发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题,能对车辆精确定位、匹配目标车位、并避免自动泊车时发生车辆拥堵、无法进入目标车位等情况的一种基于V2X的泊车方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是这样的:一种基于V2X的泊车方法,应用于L2及以上自动驾驶等级的车辆和安装有AVP管理系统的停车场,车辆的车机系统通过V2X与AVP管理系统通信,所述停车场包括上下车区域、车行通道及车位,包括以下步骤;
(1)将所有车辆按尺寸分为数类车型,根据车型对停车场内车位分类,一类车型对应一类车位;
(2)在停车场内布设用于获取车辆在停车场内位置的车辆定位系统、用于获取车辆尺寸的车辆尺寸测量单元,并在车位上安装用于感应车位状态的车位探头,所述车位状态为占用或空闲;
(3)车主驾驶目标车辆至上下车区域,发送自动泊车指令;
(4)匹配目标车位;
获取目标车辆尺寸,确定车型和对应的车位类别,从该目标车辆对应的车位类别中,选取距离最近且空闲的车位,作为该目标车辆的目标车位;
(5)获取目标车辆的倒车距离L1,所述倒车距离为目标车辆执行倒车入库操作时,从开始倒车到进入目标车位所占用的车行通道长度;
(6)根据目标车位的位置和目标车辆的倒车距离,确定车辆的倒车起点P点,生成目标车辆的禁行区、查询区;
所述禁行区为P点到目标车位远离P点的库边线间的车行通道;
所述查询区为禁行区两端各延伸S米的区域;
(7)AVP管理系统规划目标车辆到目标车位的泊车路径,并按泊车路径生成调度指令;所述泊车路径包括第一段和第二段,第一段为将目标车辆从上下车区域到P点的路径,第二段为目标车辆在P点执行倒车入库操作,进入目标车位;
(8)执行调度指令;
(81)执行第一段调度,将目标车辆调度至车头与P点平齐,车身位于P点与目标车位间的车行通道上;
(82)目标车辆发送待泊车指令;
(83)查询当前时刻位于禁行区和查询区的其他车辆,并调度使禁行区内车辆驶离、查询区内车辆暂停;
(84)执行第二段调度,当目标车辆倒车入库操作结束后,取消对禁行区和查询区内其他车辆的调度。
作为优选:所述车辆定位系统包括多个RSU、多个场内摄像头和多个MEC节点;
其中,RSU和场内摄像头根据停车场大小布设在停车场内,多个RSU的探测范围完全覆盖停车场,每个场内摄像头的摄像范围对应停车场内一子区域,所有子区域完全覆盖停车场,对场内摄像头编号;
所述车辆设有车载摄像头;
所述MEC节点布设在停车场内或车辆上,用于获取场内摄像头或车载摄像头的视频数据进行处理,并通过RSU与云端通信;
所述车辆定位系统的定位方法为包括以下步骤;
(a1)人工标记;
获取停车场的高精地图,选择停车场内物体作为标记物,将标记物、RSU、采集单元和场端MEC节点按实际位置,标记在高精地图上,得到标记地图,并将标记地图存入云端;
(a2)进入停车场的车辆,经车机系统经RSU获取标记地图;
(a3)子区域定位;
场内摄像头工作,当识别到车辆进入其子区域,发送视频信息至MEC节点,MEC节点根据场内摄像头的编号,得到车辆在标记地图中的子区域;
(a4)摄像范围内参考点选取,包括(a4-1)~(a4-4);
(a4-1)获取一摄像头采集的视频信息,所述摄像头为该子区域对应的场内摄像头或该车辆的车载摄像头;
(a4-2)对视频信息进行图像识别,识别出车辆和数个标记物,将识别出的标记物作为待测标记物,并获取待测标记物在人工标记时的坐标,计算每个待测标记物与其他待测标记物的理论相对距离;
(a4-3)以摄像头为圆点建立子坐标系,对视频信息采用视频定位方法,得到车辆及每个待测标记物在子坐标系中位置,并计算子坐标系中,每个待测标记物与其他待测标记物的实际相对距离;
(a4-4)对每个待测标记物,根据理论相对距离和实际相对距离计算其距离变化总和,并将距离变化总和最小的待测标记物作为该摄像范围内的参考点;
(a5)计算参考点与车辆的相对距离,并映射在标记地图中,得到车辆在标记地图上的实际位置,并将该实际位置作为车辆定位系统输出的车辆位置。
作为优选:若MEC节点布设在停车场,则根据算力对应1-3个场内摄像头,且多个MEC节点能覆盖所有场内摄像头;若MEC节点布设在车辆上,则一辆车布设一个。
