汽车智能泊车技术探析毕业论文(doc 11页).doc

摘要主要讨论了作为无人驾驶智能汽车必备的重要功能之一的车辆自动泊车系统的总体构架，着重研究了其中用于识别泊车住环境、作为整个系统信息输入端的感知导航系统（基于双习视觉和陀螺仪）及根据所采集的信息判断环境空间大小并生成适当泊车路径的路径生成系统（基于路径规划）。 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).关键字：智能、泊车 汽车智能泊车技术探析一、智能泊车技术定义与意义所谓智能泊车技术就是：全车360度都有摄像头，当你选择倒车时屏幕影像上就会出现个方框，就是你停车的位置了，当方框变绿，你就可以点确认，双手离开方向盘，三秒后系统将车挂入倒挡，并自动转向，帮你停车。该系统利用先进的后视摄像头和高级算法来计算倒车轨迹，系统首先辅助测量停车位可用空间，确定是否可以容纳本汽车，然后引导驾驶者完成泊车操作。泊车过程中，系统为驾驶者按步骤提供听觉指示，同时在车内显示屏上显示指示信息。操作者只要按照系统提示的操作，非常轻松地就可以准确完成泊车入位。以平行泊车为例，从发现车位，到完全停好，驾驶员按照系统的提示，只需要打两次方向盘就可以把车停好。与同类辅助停车系统相比，该系统无需超声波传感器，减少了系统需要的电子部件，进一步降低了成本，使原来仅应用于高端车型的智能泊车辅助系统有可能在中、低端车型上得到应用。停车是驾驶员每天必做的事情。我们把车开到一个停车位旁边，然后开始嘀咕：车位够大吗？可以不碰到其他车的同时把我的车塞进去吗？对于新手来说，这确实是个头疼的事情。作为德尔福电子与安全事业部的项目经理，马光林先在公司内部做了一个调查问卷，询问同事们在平时开车当中会不会遇到停车困难，而调查结果显示，大部分人会遇到或者是偶尔遇到停车困难，其中一半以上的人说，如果有一种泊车辅助系统来帮助他们泊车，会使他们的驾驶更加轻松。愿望的有趣之处在于，很多时候可以成为现实。德尔福智能泊车辅助系统采用后视摄像头和智能处理器，使泊车更加方便。跟一般后视广角摄像头不同，德尔福后视摄像头可以把广角图像进行校正，从而变成自然的图像，然后显示到显示屏上，这样图象显示很自然，距离感更加真实。系统可以辅助测出停车位的空间是否足够容纳所要停泊的车辆，通过发出听觉和视觉指示，指导驾驶员进行平行泊车操作或斜角泊车操作。车辆进行平行泊车的过程并不复杂，但为什么简单的过程还会有人在泊车当中遇到困难呢？德尔福认为原因主要在于，虽然过程都了解，但是很多人不知道什么时候该打方向盘，方向盘的角度要打多大，如果这点没有把握好就会在泊车过程当中遇到困难。当方向盘打的太大、太早的时候，车头可能会与前方的车辆相撞，而当方向盘打的太慢、太小的时候，可能出现的结果或者是倒进去会跟后面的车辆碰撞，或者是不能停到正确的停车位。找到问题所在之后，德尔福提出一个全新的解决方案，只要用户在车辆装置一个后视摄像镜头，车辆提供方向盘转角信息，与德尔福泊车模块结合，就可以得到一个全新的智能泊车辅助系统。首先系统会帮汽车计算这个车位是否适合停车，如果可以停车，停车位会显示为绿色。当要进行泊车时，首先需要把车开到斜前方的相应位置，然后打方向盘至最大，等到停车位显示为绿色的时候方向盘可以停下来。下一步，方向盘不动，车慢慢往后倒，这个时候屏幕上会有一个弧线显示，当这个弧线与路肩相切的时候，车子要停下来，然后再打方向盘至最大，这个时候屏幕上会有动态和静态的指示线出来，然后继续往后倒。当静态指示线跟后面车辆平行的时候，车停下来，方向盘打正，车子就可以一把平行泊车。垂直泊车更简单。当进入垂直泊车模式后，会有两个曲线显示出来。首先把指示线对齐停车位后，方向盘打到最大，当有静态、动态指示线出现时车就开始往后倒。当静态指示线平行于停车位的时候方向盘打过来继续往后倒，到合适的位置停下来，垂直泊车也就结束了。智能泊车系统,可以使汽车智能地以正确的停靠位泊车二、工作原理启动智能泊车操纵键，遍布车辆周围的雷达探头测量自身与周围物体之间的距离和角度，然后通过车载电脑计算出操作流程配合车速调整方向盘的转动，使得车辆能够自主驶入泊车位。