用于平行停放車輛的系統和方法
【專利摘要】在此提供了一種用于將車輛平行停放在目標停車位中的系統。感測系統配置為檢測位于目標停車位附近的物體。停車輔助系統通信地連接至感測系統。停車輔助系統配置為在至目標停車位的后退操縱期間使車輛自動地轉向，同時根據方向盤轉角來限制車輛的速度。感測系統也配置為在目標停車位內進行操縱期間使車輛自動地轉向，同時根據后邊界物體和前邊界物體中的至少一個的相對位置來限制車輛的速度。
【專利說明】
用于平行停放車輛的系統和方法
技術領域
[0001]本發明大體上涉及車輛停放輔助系統并且尤其涉及一種用于平行停放車輛的改進的停車輔助系統和方法。
【背景技術】
[0002]平行停放車輛對于許多駕駛員來說是困難的。因此，需要一種停車輔助系統，其可以以最低限度所需的駕駛員動作來執行至目標停車位的平行停車操縱。
【發明內容】
[0003]根據本發明的一方面，提供一種用于將車輛平行停放在目標停車位中的系統。感測系統配置為檢測位于目標停車位附近的物體。停車輔助系統通信地連接至感測系統。停車輔助系統配置為在至目標停車位的后退操縱期間使車輛自動地轉向，同時根據方向盤轉角來限制車輛的速度。感測系統也配置為在目標停車位內進行操縱期間使車輛自動地轉向，同時根據后邊界物體和前邊界物體中的至少一個的相對位置來限制車輛的速度。
[0004]根據本發明的另一方面，提供一種用于將車輛平行停放在目標停車位中的方法。方法包括以下步驟:(a)檢測位于目標停車位附近的物體；(b)在至目標停車位的后退操縱期間使車輛自動地轉向，同時根據方向盤轉角來限制車輛的速度;和(C)在目標停車位內進行操縱期間使車輛自動地轉向，同時根據后邊界物體和前邊界物體中的至少一個的相對位置來限制車輛的速度。
[0005]根據本發明的又一方面，提供一種用于將車輛平行停放在目標停車位中的方法。方法包括以下步驟:(a)檢測位于目標停車位附近的物體；(b)在至目標停車位的后退操縱期間使車輛自動地轉向，同時當方向盤轉角小于方向盤轉角閾值時將車輛的速度限制為第一速度；(C)在后退操縱期間使車輛自動地轉向，并且當方向盤轉角等于或大于方向盤轉角閾值時將車輛的速度限制為第二速度；(d)當車輛在目標停車位內后退時使車輛自動地轉向，并且如果檢測到后邊界物體與車輛的距離大于第一距離，則將車輛的速度限制為第三速度；(e)當車輛在目標停車位中后退時使車輛自動地轉向，并且如果后邊界物體處于距離車輛的第一距離或在距離車輛的第一距離內，則將車輛的速度限制為第四速度；(f)當車輛在目標停車位中向前移動時使車輛自動地轉向，并且如果檢測到前邊界物體與車輛的距離大于第二距離，則將車輛的速度限制為第五速度；以及(g)當車輛在目標停車位中向前移動時使車輛自動地轉向，并且如果檢測到前邊界物體處于距離車輛的第二距離或在距離車輛的第二距離內，則將車輛的速度限制為第六速度。
[0006]本領域的技術人員閱讀下述的說明、權利要求和附圖后會更好地理解本發明的這些和其它方面、目的及特征。
【附圖說明】
[0007]附圖中:
[0008]圖1是裝備有停車輔助系統和其它相關部件和設備的車輛的示意圖；
[0009]圖2舉例說明了用于使裝備有停車輔助系統的車輛后退至目標停車位的轉向軌跡；
[0010]圖3是用于將車輛平行停放至目標停車位的方法的流程圖；
[0011]圖4舉例說明了沿著至目標停車位的轉向軌跡的后退操縱；
[0012]圖5舉例說明了沿著向后軌跡在目標停車位內的后退操縱；
[0013]圖6舉例說明了沿著向前軌跡在目標停車位內的前進操縱；
[0014]圖7舉例說明了目標停車位內的車輛的最終停放位置;以及