作为优选:步骤(a1)中,作为标记物的物体包括标识线、停车线、减速带、柱子和/或其他无主动干涉不会发生移动的物体;
步骤(a4-2)对视频信息进行图像识别;
若视频信息为场内摄像头采集,则直接从视频信息中识别出车辆;
若视频信息为车载摄像头采集,则将车载摄像头所在位置标记为车辆;
步骤((a4-3))中,视频定位方法包括机动车行驶前方物体视频测距及方向定位方法。
作为优选:步骤(a4-4)中,待测标记物的距离变化总和计算方法为;
(b1)设待测标物记共m个,依次标记为D1到Dm;
(b2)对D1,与D2的理论相对距离为L12、实际相对距离为S12,则D1与D2的变化量为B12=|L12-S12|;
(b3)依次计算D1与D3~DM的变化量B13~B1m;
(b4)将B12~B1m相加得到D1的距离变化总和B1;
(b5)按步骤(b2)~(b4)依次计算D2~Dm的距离变化总和B2~Bm。
作为优选:步骤(a4-4)还包括,若至少2个待测标记物的距离变化总和相同且均为最小,则从中任选1待测标记物作为参考点。
作为优选:步骤(2)中,所述车辆尺寸测量单元安装在上下车区域,为基于毫米波雷达的车辆尺寸测量装置、基于视频的车辆尺寸测量装置、基于图片的车辆尺寸测量装置或基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量装置,所述车辆尺寸包括车辆的长度、宽度和高度。
作为优选:步骤(5)获取车辆的倒车距离的方法包括:
方法一:预设,为步骤(1)中每一类车型预设一倒车距离;
方法二:查询历史记录,若该车辆在停车场内有倒车入库的历史记录,则查询历史记录中的实际倒车距离。
作为优选:步骤(83)具体为:
定位系统查询当前时刻,是否有车辆位于禁行区和查询区;
若有车辆位于禁行区,发送指令给AVP管理系统,调度对应车辆驶出禁行区后暂停行驶,若无车辆位于禁行区或调度至无车辆位于禁行区,发送第一确认指令;
若有车辆位于查询区,则发送指令给AVP管理系统,控制对应车辆暂停行驶,若无车辆位于查询区或查询区内车辆均暂停行驶,发送第二确认指令;
AVP管理系统收到第一确认指令和第二确认指令后,开始执行第二段调度。
作为优选:步骤(6)中S为0-5米。
与现有技术相比,本发明的优点在于:对现有的自动泊车方法进行了改进,在利用AVP管理系统对车辆自动生成调度指令的基础上,将整个自动泊车过程分为两段,第一段先从上下车区域调度至P点,第二段再从P点调度至目标车位。本发明基于车辆的精确定位确定出P点,再根据目标车位、P点的位置确定出目标车辆的禁行区和查询区,在目标车辆执行第二段调度前,对禁行区和查询区内其他车辆进行管控和调度,从而保证目标车辆第二段调度的顺利完成,避免该过程造成的拥堵,提高停车场的通行效率。
另外,本发明提出了一种新的车辆定位系统及定位方法,基于该系统及方法,可以得到目标车辆的精确定位,从而更精确的实现对车辆的调度。本发明用车辆尺寸测量单元获取车辆尺寸,从而更精确的匹配目标车位。
实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1:参见图1到图3,一种基于V2X的泊车方法,应用于L2及以上自动驾驶等级的车辆和安装有AVP管理系统的停车场,车辆的车机系统通过V2X与AVP管理系统通信,所述停车场包括上下车区域、车行通道及车位,包括以下步骤;
(1)将所有车辆按尺寸分为数类车型,根据车型对停车场内车位分类,一类车型对应一类车位;
(2)在停车场内布设用于获取车辆在停车场内位置的车辆定位系统、用于获取车辆尺寸的车辆尺寸测量单元,并在车位上安装用于感应车位状态的车位探头,所述车位状态为占用或空闲;
(3)车主驾驶目标车辆至上下车区域,发送自动泊车指令;
(4)匹配目标车位;
获取目标车辆尺寸,确定车型和对应的车位类别,从该目标车辆对应的车位类别中,选取距离最近且空闲的车位,作为该目标车辆的目标车位;
(5)获取目标车辆的倒车距离L1,所述倒车距离为目标车辆执行倒车入库操作时,从开始倒车到进入目标车位所占用的车行通道长度;
(6)根据目标车位的位置和目标车辆的倒车距离,确定车辆的倒车起点P点,生成目标车辆的禁行区、查询区;