也可以通过操纵键临时终止泊车过程。三、智能泊车结构与停车步骤：（一）、结构1.智能泊车操作开关 2.倒车雷达 （8个） 3.智能变速器4.车速传感器5.转向系统6.制动系统7.执行机构采用协议CAN简化网络结构，节约成本传输速率适中多主系统，增加节点运用CAN总线技术CAN采用多主工作方式，节点之间不分主从，但节点之间有优先级之分 ，根据实时要求将模块进行优先级划分。（二）、步骤（1）通过传感器系统感知环境信息（2）根据传感器系统的信息得出有效车位信 息、车辆相对位置、从而决策泊车初始位置（3）电子控制单元根据传感器信息实时进行环境建模，生成车辆路径，控制车辆无碰撞的自动运动到泊车位四、智能泊车优点：（1）一定程度提高停车的便捷性。（2）入位时能一把进入，省了多打方向的麻烦。（3）显示了汽车在电子技术的成就。（4）将来会成为一大卖点。（5）使“入门级”驾驶员轻松解决城市生活中遇到停车的困扰，只需轻轻按下启动按钮、坐定、放松，控制车速，其他一切即可智能完成。减少了刮蹭、停车缓慢引起的短时交通堵塞等情况。五、目前国内外停车场主要类型 （一）、机械式停车场 机械式停车场是国内停车场主要的一种，机械式停车场是指停车场完全由机械停车设备如曳引驱动机、导向轮、载车板、横移装置、控制柜、召唤操作盘、升降回转装置、搬运器等构成。分为升降横移类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类、平面移动类、垂直升降类、简单升降类等类型。因其停车方式多样独特，具有很强的应用性。它的主要优点有占地面积小，选型多样、可具体结合场地特点设计，也可与其他方式相结合来实施，自动化程度高，操作使用方便，管理和维护也较为容易，具有定量存车的特点。 （二）、平面停车场系统 智能停车场系统平面停车场系统因其主要采取感应式IC卡读卡方式，所以也叫感应式停车场系统。目前我国的停车场仍是以平面停车场为主，一般建于建筑物的地下层，也有不少以公共区域如广场、道路边等作为停车场，其次就是酒店、企事业、工厂等单位自己规划设计的停车场。 （三）、智能立体停车库 智能立体停车库系统又叫垂直升降式停车系统或电梯式立体停车库系统。它是集设备、操作、安全、监控、维护、管理为一体的智能化系统，触摸屏式的人机界面，操作和使用也极为方便，具备智能化管理及收费系统。其高度的智能检测和完善的服务体系可实现零也障运行。它最大的特点就是独创的分时控制功能，实现分时段、分层停车控制，有效提高车位利用率。通过键盘密码和IC卡即可实现汽车存取、收费的过程，操作简单、存取方便；并且可以与城市停车收费系统连接，可实现全市停车收费一卡通，并可加装监视系统与小区联网。另一种模块化智能型立体车库也开始趋于成熟，不仅实现了全模块化设计，采用了智能控制技术，更是充分利用了太阳能技术、能量蓄积(节能)技术。模块化智能型立体车库不再是一个整体建筑，它由独立的模块组合而成，如停车位、升降装置、智能载车器等分散的零部件，修建时只要像搭积木一样把各个零部件组装起来，就成了一个标准的立体车库，具有节省时间、成本低等优点。 （四）、遥控停车场管理系统 智能停车场系统遥控停车场管理系统的特点是不受停车位置及方向限制，只要在遥控距离内即可控制开门及抬杆。遥控器携带方便、价格便宜，安装简单。其主要原理是在栏杆机控制箱及电动门控制器安装遥控接收卡及存储器卡，在使用时，只要遥控器的密码正确即可对系统进行控制。其产品经历了由拨码式到脉冲式再到循环式的发展过程，目前已日趋成熟。遥控停车场管理系统被广泛用于欧洲许多停车场及私人住宅。六、 智能停车场收费系统的特点 （一）、严格的收费管理系统 对于目前的人工现金收费方式，不仅劳动强度大、效率低，而且很容易在财务上造成很大的漏洞和现金流失。采用IC卡收费管理系统，因收费都经电脑确认、统计与记录，避免了失误和作弊等现象，能有效地保障车场投资者的利益。 （二）、防伪性能高因为IC卡保密性极高，它的加密功能一般电脑花上十年的时间也解不了，也无法进行仿造，从根本上保证了系统的可信度与可行性。 （三）、高度安全稳健的管理 在采取人工发卡、收卡的地方因疏漏而又没有随时记录可查，丢车或谎报丢车现象时有发生，给停车场管理带来许多不便，也给停车场带来了经济损失。