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    • 自動(dòng)泊車發(fā)展歷史
    • 自動(dòng)泊車技術(shù)要求
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自動(dòng)泊車,是雞肋?還是未來?

2022/12/05
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對(duì)于很多車主朋友來說,“停車”這個(gè)駕駛過程中最后一個(gè)動(dòng)作,恰是最困難的一步,如何正確、快速完成倒車入庫、側(cè)方位停車這兩種最常見的停車方式,一直是新手司機(jī)急需解決的問題,一個(gè)可以協(xié)助司機(jī)正確停車的功能急需研發(fā)。

很多主機(jī)廠也發(fā)現(xiàn)了這一訴求,并研發(fā)出了自動(dòng)泊車系統(tǒng),自動(dòng)泊車就是不需要人工干預(yù),可以自動(dòng)將車輛停到車位的系統(tǒng),自動(dòng)泊車系統(tǒng)作為高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)中較為代表性的一項(xiàng)功能,已逐漸從高端車型向中低端車型普及,自動(dòng)泊車系統(tǒng)對(duì)于新手司機(jī)而言,可以帶來更為智能和便捷的體驗(yàn)。搭載自動(dòng)泊車系統(tǒng)已經(jīng)成為眾多造車新勢(shì)力體現(xiàn)其潮流和科技的一項(xiàng)重要功能,對(duì)于眾多傳統(tǒng)主機(jī)廠來說,裝載自動(dòng)泊車功能也是體現(xiàn)其科技力的一種表現(xiàn)。

自動(dòng)泊車發(fā)展歷史

自動(dòng)泊車系統(tǒng)最早可以追溯到1992年,大眾在其IRVW(Integrated Research Volkswagen)Futura概念車上采用了自動(dòng)泊車技術(shù)。IRVW是一款具有全自動(dòng)泊車功能的汽車,駕駛員可以下車觀看汽車自動(dòng)泊車的全過程。行李箱中安裝了如同個(gè)人電腦大小的計(jì)算機(jī)來控制整個(gè)自動(dòng)泊車系統(tǒng)。大眾當(dāng)時(shí)估計(jì)這一功能會(huì)使汽車售價(jià)提高約3000美元,所以后來并沒有將這套系統(tǒng)投入生產(chǎn)。

自動(dòng)泊車功能正真實(shí)現(xiàn)商用化,則是在2003年豐田在日式普銳斯混合動(dòng)力汽車上提供了可選的自動(dòng)泊車功能,三年后,英國(guó)駕駛員花上700美元就可以在他們的普銳斯上增加自動(dòng)泊車功能了。

2004年,瑞典Linkopeng大學(xué)的一群學(xué)生與沃爾沃(Volvo)合作開發(fā)了一個(gè)名為Evolve的項(xiàng)目。Evolve汽車可以自動(dòng)順列式駐車。這群學(xué)生在沃爾沃S60上裝上感應(yīng)器,并在行李箱里裝上用來控制方向盤和加速及剎車踏板的計(jì)算機(jī)。西門子VDO正在開發(fā)一種名為ParkMate的獨(dú)立駕駛員輔助系統(tǒng),該系統(tǒng)可以幫助駕駛員找到車位并停好車。

自動(dòng)泊車技術(shù)要求

為了讓自動(dòng)泊車系統(tǒng)可以將汽車自動(dòng)停到停車位中,需要感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的相互協(xié)作,利用遍布車身的感知硬件,可以測(cè)量車輛距離停車位及停車位周邊車輛/物體的相對(duì)距離、角度等信息,決策系統(tǒng)通過計(jì)算,讓車輛實(shí)現(xiàn)加速、減速及轉(zhuǎn)向等動(dòng)作,使車輛可以自動(dòng)/半自動(dòng)停到停車位中。

自動(dòng)泊車過程主要有五大環(huán)節(jié),即環(huán)境感知、停車位檢測(cè)和識(shí)別、泊車路徑規(guī)劃、泊車路徑跟隨、控制模擬顯示;根據(jù)自動(dòng)泊車方式的不同,可以將自動(dòng)泊車分為平行式泊車、垂直式泊車和斜列式泊車。

其中環(huán)境感知將決定自動(dòng)泊車的精準(zhǔn)度,通過車身安裝的超聲波雷達(dá),讓待泊車輛可以對(duì)目標(biāo)停車位周邊環(huán)境進(jìn)行感知,可以確認(rèn)目標(biāo)停車位周邊是否有車輛、目標(biāo)停車位具體的位置、車輛自身狀態(tài)等信息,是確保自動(dòng)泊車過程安全可靠的第一步,可以讓待泊車車輛避免剮蹭。

在使用超聲波傳感器探測(cè)車位時(shí),車輛以一定的恒定車速V平行行駛向泊車位:

