本文主要從幾個方面來談?wù)勛詣硬窜嚨募夹g(shù),第一部分是自動泊車的發(fā)展歷史,第二部分是自動泊車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一些廠家的方案。值得注意的是,在不同的 國家,落實不同場景自動化的意愿也不相同,唯一確定的是,大家都不愛停車,確切的說是不愛找車位和停車。這是整個汽車智能化和自動駕駛里面最迫切的需求, 也是一個比較容易切入的環(huán)節(jié)。
△圖1 各個自動駕駛功能的民眾接受度,自動泊車需求呼聲很高
第一部分 自動泊車的發(fā)展歷史
泊車輔助系統(tǒng)可以分三個大的階段,分為被動式、半自主式泊車輔助、全自動泊車。
1)被動式:在泊車時提醒駕駛員前方或車輛后方障礙。在發(fā)展的過程中從只有后方預(yù)警,發(fā)展成車輛往前運(yùn)動前方檢測也有預(yù)警、加入視覺圖像、加入輔助線還有周邊盲區(qū)預(yù)警,到現(xiàn)在最復(fù)雜的是兩種系統(tǒng)結(jié)合,包括倒車?yán)走_(dá)+360度環(huán)視的兩種功能。
△圖2 被動式泊車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
被動式主要利用超聲波傳感器+蜂鳴器+HMI圖標(biāo)來提示駕駛者外部障礙物情況,防止車輛在倒車時碰撞,一般由下面幾個功能構(gòu)成:
防碰撞聲音+圖像提示
測量停車位大小的系統(tǒng)
提供轉(zhuǎn)彎角度的提示
提供后視圖像和輔助線檢測
360度環(huán)視圖像
被動式是充分考慮了成本的系統(tǒng),采用低成本的超聲傳感器來實現(xiàn)倒車時候的障礙物檢測,一般距離為1米~1.5米的情況,消費(fèi)者對此類系統(tǒng)接受度高。
2)半主動式泊車輔助
隨 著自動化水平的提高,各個汽車公司都想要幫助駕駛者更好地停車,所以開發(fā)出來了不同的系統(tǒng)如Toyota Intelligent Park Assist、BMW Park Assistant、VW/AUDI Parking System Plus with Rear View Camera、Daimler Parktronic with Active Parking Assist和Ford Active Park Assist,這些系統(tǒng)的特點是一般需要駕駛員來負(fù)責(zé)油門和剎車,車輛幫忙計算軌跡路徑,幫助駕駛員入庫。
△圖3 半自動泊車系統(tǒng)的一些對比
△圖4 法雷奧Park 4U系統(tǒng)
如圖4所示法雷奧的Park 4U,其系統(tǒng)構(gòu)成為:
超聲傳感器
半自動泊車ECU 控制器
外部傳感器:輪速、加速、轉(zhuǎn)彎角度、轉(zhuǎn)矩、車速、變速箱情況
HMI按紐和前后報警蜂鳴器
EPS控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
對 消費(fèi)者來說,檔位需要控制、加速和減速都需要控制,整個過程中的責(zé)任需要承擔(dān)。各個車企,在HMI、車位大小上面有差異,基本的操作沒有差異。J.D. Power 的《2015年駕駛員汽車交互體驗報告》(2015 Driver Interactive Vehicle Experience (DrIVE) Report)顯示,“最沒用汽車新技術(shù)”榜單上半自動泊車排第三位,1/3車主都不會去嘗試這個功能,因為并沒有什么用。
3)全自動泊車
從半自動泊車到全自動泊車的進(jìn)化過程中:
首要點:人是否需要在車內(nèi),僅通過手機(jī)可以指揮車進(jìn)行泊車。
檔位:在泊車過程中軌跡計算需要調(diào)整的時候,出現(xiàn)不成功的情況,系統(tǒng)是否有切換檔位、實現(xiàn)前后進(jìn)退的權(quán)限。