而采用电脑收费管理系统后，因各种类型的卡在电脑中都有相关资料的详细记录；月租卡和储值卡丢失后可以及时补办；时租卡丢失也可随时检索，及时处理。 同时系统配有图像对比功能。各类停车卡均有车牌号码存档，一卡专用，保证停放车辆的安全。当读卡控制器检测到车辆出现时，计算机自动调出此牌号与出场时牌照识别系统再次识别的牌号比较，在计算机的屏幕上实时显示各出人口车辆的卡号、状态、时间和车主的信息等。如果车牌不对，电脑随时提示，并发出警告，不得离场，等有关人员进行现场处理。 （四）、可靠的耐用性 无源的非接触式IC卡，卡内一般是线圈作数据传递和接收能源用，且全部密封，所以具有防尘和防水功能。它不用磁头读写，避免了磨损磁带、受干扰或因磁头积尘而失效的现象，一般可使用10万次以上。 （五）非接触式IC卡技术领先 非接触式IC卡是将电磁技术、射频技术、计算机技术、代码识别技术综合应用的技术成果，具有极好的防水、防污、防油、防腐蚀、防静电破坏和防扭曲等特性。 （六）、树立良好的企业形象 良好的企业形象是企业无价的无形资产，智能停车场系统现代化的高科技产品的使用无疑会提高企业的物业管理形象和知名度，采用电脑收费管理系统，无论从产品的造型方面，还是整套系统所带来的先进性及管理的科学性，都将给物业管理树立起良好的形象，使企业步人良性循环，不断开拓进取，成为科学管理的楷模。 七、 智能停车场系统的设备组成 智能停车场主要由人口、出口和中心管理三大部分组成。 （一）、入口部分人口部分主要由感应式IC卡读写器、IC卡出卡机、对讲分机、摄像机、车辆感应器、车位检测器、入口控制板、全自动路闸、车辆检测线圈和车位显示屏等组成。 （二）、出口部分出口部分主要由内含感应式IC卡读写器、摄像机、对讲分机、出口控制板、全自动路闸、车辆检测线圈和汽车影像对比系统组成。 （三）、管理中心管理中心由收费管理电脑、监视器、硬盘录像机、报表打印机、停车场管理收费机和系统软件组成。 八、智能停车场的系统构成 1.车位显示系统： 整个智能停车场系统是一个全电脑管理系统，它需要实时检测各车位情况，智能停车场系统为此可在每个车位设置一个检测器，通过信号处理器并入管理软件子系统，经管理软件分析后将当前的最佳停车车位给司机显示在车位显示屏上，同时车位提示灯开启并闪亮，提示司机在此停车。如果车位检测器检测到车库内已无空缺车位，则车位显示屏显示“车库满位”字样，出票机也显示“车库满位”字样，即不再允许车辆进库。 2.防盗系统：防盗系统是一套在各个车位加装的高码位遥控器，它与车位检测器并行工作。当司机入库停好车后，操作遥控器便给车辆上码；当司机准备出库取车时，操作遥控器给车辆解码。如无解码取车，则报警系统工作并联动相关报警器或启动监视系统进行录像，防止车辆被盗。 3.监视系统：监视系统由摄像机、控制器，监视器、录像机组成。主要是对停车库进行保安监视，确保停车安全可靠。 4.影像对比系统：影像对比系统由摄像机、抓拍控制器、图像处理器等组成。当车辆进库刷卡或取票时，抓拍控制器工作，启动摄像机摄录一幅该车辆图像并连同司机所持的卡或票的信息一并存人系统数据库内。当车辆出库验卡或验票时，抓拍控制器再次工作，并启动摄像机摄下车牌号的图像，然后与系统数据库内的信息进行比较。若信息吻合，则自动路闸起栏放行车辆；否则，提示信息不予放行并自动报警。 5.出口系统：当车辆出库时，车辆检测器感应出库信号并通知主控计算机提示操作员准备操作，同时出口摄像机摄录一幅该车辆图像并将识别信息与计算机中对应卡号的所有相关信息进行比较，相符则自动计算出应交费，并通过收费显示牌显示，提示司机交费；如果不相符则示警，提示收费员根据汽车进场时所拍摄的图像进行人工比对。 6.中心软件管理系统：中心软件管理系统是整套停车场智能管理系统的核心部分，智能停车场系统它主要由功能较强的PC机和打印机等外围设备组成。管理中心可作为一台服务器通过总线与下属设备联接，交换营运数据，并对营运的数据作自动统计，档案保存。