所述禁行区为P点到目标车位远离P点的库边线间的车行通道;
所述查询区为禁行区两端各延伸S米的区域;
(7)AVP管理系统规划目标车辆到目标车位的泊车路径,并按泊车路径生成调度指令;所述泊车路径包括第一段和第二段,第一段为将目标车辆从上下车区域到P点的路径,第二段为目标车辆在P点执行倒车入库操作,进入目标车位;
(8)执行调度指令;
(81)执行第一段调度,将目标车辆调度至车头与P点平齐,车身位于P点与目标车位间的车行通道上;
(82)目标车辆发送待泊车指令;
(83)查询当前时刻位于禁行区和查询区的其他车辆,并调度使禁行区内车辆驶离、查询区内车辆暂停;
(84)执行第二段调度,当目标车辆倒车入库操作结束后,取消对禁行区和查询区内其他车辆的调度。
步骤(5)获取车辆的倒车距离的方法包括:
方法一:预设,为步骤(1)中每一类车型预设一倒车距离;
方法二:查询历史记录,若该车辆在停车场内有倒车入库的历史记录,则查询历史记录中的实际倒车距离。
步骤(83)具体为:
定位系统查询当前时刻,是否有车辆位于禁行区和查询区;
若有车辆位于禁行区,发送指令给AVP管理系统,调度对应车辆驶出禁行区后暂停行驶,若无车辆位于禁行区或调度至无车辆位于禁行区,发送第一确认指令;
若有车辆位于查询区,则发送指令给AVP管理系统,控制对应车辆暂停行驶,若无车辆位于查询区或查询区内车辆均暂停行驶,发送第二确认指令;
AVP管理系统收到第一确认指令和第二确认指令后,开始执行第二段调度。
步骤(6)中S为0-5米。实际上,S可根据停车场大小进行预设。停车场较大,S的值可以适当放大。
本发明中,AVP管理系统自动将车辆从上下车区域调度至车位停放;当车主要提车时,发送提车指令,AVP管理系统自动将车辆从车位调度至上下车区域。
本发明中,将自动泊车分为两段,第一段是先从上下车区域调度至P点,第二段再从P点调度至目标车位。
关于P点的位置,根据目标车位的位置和目标车辆的倒车距离得到。该方法为现有技术,本实施例中给出一种方案如下:如图1所示,与目标车辆最匹配的车辆为图1中所示目标车位,该车位在高精地图中的坐标位置已知,该车位前方通道的坐标位置已知,由于该车位前方通道两端均可通行,则目标车辆可以直接前行至车身超过目标车位,再执行倒车入库操作。本发明中,倒车距离是预设或根据历史倒车距离得来的,所以倒车距离为已知。也就是图中L1所示的长度。假设目标车位宽L3、目标车辆宽L4,若目标车位进入目标车位,车身两侧距离车位的两条库边线距离d=(L3-L4)/2。那么图1中,P点距离目标车位左侧库边线的距离为L2=d+L1,在通道坐标、L2长度已知的情况下,P点就能计算出来。
关于禁行区:结合P点的相关描述,禁行区也就是图1中L2对应的车行通道区域。目标车辆倒车入库时,禁行区内禁止存在其他车辆,以避免对目标车辆造成影响,在该区域内形成拥堵,若禁行区内有其他测量,则通过AVP管理系统将车辆推出该区域。推出过程中,选择不影响目标车辆倒车、且推出距离最短的路径。
关于查询区:是为了避免目标车辆到倒车入库过程中,有其他车辆在正常行驶过程中,驶入禁行区。由于车辆调度过程中速度很慢,而自动倒车入库的时间也较短,故可根据实际情况选择S的长度,在禁行区两端设置长度为S的查询区,若这个区域内有车辆,则使它们暂停行驶。
另外,禁行区中有其他车辆则调度至车辆驶出禁行区,直到禁行区内无其他车辆,发送第一确认指令,若禁行区内无其他车辆,则直接发送第一确认指令。
查询区内有其他车辆则调度使车辆暂停,所有位于查询区内车辆暂停后发送第二确认指令,若查询区内无其他车辆,则直接发送第二确认指令。
当禁行区和查询区都调度完成,目标车辆执行倒车入库操作,并在倒车入库结束后返回结束指令,AVP管理系统恢复查询区和禁行区内其他车辆的调度工作。
实施例2:参见图1到图4,在实施例1的基础上,我们给出一种新的车辆定位系统及基于该车辆定位系统的定位方法。
所述车辆定位系统包括多个RSU、多个场内摄像头和多个MEC节点;
其中,RSU和场内摄像头根据停车场大小布设在停车场内,多个RSU的探测范围完全覆盖停车场,每个场内摄像头的摄像范围对应停车场内一子区域,所有子区域完全覆盖停车场,对场内摄像头编号;
所述车辆设有车载摄像头;