[0015]圖8舉例說明了用于在狹窄的目標停車位內平行停放車輛的多個操縱。
【具體實施方式】
[0016]參照圖1，示出了根據一個實施例的車輛10的示意圖。車輛10包括至少以下設備或系統:制動踏板12、油門踏板14、制動系統16、轉向系統18、傳動系20、車輪22、電動助力轉向(EPAS)系統24——其可以是轉向系統18的一部分、感測系統26、動力傳動系統28、和具有處理器32的停車輔助系統30。可選擇地，可使用電子助力轉向系統(未示出)替代EPAS系統24。此外，在此描述的車輛10可包括其它合適的設備或系統來替代那些如上所述的設備或系統。
[0017]參照圖2，示出了根據一個實施例的用于將車輛10平行停放至目標停車位34的系統31的示意圖。在舉例說明的實施例中，感測系統26包括分別設置在車輛10的前部、側部、和后部上的超聲傳感器S1-S8。然而，應該領會的是，如果需要，超聲傳感器S1-S8的數量和/或位置可以不同于舉例說明的。感測系統26也包括方向盤傳感器S9，方向盤傳感器S9可位于車輛10的方向盤36上。此外或可選擇地，感測系統26可包括雷達、激光雷達、攝像機、激光、熱傳感器、GPS傳感器、里程計傳感器、或它們的組合。
[0018]在操作中，超聲傳感器S1-S8配置為檢測鄰近物體和當車輛10被驅動經過物體時物體相對于車輛10的方位的位置。在舉例說明的實施例中，車輛10被沿著路徑P驅動并且物體對應于后邊界物體(示出為停放的車輛38)、前邊界物體(示出為停放的車輛40)、以及側邊界物體(示出為路邊42)，當車輛10以低速行駛經過它們時，所有物體可通過超聲傳感器SI和S2檢測到。停車輔助系統30的處理器32處理從超聲傳感器SI和S2接收到的信息以確定目標停車位34的位置長度Ls并在之后根據車輛10的已知長度Lv來確定位置長度Ls是否是足夠的。
[0019]在實踐中，如果位置長度Ls足夠大到允許車輛10被平行停放在目標停車位34內而不會與由車輛10的超聲傳感器S1-S8檢測到的物體接觸，則位置長度Ls是足夠的。一旦確定位置長度Ls是足夠的，處理器32就根據從感測系統26的一個或多個部件接收到的信息和車輛10相對于鄰近物體的位置來計算用于將車輛10停放至目標停車位34的轉向軌跡T。車輛10的駕駛員可在之后被通知平行停車操縱可被成功地執行至目標停車位34并被指示使車輛10停止以開始平行停車操縱。至駕駛員的通知可包括視覺通知一一例如，呈現在車輛10內的顯示器上的文本消息、聽覺通知、觸覺通知、和/或其它感覺通知。
[0020]根據目標停車位34的位置長度Ls，平行停車操縱可被不同地執行為一系列操縱。這樣的操縱大體上包括沿著轉向軌跡T使車輛10后退、將車輛10短暫地停在目標停車位34內、以及在將車輛10停到最終的停放位置44之前使車輛10在目標停車位34內向后和/或向前移動。如將在以下更詳細地描述的，每個操縱可通過駕駛員的輔助而半自主地執行。然而，應該領會的是，也可在裝備有這樣功能的車輛中自主地執行操縱。因此，需要理解的是，以下描述的關于一個可行的車輛配置的方法和敘述被提供并不應被視為限制。
[0021]參照圖3，舉例說明了利用在此描述的感測系統26和停車輔助系統30將車輛10平行停放至目標停車位34的方法46的實施例的流程圖。如以下更詳細的描述的，平行停放車輛10的方法46可被分解成利用停車輔助系統30連同一個或多個駕駛員動作一起執行的一系列操縱。在每個操縱中，停車輔助系統30負責車輛10的轉向并控制車輛10行駛的速度以幫助保證車輛10被成功停放至目標停車位34。為了獲得更好的理解，各種操縱示出于圖4-7中并且將在描述方法46時被相應地引用。在圖4-7中，目標停車位34被描述為在車輛10的右側上。然而，應該領會的是，當期望平行停車至位于車輛10的左側上的目標停車位時，可以以類似的方式使用感測系統26和停車輔助系統30。
