CN105835876B - 基于计算机控制的智能停车系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于计算机控制的智能停车系统，包括车辆的电子控制单元ECU、方向盘、转向轴、传动机构、传动轴、转向器、转向电机、多个图像采集器、以及停车控制单元，停车控制单元包括总控制模块、停车控制驱动按键、图像处理模块、图像运算模块、运算比对模块、转换模块、以及显示屏。本发明在驾驶员停车过程中不断地生成车辆当前位置图片和预停车位置图片、确定目标停车位置图片、计算方向盘的理论转向角度和转向电机的理论转速、以及将转向电机的实时转速修正为转向电机的理论转速，直至车辆停入目标停车位置内，从而辅助驾驶员、特别是新手驾驶员将车辆准确且快速的停入车位中，以节省停车时间，提高停车操作准确性和停车效率。

Description

基于计算机控制的智能停车系统

技术领域

本发明涉及计算机控制领域，特别是涉及一种基于计算机控制的智能停车系统。

背景技术

随着科技的进步，社会的发展，汽车已广泛被使用，特别是人口密集的城市的车流量已趋于饱满，这也意味着在人口密集的城市中，停车空间十分有限，对于许多驾驶员而言，将汽车停入狭小的空间已经成为一项必备技能。但是，对于新手驾驶员而言，上述停车技能并不能很好地掌握，容易导致车辆磕碰，如保险杠被撞弯、车辆轮毂和车漆严重磨损、车灯撞碎等，从而给用户带来一定的经济损失。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺陷和各种不足之处，本发明要解决的技术问题在于提供一种基于计算机控制的智能停车系统，其能够辅助驾驶员、特别是新手驾驶员将车辆准确地停入停车位中。

为实现上述目的，本发明提供一种基于计算机控制的智能停车系统，包括车辆的电子控制单元ECU、方向盘、转向轴、传动机构、传动轴、以及转向器，所述传动机构具有第一输入输出端、第二输入输出端、以及第三输入输出端，所述转向轴的一端与方向盘固定连接，另一端与传动机构的第一输入输出端相连接，传动机构的第二输入输出端与传动轴的一端相连接，传动轴的另一端与转向器的输入端相连接，还包括：

转向电机，与传动机构的第三输入输出端相连接，该转向电机的电机控制器与电子控制单元ECU相连接；

多个图像采集器，用于采集车辆四周的图片；

停车控制单元，包括总控制模块、停车控制驱动按键、图像处理模块、图像运算模块、运算比对模块、转换模块、以及显示屏，其中，所述总控制模块与电子控制单元ECU、以及多个图像采集器相连接，内部预存有车辆的车长信息和车宽信息；所述停车控制驱动按键安装在车辆的内部、且位于驾驶员的右手侧，与总控制模块相连接；所述图像处理模块与总控制模块相连接，用于根据图像采集器采集到的车辆四周的图片生成从车辆上方俯瞰角度下的车辆当前位置图片和位于车辆当前位置图片四周的预停车位置图片；所述图像运算模块与总控制模块相连接，用于根据车辆当前位置图片、车辆的车长信息、以及车辆的车宽信息确定一个预停车位置图片为目标停车位置图片；所述运算比对模块与总控制模块相连接，用于根据目标停车位置图片所对应的目标停车位置、车辆当前位置图片对应的车辆当前位置去计算车辆从车辆当前位置停入目标停车位置所需方向盘的理论转向角度；所述转换模块与总控制模块相连接，用于将方向盘的理论转向角度与转向电机的理论转速、以及方向盘的实时转向角度与转向电机的实时转速进行相互转换；所述显示屏安装在车辆的内部、且位于驾驶员的右前侧，与总控制模块相连接，用于显示方向盘的理论转向角度和实时转向角度；