所述MEC节点布设在停车场内或车辆上,用于获取场内摄像头或车载摄像头的视频数据进行处理,并通过RSU与云端通信;
所述车辆定位系统的定位方法为包括以下步骤;
(a1)人工标记;
获取停车场的高精地图,选择停车场内物体作为标记物,将标记物、RSU、采集单元和场端MEC节点按实际位置,标记在高精地图上,得到标记地图,并将标记地图存入云端;
(a2)进入停车场的车辆,经车机系统经RSU获取标记地图;
(a3)子区域定位;
场内摄像头工作,当识别到车辆进入其子区域,发送视频信息至MEC节点,MEC节点根据场内摄像头的编号,得到车辆在标记地图中的子区域;
(a4)摄像范围内参考点选取,包括(a4-1)~(a4-4);
(a4-1)获取一摄像头采集的视频信息,所述摄像头为该子区域对应的场内摄像头或该车辆的车载摄像头;
(a4-2)对视频信息进行图像识别,识别出车辆和数个标记物,将识别出的标记物作为待测标记物,并获取待测标记物在人工标记时的坐标,计算每个待测标记物与其他待测标记物的理论相对距离;
(a4-3)以摄像头为圆点建立子坐标系,对视频信息采用视频定位方法,得到车辆及每个待测标记物在子坐标系中位置,并计算子坐标系中,每个待测标记物与其他待测标记物的实际相对距离;
(a4-4)对每个待测标记物,根据理论相对距离和实际相对距离计算其距离变化总和,并将距离变化总和最小的待测标记物作为该摄像范围内的参考点;
(a5)计算参考点与车辆的相对距离,并映射在标记地图中,得到车辆在标记地图上的实际位置,并将该实际位置作为车辆定位系统输出的车辆位置。
若MEC节点布设在停车场,则根据算力对应1-3个场内摄像头,且多个MEC节点能覆盖所有场内摄像头;若MEC节点布设在车辆上,则一辆车布设一个。
另外,步骤(a1)中,作为标记物的物体包括标识线、停车线、减速带、柱子和/或其他无主动干涉不会发生移动的物体;
步骤(a4-2)对视频信息进行图像识别;
若视频信息为场内摄像头采集,则直接从视频信息中识别出车辆;
若视频信息为车载摄像头采集,则将车载摄像头所在位置标记为车辆;
步骤((a4-3))中,视频定位方法包括机动车行驶前方物体视频测距及方向定位方法。
步骤(a4-4)中,待测标记物的距离变化总和计算方法为;
(b1)设待测标物记共m个,依次标记为D1到Dm;
(b2)对D1,与D2的理论相对距离为L12、实际相对距离为S12,则D1与D2的变化量为B12=|L12-S12|;
(b3)依次计算D1与D3~DM的变化量B13~B1m;
(b4)将B12~B1m相加得到D1的距离变化总和B1;
(b5)按步骤(b2)~(b4)依次计算D2~Dm的距离变化总和B2~Bm。
步骤(a4-4)还包括,若至少2个待测标记物的距离变化总和相同且均为最小,则从中任选1待测标记物作为参考点。其余与实施例1相同。
本实施例给出了一种定位系统及基于该车辆定位系统的定位方法,用于对停车场内的车辆进行精确定位。该定位方法不依赖GPS、蓝牙等,在GPS信号弱的地方仍可使用,尤其适合室内、地下停车场。该实施例的思路为:
布设完车辆定位系统后,在停车场内选择标记物,将标记物、RSU、采集单元和场端MEC节点按实际位置,标记在高精地图上得到标记地图。
车辆入场就获取标记地图,然后根据捕获到该车辆的场内摄像头的位置,推算出车辆在停车场内的大致区域,也就是子区域定位。
再从子区域中去选取一个参考点,通过计算参考点与车辆的相对距离,映射到标记地图中,由于参考点在标记地图中是已知的,则车辆在标记地图中位置可精确得到。
通过本实施例的精确定位,结合本发明方法,可以实现实时、精确的自动泊车操作。
实施例3,参见图1到图4,在实施例1或实施例2的基础上,步骤(2)中,所述车辆尺寸测量单元安装在上下车区域,为基于毫米波雷达的车辆尺寸测量装置、基于视频的车辆尺寸测量装置、基于图片的车辆尺寸测量装置或基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量装置,所述车辆尺寸包括车辆的长度、宽度和高度。其余与实施例1相同。该车辆尺寸测量单元主要用于现场获取车辆的尺寸,避免因车辆改装、增高等对尺寸改变,造成车位匹配错误。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。