 前后两个传感器的性能差异化配合 22
自动泊车系统目前技术瓶颈 3. 无法准确测量障碍物形态 车形轮廓挂车形状拖车形状坑 禁止停车物禁止停车物禁止停车物 23
自动泊车系统目前技术瓶颈 4. 在速度变化较快时, 测试停车间隔精度下降 1) 超声波传感器检测一个周期的时长大于 40ms 2) 多普勒效应的影响使传感器性能发生变化 对策 : 1) 采用动态调整超声波传感器检测周期时长, 加快对物体扫描速度 2) 采用多个传感器并行检测, 提升精度 24
自动泊车系统目前技术瓶颈 5. 超声波传感器的应用极限 1) 检测速度慢 2) 会受同频率超声波干扰 3) 受检测角度的限制, 存在较大检测盲区 4) 难于检测障碍物的高度 5) 检测精度受气侯影响较大 超声波传感器检测范围 三维气泡图 25
自动泊车系统可用于泊车系统的其它传感器技术 1. 激光雷达 特性 : 1) 测量精度高 2) 测量速度快 3) 测量距离远 4) 抗干扰能力强 5) 结构简单 1.2. 布置方案 Left Rear Front 激光雷达结构 : 1) 垂直方向上有 16 线束阵列, 如左图 2) 水平方向上有左右扫描机构, 扫描范围 -90 ~90 Right 26
自动泊车系统可用于泊车系统的其它传感器技术 1.3. 激光雷达扫描轮廓示意图 27
视频技术 2 通过装在车身上的 Camera, 功能模块将采集到的视频数据进行相应的处理, 如进行车位识别 车身四周环境的二维 三维数据拼接处理 以及对运动物体的识别等等, 并将处理后的数据传送到 DVD 进行显示 驾驶员通过 DVD 视频实时观察车身周围的情况, 以便采取相应的措施, 或通过 DVD 视频获得功能模块的操作提示信息, 驾驶员进行相应的操作 2.1 功能模块 AVM Camera 布置方案 2.2 视频功能效果图 车位识别 2D AVM 3D AVM MOD 28
Thank you! 29