所述停车控制单元的总控制模块将转向电机的理论转速传递给电子控制单元ECU，电子控制单元ECU将转向电机的实时转速修正为转向电机的理论转速。

优选地，所述停车控制驱动按键位于车辆的排挡杆的左侧，且停车控制驱动按键的上端面呈凹入的球面状。

进一步地，所述图像采集器为摄像头。

优选地，多个摄像头分别安装在车辆的车门、以及两个车牌安装部上。

进一步地，所述车门的把手的下方、两个车牌安装部的上端面上均设有垂直向下延伸的凹槽，该凹槽的下端设有一圈径向突出的锁定槽，所述摄像头固定在一固定轴的上端，该固定轴的下端设有一径向突出的锁定部，所述固定轴伸入凹槽中、且锁定部与锁定槽相卡合。

优选地，所述凹槽的槽壁上开设有一道导向限位槽，所述固定轴的外周面上设有突出的导向限位部，所述导向限位部位于导向限位槽中。

优选地，所述锁定部的外周面由圆柱面和圆锥面构成，所述圆锥面位于圆柱面的下端、且直径由上至下逐渐减小。

本发明涉及的基于计算机控制的智能停车系统具有以下有益效果：

本发明在驾驶员停车过程中不断地生成车辆当前位置图片和预停车位置图片、确定目标停车位置图片、计算方向盘的理论转向角度和转向电机的理论转速、以及将转向电机的实时转速修正为转向电机的理论转速，直至车辆停入目标停车位置内，从而辅助驾驶员、特别是新手驾驶员将车辆准确且快速的停入车位中，以节省停车时间，提高停车操作准确性和停车效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图对本专利进行详细说明。

附图说明

图1为本申请中智能停车系统的结构示意图。

图2为本申请中智能停车系统的原理框图。

图3为停车时图像处理模块的图像判别原理图。图4为本申请中传动机构的一实施例。

图5为本申请中摄像头的安装结构图。

图6为图5的A-A向剖视图。

元件标号说明

1 电子控制单元ECU

2 方向盘

3 转向轴

4 传动机构

41 太阳轮

42 行星轮

43 行星架

44 内齿圈

45 传动齿轮

5 传动轴

6 转向器

7 转向电机

11 图像采集器

9 停车控制单元

91 总控制模块

92 停车控制驱动按键

93 图像处理模块

94 图像运算模块

95 运算比对模块

96 转换模块

97 显示屏

10 车架

101 凹槽

102 锁定槽

103 导向限位槽

8 固定轴

81 轴芯

82 轴套

821 第一圆柱面

822 第一圆锥面

823 变形槽

824 锁定部

825 圆柱面

826 圆锥面

827 导向限位部

12 转向臂

13 车轮

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。

如图1和图2所示，本申请提供一种基于计算机控制的智能停车系统，包括车辆的电子控制单元ECU1、方向盘2、转向轴3、传动机构4、传动轴5、以及转向器6，所述传动机构4具有第一输入输出端、第二输入输出端、以及第三输入输出端，所述转向轴3的一端与方向盘2固定连接，另一端与传动机构4的第一输入输出端相连接，传动机构4的第二输入输出端与传动轴5的一端相连接，传动轴5的另一端与转向器6的输入端相连接，还包括：转向电机7，与传动机构4的第三输入输出端相连接，该转向电机7的电机控制器与电子控制单元ECU1相连接；多个图像采集器11，用于采集车辆四周的图片；停车控制单元9，包括总控制模块91、安装在车辆内部的停车控制驱动按键92、图像处理模块93、图像运算模块94、运算比对模块95、转换模块96、以及安装在车辆的内部且位于驾驶员的右前侧显示屏97，所述停车控制驱动按键92、图像处理模块93、图像运算模块94、运算比对模块95、转换模块96、以及显示屏97均与总控制模块91相连接，所述总控制模块91与电子控制单元ECU1、以及多个图像采集器11相连接，内部预存有车辆的车长信息和车宽信息。优选地，所述停车控制驱动按键92位于车辆的排挡杆的左侧，且停车控制驱动按键92的上端面呈凹入的球面状，以提高驾驶员按压停车控制驱动按键92的舒适度。