系统具有密码保护功能，阻止非授权者侵入管理程序，并具有很强的图形显示功能，能把停车库平面图、泊车位的实时占用、出入口开闭状态以及通道封锁等情况在屏幕上显示出来，便于停车场的管理与调度。它不仅要为建设单位提供一种灵活、有效的管理模式，而且要具备自维护功能和一定的扩展功能，以适应将来技术的发展需要。 九、 智能停车场系统功能 产品只是帮助人类更快捷、更方便、更简单地解决问题。智能停车场系统作为一种先进的产品最终是为人服务，它不能脱离以人为本的原则，否则技术再先进也是一种浪费。因此停车场技术的应用也应因地制宜，充分发挥停车场的所有功能。对于智能化的停车场除了一些基本功能而外还应具备以下的功能。 （一）、感应卡功能 (1)长距离感应； (2)具有防水、防磁、抗静电、耐磨损、信息储存量大、使用寿命长； (3)可通过感应卡来缴纳停车费，实现一卡通功能； (4)读写速度快，操作简便； (5)使用时没有方向性，可以以任意方向掠过读写器表面完成读写工作； (6)读写器与ID卡实施双向密码鉴别制。 （二）、自动道闸功能 (1)接受手动输入信号，便于调试安装； (2)延时、欠压、过压自动保护； (3)可缓冲接受两条抬闸指令，可连续过车； (4)电闸带RS485通信接口，可接受收费管理电脑的直接控制； (5)具有卸荷装置，以防止外力损坏； (6)具有防砸车控制系统，确保车辆安全； (7)行程控制以光电开关代替机械行程开关，使用寿命长； (8)兼容性好，确保不同类型客户的需求； (9)具有一套平衡机构，保证运行轻快、平稳、输入功率小； (10)增设紧急手动装置，以防止意外事件的发生； (11)全电路无触点控制系统，确保车辆安全。 （三）、 出入口票箱功能 (1)感知车辆有无，无车不发卡或读卡； (2)临时用户按键取卡、吐卡若不取卡，在规定时间后自动收卡，避免卡的流失； (3)平时显示时钟与日期； (4)读卡判别，无效则灯光报警； (5)系统随时识读进入票箱感应区内已经过合法授权的感应卡、一次性读取卡上的卡类、卡号、挂失标志、进出场标志、有效期等数据项，送CPU处理后，根据卡的类别进入相应的处理程序，显示卡号及卡状态； (6)月租卡显示有效期及卡状态(有效、过期、挂失或进出场状态)； (7)控制板能非实时联网运行，所有有效操作均在内存内建库存档，并可保存6000个以上的记录。记录数据可随时被有权限的管理员或领导访问及卸载。 (四)、停车场管理软件功能 停车管理，是针对建设安全文明小区的管理需要，以物业小区内的停车场智能化管理为目标，重点以小区内购买月租、月卡的固定停车用户为服务对象，以达到停车用户进出方便、快捷、安全，物业公司管理科学高效、服务优质文明的目的。对提高物业管理公司的管理层次和综合服务水平方面将起重要的作用。(1)图像双向识别比较功能； (2)可读取物业管理系统数据，自动生成卡片进出权限； (3)特种车辆特殊处理功能； (4)自动完成临时卡收费、有效月租卡放行功能； (5)多种计费方式设置，用户自行设定选用； (6)读卡时显示卡类型及卡状态(有效、过期、挂失、进出场等状态)； (7)可调出车辆出入的时钟日期，卸载挂失黑名单； (8)管理员权限分级。支持其它授权工作站调阅数据(事件和图像)； (9)生成各类统计报表，具有强大的数据检索查询功能； (10)软件系统具有良好的兼容性及资料保密性； (11)停车场管理软件具有联网功能，可通过远程实时监视与控制； (12)全中文菜单式操作界面，操作简单、方便； (13)具备完善的财务监控和统计报表，预防资金的流失，主控中心可通过网络实时查询财务报表； (14)呼叫对讲功能，在任何时刻都可与指挥中心对讲联系； (15)易升级，可根据功能需求随时升级系统软件； (16)多种的温馨语音提示，不仅向车主发出问候，同时具备发布天气预报等功能。停车场电脑收费管理系统是现代化停车场车辆收费及设备自动化管理的统称，是将车场完全置于计算机管理下的高科技机电一体化产品。随着社会的进步和发展，人们的生活方式发生着深刻的变化。城市的交通拥挤便是这种变化引起的现象之一。城市由于交通设施的增加造成的交通拥挤甚至混乱给人们的生活带来极大的不便，这种不便迫使人们去寻找高技术的有效手段去解决这种不便。智能化的停车场就是顺应