加速:系統(tǒng)有沒有權(quán)限來自己進(jìn)行加速。
剎車:系統(tǒng)是不是會檢測到碰撞之后控制剎車系統(tǒng)。
可以看到這基本上是整個泊車把人的工作全部接盤過去的過程。
△圖5 從半自動到全自動泊車
我們看到的就是比較酷的人在外面用手機(jī)進(jìn)行操控:
△圖6 智能手機(jī)操控自動泊車
當(dāng)然這一部分,人還是需要找到車位的。目前正在研究的所謂Valet Parking(停車場自動泊車),就完全是不需要你去找到那個車位的概念了。在某些充電運(yùn)營的模式中,Valet Parking被賦予更多的意義:
1.停車位的自動搜索:車輛自動地尋找空車位,而且發(fā)現(xiàn)空車位。
2.電動車的無線充電:對電池進(jìn)行無線充電。
3.充電完成之后的停車位分離:充電完成后,系統(tǒng)自動將充電槽釋放給其它電動車輛,轉(zhuǎn)而尋找普通停車位。
4.乘客召喚使用車輛:在限定運(yùn)行的場景出口處,將車輛交還給所有人。
△圖7 停車場自動泊車(V-Charge)
第二部分 停車場自動泊車的結(jié)構(gòu)
其 實從被動輔助停車(L0)→半自動泊車(L1)→全自動泊車(L2)→停車場自動泊車(L3與L4之間),是一步步迭代和改進(jìn)的過程。停車場自動泊車之所 以是L3和L4之間,主要是沒人介入了,但需要在特殊場景里面,而且是低速行駛。我們把Valet Parking需要做的事情進(jìn)行分解:
1.與停車場設(shè)施進(jìn)行通信,獲取地圖和管理系統(tǒng)分配的可以泊車車位位置和編號信息。
2.進(jìn)行定位和路徑規(guī)劃,自主決策來確定過去的路徑。
2.1 執(zhí)行低速無人駕駛前往待停車位
2.2 遇到障礙物的時候緊急制動(前后方都需要)
△圖8 靠近車位路徑規(guī)劃
3.車庫位置的自動入位
3.1 檢測周邊環(huán)境、車位的信息,制定入庫策略
3.2 自動轉(zhuǎn)彎進(jìn)入
3.3 如果有緊急情況進(jìn)行剎車
△圖9 車輛入庫軌跡計劃
所以這個故事也比較簡單,我們可以看到全球幾乎所有的車企都在籌劃這些方案,比較典型的如V-Charge大眾方案、雷諾方案、本田方案。關(guān)于傳感器、地圖等配置以及具體技術(shù)路線有兩個案例:
案例一——V-Charge方案
攝像頭+超聲波傳感器被安排成360°覆蓋周圍環(huán)境。
12 個超聲傳感器負(fù)責(zé)短距離探測。
2個雙目立體攝像頭。
4個魚眼攝像頭,做360度環(huán)視。
連接到遠(yuǎn)程停車場服務(wù)器后,車輛定位會接收到專門設(shè)計的地圖+停車場的道路網(wǎng)絡(luò)信息。
本地地圖存儲了停車場的所有地方,使車輛可以根據(jù)攝像的信息來確定自身位置。
不依賴于GPS傳感器,從而使導(dǎo)航也是在室內(nèi)環(huán)境中,如地下停車位(GPS不可用時),并完善提供厘米級的精度。
這里配合無線充電,停車場的費(fèi)用管理,加了不少別的東西進(jìn)去。
△圖10 V-Charge方案
案例二——法雷奧方案
超聲傳感器:必須短距離測距,前后各6個,12個標(biāo)配。
視覺傳感器:一般用兩個雙目傳感器(前后),視覺是主要解決車位的形狀和定位問題的。
激光雷達(dá)用的是SCALA 的激光雷達(dá),好處是可靠性更高一些。
這個更加純粹一些,因為總體而言,它是按照方案來走的,而不是演示項目的概念。
車云小結(jié)
總的來說,未來停車場等基礎(chǔ)設(shè)施智能化,特別是建立一個局部道路分配的計算云以后,會與路上所有的智能車輛之間通信交互和協(xié)同。自動泊車未來會涉及到諸多領(lǐng)域之間碰撞,使智能后臺系統(tǒng)和運(yùn)動終端開始博弈整個智能化的未來。
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