驾驶员转动方向盘2，动力依次经转向轴3、传动机构4、传动轴5后输入给转向器6，转向器6的输出端再通过转向臂12来控制车轮13进行相应的转动。驾驶员需要将车停入车位时，则驾驶员按下车内的停车控制驱动按键92，启动半自动停车模式。多个图像采集器11自动采集车辆四周的图片，并将采集到的图片传输给总控制模块91；总控制模块91将图像采集器11采集到的图片传送给图像处理模块93，图像处理模块93通过车辆四周的图片生成从车辆上方俯瞰角度下的车辆当前位置图片W和位于车辆当前位置图片W四周的预停车位置图片X，如图3所示；图像处理模块93再将生成的车辆当前位置图片W和多个预停车位置图片X传输给总控制模块91。总控制模块91将所述车辆当前位置图片W和多个预停车位置图片X传输给图像运算模块94，图像运算模块94根据车辆当前位置图片W、车辆的车长信息、以及车辆的车宽信息将多个预停车位置图片X中的一个预停车位置图片X判别为目标停车位置图片Y，并将该目标停车位置图片Y传输给总控制模块91。总控制模块91再将目标停车位置图片Y和车辆当前位置图片W发送给运算比对模块95，运算比对模块95根据目标停车位置图片Y所对应的目标停车位置、车辆当前位置图片W对应的车辆当前位置去计算车辆从车辆当前位置停入目标停车位置所需方向盘2的理论转向角度，并将计算到的方向盘2的理论转向角度传输给总控制模块91。总控制模块91将方向盘2的理论转向角度传输给转换模块96，转换模块96计算该方向盘2的理论转向角度所对应的转向电机7的理论转速，并将该转向电机7的理论转速传输给总控制模块91。总控制模块91将转向电机7的理论转速传输给电子控制单元ECU1，电子控制单元ECU1将转向电机7的实时转速修正为转向电机7的理论转速，从而达到控制方向盘2转向角度的目的，使得方向盘2的实时转向角度始终为车辆从车辆当前位置停入目标停车位置所需方向盘2的理论转向角度。

同时，为了能够更好地辅助驾驶员将车辆停入车位中，本申请还提供直观地可视化效果，电子控制单元ECU1获取转向电机7的实时转速、并将其传输给总控制模块91，总控制模块91再将转向电机7的实时转速传输给转换模块96，转换模块96计算该转向电机7的实时转速所对应的方向盘2的实时转向角度、并传递给总控制模块91，总控制模块91将方向盘2的实时转向角度和方向盘2的理论转向角度都显示在显示屏97上，从而便于驾驶员能够清楚地知道方向盘2的转动方向和角度。本实施例中，方向盘2的实时转向角度使用红色字体显示在显示屏97上，方向盘2的理论转向角度使用绿色字体显示在显示屏97上，另外，方向盘2顺时针转动角度为正数，方向盘2逆时针转动角度为负数。

由上述内容可知：本发明在驾驶员停车过程中根据车辆位置的不断变化会不断地采集车辆四周的图片，进而不断地生成车辆当前位置图片W和预停车位置图片X、不断地确定目标停车位置图片Y、不断地计算方向盘2的理论转向角度和转向电机7的理论转速、以及不断地将转向电机7的实时转速修正为转向电机7的理论转速，直至车辆停入目标停车位置内，从而辅助驾驶员、特别是新手驾驶员将车辆准确且快速的停入车位中，以节省停车时间，提高停车操作准确性和停车效率。