[0022]方法46包括步驟48，其中，停車輔助系統30確定目標停車位34是否是可行的，或者換言之，用于使車輛10停放至目標停車位34的足夠的位置長度Ls是否是可用的。如果確定目標停車位34是可行的，則在步驟50，處理器32計算至目標停車位34的轉向軌跡T，并且在步驟52，指示車輛10的駕駛員停車。一旦車輛10停止，指示駕駛員將他的或她的手從方向盤36移除并在步驟54將動力傳動系統28的傳動裝置接合或轉換至倒擋。接下來，在步驟56，指示駕駛員壓下油門踏板14并且停車輔助系統30使車輛10自動地轉向以執行轉向軌跡T(圖4)0
[0023]根據一個實施例，車輛10可以以根據由方向盤傳感器S9測得的和停車輔助系統30的處理器32提供的方向盤轉角的控制的速度沿著轉向軌跡T后退至目標停車位34。例如，停車輔助系統30可將車輛10的速度限制為當方向盤轉角小于方向盤轉角閾值(例如，10度)時的第一速度以及當方向盤轉角等于或大于方向盤轉角閾值時的第二速度。第二速度可小于第一速度以致車輛10以較慢的速度沿著具有更大的曲率的轉向軌跡T的部分行駛。
[0024]在步驟56完成時，車輛10將在目標停車位34內并且停車輔助系統30將提供指令至駕駛員，以在步驟58根據需要在目標停車位34內執行停車操縱從而使車輛10停放在最終停放位置。這樣的操縱可包括驅動車輛10向后、驅動車輛10向前、或它們的組合。最終停放位置可對應于車輛10與后和前邊界物體平行并位于與后和前邊界物體相似距離的同時以預定距離與任何側邊界物體間隔開的停放位置。當車輛10正在執行每個操縱時，停放輔助系統30使車輛10以根據后邊界物體和/或前邊界物體的相對位置確定的控制速度自動地轉向，同時避免與任何側邊界物體的碰撞。為了舉例說明的目的，后退停車操縱和前進停車操縱在下面描述，用于將車輛10停放至具有相對大的位置長度Ls的目標停車位34。
[0025]如圖5所示的，駕駛員可連續使車輛10在目標停車位34內沿著后退路徑B后退，同時停車輔助系統30連續使車輛10自動地轉向。當車輛10在目標停車位34內后退時，停車輔助系統30可將車輛10的速度限制為第三速度，其可比第一和第二速度慢，前提是未檢測到或在大于距離車輛10的第一距離(例如，I米)檢測到后邊界物體(例如，停放的車輛38)。如果在距離車輛10的第一距離處或在距離車輛10的第一距離內檢測到后邊界物體，則停車輔助系統30可將車輛10的速度限制為第四速度，其比第三速度慢，以保證在與后邊界物體相撞之前有足夠的時間用于使車輛10停止。在本實施例中，當在小于第一距離的一些預定距離處檢測到后邊界物體，駕駛員可被指示停止車輛10。
[0026]一旦車輛10停止，駕駛員就被指示將動力傳動系統28的傳動裝置轉換至驅動擋位并壓下油門踏板14，從而在停車輔助系統30繼續使車輛10自動地轉向的同時使車輛10沿著前進路徑F向前移動，如圖6所示的。當車輛1在目標停車位34內向前移動時，停車輔助系統30可將車輛10的速度限制為第五速度，其可類似于第三速度，前提是未檢測到或在大于距離車輛10的第二距離(例如，I米)檢測到前邊界物體(例如，停放的車輛40) ο如果在距離車輛10的第一距離處或在距離車輛10的第一距離內檢測到前邊界物體，則停車輔助系統30可將車輛10的速度限制為第六速度，其比第五速度慢并可類似于第四速度，以保證在車輛10與前邊界物體相撞之前有足夠的時間用于使車輛10停止。在本實施例中，當在小于第二距離的一些預定距離處檢測到前邊界物體時或當車輛10已經到達最終停放位置X時，如圖7所示的，可指示駕駛員停止車輛10。