另外，为了优化传动机构4、以及智能停车系统的硬件结构，本申请中的传动机构4选用行星轮42系结构，如图4所示，传动机构4包括太阳轮41、多个与太阳轮41相啮合的行星轮42、用于支承行星轮42的行星架43、以及与行星轮42相啮合的内齿圈44，所述内齿圈44的外周面还设有外齿面，该外齿面与一传动齿轮45相啮合，所述太阳轮41固定在转向轴3上，行星架43与传动轴5相固定，传动齿轮45固定在转向电机7的输出轴上，转向电机7与一蓄电池相连接；故太阳轮41构成传动机构4的第一输入输出端，行星架43构成传动机构4的第二输入输出端，传动齿轮45传动机构4的第三输入输出端。因此，在正常行驶过程中的转向时，方向盘2将扭矩传递给转向轴3，转向轴3驱动太阳轮41转动，太阳轮41驱动行星轮42和行星架43转动，进而驱动传动轴5转动，转动轴再将动力传递给转向器6，转向器6的输出端通过转向臂12来控制车轮13进行相应的转动。同时，行星轮42还驱动内齿圈44转动，内齿圈44的外齿面与传动齿轮45相啮合，进而驱动传动齿轮45转动，使得转向电机7被动地转动，此时，转向电机7可将动力以电能的形式存储在蓄电池中，以充分利用能源。在按下车内的停车控制驱动按键92、启动半自动停车模式后，电子控制单元ECU1将转向电机7的实时转速修正为转向电机7的理论转速时，蓄电池为转向电机7提供电能，转向电机7主动地转动，从而带动传动齿轮45转动，传动齿轮45与内齿圈44的外齿面相啮合，进而驱动内齿圈44转动，内齿圈44再驱动行星轮42和行星架43转动，行星轮42驱动太阳轮41转动，从而使转向轴3和方向盘2被动地转动，同时再将动力通过传动轴5传递给转向器6。

进一步地，所述图像采集器11为摄像头。

优选地，多个摄像头分别安装在车辆的车门、以及两个车牌安装部上，两个车辆安装部位于车辆车架10的前侧和后侧，分别向前突出和向后突出。

进一步地，为了便于摄像头的安装、且还保证车辆整体的外观美观度，如图5所示，车辆的车架10在车门把手的下方、以及两个车牌安装部的上端面上均开设有垂直向下延伸的凹槽101，该凹槽101的下端设有一圈径向突出的锁定槽102，所述摄像头固定在一固定轴8的上端，该固定轴8的下端设有一径向突出的锁定部824，所述固定轴8伸入凹槽101中、且锁定部824与锁定槽102相卡合。将固定轴8的下端伸入凹槽101中并施力向下压，直至将固定轴8下端的锁定部824与凹槽101下端的锁定槽102相卡合，由于锁定部824的直径大于凹槽101直径，故固定轴8不能向上脱出，实现摄像头的安装。

优选地，如图5和图6所示，所述凹槽101的槽壁上开设有一道导向限位槽103，所述固定轴8的外周面上设有突出的导向限位部827，所述导向限位部827位于导向限位槽103中；将固定轴8的下端伸入凹槽101中时，使导向限位部827沿导向限位槽103向下滑入，从而起到导向作用；同时，固定轴8安装完毕后，导向限位部827和导向限位槽103的相互配合还能限制固定轴8的转动，起到固定摄像头位置的作用。同时，为了便于将锁定部824卡入锁定槽102中，如图5所示，所述锁定部824的外周面由圆柱面825和圆锥面826构成，所述圆锥面826位于圆柱面825的下端、且直径由上至下逐渐减小；锁定部824嵌入锁定槽102中时，通过圆锥面826可便于固定轴8的压入；锁定部824嵌入锁定槽102中后，圆柱面825与锁定槽102的槽壁为面接触，两者接触面大，可提高锁定部824与锁定槽102的卡合力度。

进一步地，为了提高固定轴8与车架10之间的连接强度，如图5所示，所述固定轴8由螺纹连接的轴芯81和轴套82构成，摄像头固定在轴芯81的上端，锁定部824设在轴套82的下端，导向限位部827设在轴套82的外周面上；所述轴套82的内周面包括第一圆柱面821和设在第一圆柱面821下端的第一圆锥面822，第一圆锥面822的直径由上至下依次减小；所述轴套82上设有3-4道沿轴套82轴向延伸的变形槽823，变形槽823从轴套82的下端向上延伸，且变形槽823的轴向长度大于第一圆锥面822的轴向长度。因此，将固定轴8的锁定部824嵌入锁定槽102中后，转动轴芯81、使轴芯81向下移动，轴芯81的外周面与第一圆锥面822相接触，轴芯81继续下移、则将轴套82的下端沿轴套82的径向向外顶出，从而使得轴套82下端的锁定部824牢牢地嵌在车架10的锁定槽102中，同时还便于调整轴芯81上端摄像头的角度。优选地，所述轴套82由合金钢制成，且轴套82经热处理加工后表面覆盖有渗碳层，使得轴套82、特别是轴套82的锁定部824具有较高的硬度，提高固定轴8的结构强度，以提高固定轴8与车架10的连接强度。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