[0027]雖然已經在上面描述了用于將車輛10平行停放至具有相對大的位置長度Ls的目標停車位34的停車操縱，但應該領會的是，在其它實例中可要求不同順序的停車操縱。例如，如果目標停車位34具有相對小的位置長度Ls，則一旦進入目標停車位34，在車輛10能夠到達最終停放位置之前，其可能需要使車輛10向前移動，然后向后移動。例如，圖8舉例說明了平行停放操縱，其中，在車輛10在最終停放位置X靜止之前，車輛首先沿著轉向軌跡T后退，然后是沿著前進軌跡F的向前操縱并且之后是沿著后退軌跡B的后退操縱。
[0028]因此，已經在此描述了用于將車輛平行停放至目標停車位的系統和方法，其通過使用以速度控制級的多個自動轉向操縱以保證車輛被成功地停放在最終停放位置。結果，平行停車的程序被大大簡化。
[0029]應當理解的是，在不背離本發明的理念的范圍內可以對上述結構做出變化和改動，并且進一步應當理解的是，這樣的概念由以下權利要求所限定，除非這些權利要求明確地另有敘述。
【主權項】
1.一種用于將車輛平行停放在目標停車位中的系統，包含: 感測系統，所述感測系統配置為檢測位于所述目標停車位附近的物體;和 停車輔助系統，所述停車輔助系統通信地連接至所述感測系統并配置為: 在至所述目標停車位的后退操縱期間使所述車輛自動地轉向，同時根據方向盤轉角來限制所述車輛的速度;和 在所述目標停車位內進行操縱期間使所述車輛自動地轉向，同時根據后邊界物體和前邊界物體中的至少一個的相對位置來限制所述車輛的所述速度。2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述感測系統包括多個超聲傳感器和方向盤傳感器。3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述停車輔助系統配置為當所述方向盤轉角小于方向盤轉角閾值時將所述車輛的所述速度限制為第一速度，以及當所述方向盤轉角等于或大于所述方向盤轉角閾值時將所述車輛的所述速度限制為第二速度。4.根據權利要求3所述的系統，其中，所述第二速度比所述第一速度慢。5.根據權利要求3所述的系統，其中，所述停車輔助系統配置為當檢測到所述后邊界物體與所述車輛的距離大于第一距離時將所述車輛的所述速度限制為第三速度，以及當檢測到所述后邊界物體處于距離所述車輛的所述第一距離或在距離所述車輛的所述第一距離內時將所述車輛的所述速度限制為第四速度。6.根據權利要求5所述的系統，其中，所述第四速度比所述第三速度慢。7.根據權利要求5所述的系統，其中，所述停車輔助系統配置為當檢測到所述前邊界物體與所述車輛的距離大于第二距離時將所述車輛的所述速度限制為第五速度，以及當檢測到所述前邊界物體處于距離所述車輛的所述第二距離或在距離所述車輛的所述第二距離內時將所述車輛的所述速度限制為第六速度。8.根據權利要求7所述的系統，其中，所述第六速度比所述第五速度慢。9.一種用于將車輛平行停放在目標停車位中的方法，包含以下步驟: (a)檢測位于所述目標停車位附近的物體； (b)在至所述目標停車位的后退操縱期間使所述車輛自動地轉向，同時根據方向盤轉角來限制所述車輛的速度;和 (C)在所述目標停車位內進行操縱期間使所述車輛自動地轉向，同時根據后邊界物體和前邊界物體中的至少一個的相對位置來限制所述車輛的所述速度。10.