以上对本发明实施例所提供的一种基于计算机控制的智能停车系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于计算机控制的智能停车系统，包括车辆的电子控制单元(ECU)、方向盘、转向轴、传动机构、传动轴、以及转向器，所述传动机构具有第一输入输出端、第二输入输出端、以及第三输入输出端，所述转向轴的一端与方向盘固定连接，另一端与传动机构的第一输入输出端相连接，传动机构的第二输入输出端与传动轴的一端相连接，传动轴的另一端与转向器的输入端相连接，其特征在于，还包括：

转向电机，与传动机构的第三输入输出端相连接，该转向电机的电机控制器与电子控制单元(ECU)相连接；

多个图像采集器，用于采集车辆四周的图片；

停车控制单元，包括总控制模块、停车控制驱动按键、图像处理模块、图像运算模块、运算比对模块、转换模块、以及显示屏，其中，所述总控制模块与电子控制单元(ECU)、以及多个图像采集器相连接，内部预存有车辆的车长信息和车宽信息；所述停车控制驱动按键安装在车辆的内部、且位于驾驶员的右手侧，与总控制模块相连接；所述图像处理模块与总控制模块相连接，用于根据图像采集器采集到的车辆四周的图片生成从车辆上方俯瞰角度下的车辆当前位置图片和位于车辆当前位置图片四周的预停车位置图片；所述图像运算模块与总控制模块相连接，用于根据车辆当前位置图片、车辆的车长信息、以及车辆的车宽信息确定一个预停车位置图片为目标停车位置图片；所述运算比对模块与总控制模块相连接，用于根据目标停车位置图片所对应的目标停车位置、车辆当前位置图片对应的车辆当前位置去计算车辆从车辆当前位置停入目标停车位置所需方向盘的理论转向角度；

所述转换模块与总控制模块相连接，用于将方向盘的理论转向角度与转向电机的理论转速、以及方向盘的实时转向角度与转向电机的实时转速进行相互转换；所述显示屏安装在车辆的内部、且位于驾驶员的右前侧，与总控制模块相连接，用于显示方向盘的理论转向角度和实时转向角度；

所述停车控制单元的总控制模块将转向电机的理论转速传递给电子控制单元(ECU)，电子控制单元(ECU)将转向电机的实时转速修正为转向电机的理论转速。

2.根据权利要求1所述的基于计算机控制的智能停车系统，其特征在于：所述停车控制驱动按键位于车辆的排挡杆的左侧，且停车控制驱动按键的上端面呈凹入的球面状。

3.根据权利要求1所述的基于计算机控制的智能停车系统，其特征在于：所述图像采集器为摄像头。

4.根据权利要求3所述的基于计算机控制的智能停车系统，其特征在于：多个摄像头分别安装在车辆的车门、以及两个车牌安装部上。

5.根据权利要求4所述的基于计算机控制的智能停车系统，其特征在于：所述车门的把手的下方、两个车牌安装部的上端面上均设有垂直向下延伸的凹槽，该凹槽的下端设有一圈径向突出的锁定槽，所述摄像头固定在一固定轴的上端，该固定轴的下端设有一径向突出的锁定部，所述固定轴伸入凹槽中、且锁定部与锁定槽相卡合。

6.根据权利要求5所述的基于计算机控制的智能停车系统，其特征在于：所述凹槽的槽壁上开设有一道导向限位槽，所述固定轴的外周面上设有突出的导向限位部，所述导向限位部位于导向限位槽中。

7.根据权利要求5所述的基于计算机控制的智能停车系统，其特征在于：所述锁定部的外周面由圆柱面和圆锥面构成，所述圆锥面位于圆柱面的下端、且直径由上至下逐渐减小。