根據權利要求9所述的方法，其中，步驟(b)包含當所述方向盤轉角小于方向盤轉角閾值時將所述車輛的所述速度限制為第一速度以及當所述方向盤轉角等于或大于所述方向盤轉角閾值時將所述車輛的所述速度限制為第二速度的步驟。11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述第二速度比所述第一速度慢。12.根據權利要求10所述的方法，其中，步驟(C)包含以下步驟:當車輛在所述目標停車位內后退并且檢測到所述后邊界物體與所述車輛的距離大于第一距離時將所述車輛的所述速度限制為第三速度；以及當車輛在所述目標停車位內后退并且檢測到所述后邊界物體處于距離所述車輛的所述第一距離或在距離所述車輛的所述第一距離內時將所述車輛的所述速度限制為第四速度。13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述第四速度比所述第三速度慢。14.根據權利要求12所述的方法，其中，步驟(c)進一步包含以下步驟:當車輛在所述目標停車位內向前移動并且檢測到所述前邊界物體與所述車輛的距離大于第二距離時將所述車輛的所述速度限制為第五速度；以及當車輛在所述目標停車位內向前移動并且檢測到所述前邊界物體處于距離所述車輛的所述第二距離或在距離所述車輛的所述第二距離內時將所述車輛的所述速度限制為第六速度。15.根據權利要求14所述的系統，其中，所述第六速度比所述第五速度慢。16.—種用于將車輛平行停放在目標停車位中的方法，包含以下步驟: (a)檢測位于所述目標停車位附近的物體； (b)在至所述目標停車位的后退操縱期間使所述車輛自動地轉向，同時當方向盤轉角小于方向盤轉角閾值時將所述車輛的所述速度限制為第一速度； (c)在所述后退操縱期間使所述車輛自動地轉向，并且當所述方向盤轉角等于或大于所述方向盤轉角閾值時將所述車輛的所述速度限制為第二速度； (d)當車輛在所述目標停車位內后退時使所述車輛自動地轉向，并且如果檢測到后邊界物體與所述車輛的距離大于第一距離，則將所述車輛的所述速度限制為第三速度； (e)當車輛在所述目標停車位內后退時使所述車輛自動地轉向，并且如果所述后邊界物體處于距離所述車輛的所述第一距離或在距離所述車輛的所述第一距離內，則將所述車輛的所述速度限制為第四速度； (f)當車輛在所述目標停車位內向前移動時使所述車輛自動地轉向，并且如果檢測到前邊界物體與所述車輛的距離大于第二距離，則將所述車輛的所述速度限制為第五速度；以及 (g)當車輛在所述目標停車位內向前移動時使所述車輛自動地轉向，并且如果檢測到所述前邊界物體處于距離所述車輛的所述第二距離或在距離所述車輛的所述第二距離內，則將所述車輛的所述速度限制為第六速度。17.根據權利要求16所述的方法，其中，步驟(c)在步驟(b)之后。18.根據權利要求16所述的方法，其中，步驟(f)和(g)中的至少一個在步驟(d)和(e)中的至少一個之后。19.根據權利要求16所述的方法，其中，步驟(d)和(e)中的至少一個在步驟(f)和(g)中的至少一個之后。20.根據權利要求16所述的方法，其中，所述第二速度比所述第一速度慢，所述第四速度比所述第三速度慢；以及所述第六速度比所述第五速度慢。
【文檔編號】B62D15/02GK105936299SQ201610086602
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月16日
【發明人】埃里克·邁克爾·拉沃伊, 納撒尼爾·艾布拉姆·羅爾夫斯, 布蘭得利·G·霍赫賴因
【申請人】福特全球技術公司