當(dāng)車輛駛過1號(hào)車停放的位置時(shí),裝在車身側(cè)面的超聲波傳感器開始測(cè)量車輛與1號(hào)車的橫向距離D。

當(dāng)車輛通過1號(hào)車的上邊緣時(shí),超聲波傳感器測(cè)量的數(shù)值會(huì)有一個(gè)跳變,記錄此時(shí)時(shí)刻。

車輛繼續(xù)勻速前進(jìn),當(dāng)行駛在1號(hào)車與2號(hào)車之間時(shí),處理器可以求得車位的平均寬度W。

當(dāng)通過2號(hào)車下邊緣時(shí),超聲波傳感器測(cè)量的數(shù)值又發(fā)生跳變,處理器記錄當(dāng)前時(shí)刻,算得最終的車位長(zhǎng)度L。

處理器對(duì)測(cè)量的車位長(zhǎng)度L和寬度W進(jìn)行分析,判斷車位是否符合泊車基本要求并判斷車位類型。

考慮到自動(dòng)泊車實(shí)現(xiàn)原理,泊車路徑規(guī)劃一般盡可能滿足以下要求:

完成泊車路徑所需要的動(dòng)作必須盡可能少。因?yàn)槊總€(gè)動(dòng)作的精度誤差會(huì)傳遞到下一個(gè)動(dòng)作,動(dòng)作越多,精度越差。

在每個(gè)動(dòng)作的實(shí)施過程中,車輛的轉(zhuǎn)向輪(絕大部分為前輪)的角度需要保持一致。因?yàn)橄到y(tǒng)是通過嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的,而嵌入式系統(tǒng)的性能有限,轉(zhuǎn)向輪角度保持一致能夠?qū)⑦\(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算歸結(jié)為幾何問題,反之需要涉及復(fù)雜的積分問題,這對(duì)嵌入式系統(tǒng)的性能是一個(gè)挑戰(zhàn)。

自動(dòng)泊車系統(tǒng),顧名思義,最終應(yīng)可以自動(dòng)完成整套停車過程,但由于現(xiàn)階段車輛上感知硬件及軟件的局限性,自動(dòng)泊車系統(tǒng)依舊需要駕駛員的介入,如通過對(duì)油門和剎車的控制來保證車輛泊車速度;對(duì)于常見的側(cè)方位停車及倒車入庫,多數(shù)自動(dòng)泊車系統(tǒng)可以輕松應(yīng)對(duì),但對(duì)于斜方位車位,多數(shù)自動(dòng)泊車系統(tǒng)依舊無法解決;且當(dāng)出現(xiàn)停車位過小、停車位兩側(cè)均停放車輛且預(yù)留空間不足時(shí),自動(dòng)泊車系統(tǒng)也無法工作;對(duì)于極端天氣或傳感器出現(xiàn)污損時(shí),自動(dòng)泊車功能也會(huì)失效或異常。

自動(dòng)泊車操作方式——以特斯拉Model Y為例

那自動(dòng)泊車系統(tǒng)發(fā)展到底如何?以特斯拉Model Y為例,給大家進(jìn)行具體介紹。對(duì)于特斯拉Model Y來說,自動(dòng)泊車主要還是針對(duì)平行式泊車和垂直式泊車,無法處理斜列式泊車。在進(jìn)行自動(dòng)泊車前,需要確保感知硬件無臟污、停車位線需清晰,且下雨等環(huán)境中使用自動(dòng)泊車系統(tǒng)時(shí),也無法確保自動(dòng)泊車功能的可靠性。

在進(jìn)行平行式泊車時(shí),行駛速度必須低于21 km/h,如果行駛速度過快,則無法準(zhǔn)確探測(cè)到所需停車位;在要停入的停車位前面,必須要有車輛;路緣或邊緣必須清晰可見,如果出現(xiàn)路緣不明顯,自動(dòng)泊車系統(tǒng)可能無法準(zhǔn)確識(shí)別停車位。

在進(jìn)行垂直式泊車時(shí),行駛速度必須低于13 km/h,如果行駛速度過快,則無法準(zhǔn)確探測(cè)到所需停車位;停車位寬度必須至少為2.2 m;停車位必須有三條可見的線(例如停車線、路標(biāo)或明顯的路緣),且自動(dòng)泊車可能不適用于車庫,如沒有三條可見停車線的車庫;自動(dòng)泊車可能不適用于鵝卵石、磚塊等有紋理的路面。

在對(duì)特斯拉Model Y進(jìn)行自動(dòng)泊車時(shí),要進(jìn)行以下幾步操作:

1.需要在公路上緩慢行駛,觀察觸摸屏,看自動(dòng)泊車系統(tǒng)是否探測(cè)到停車位,如果探測(cè)到了,則會(huì)在觸摸屏上出現(xiàn)一個(gè)駐車圖標(biāo)。

2.需要駕駛員查看待停車位是否適宜、安全。將車輛停放在待停車位前方約一輛車長(zhǎng)的位置。

3.松開方向盤,將特斯拉Model Y換入倒檔,然后點(diǎn)擊觸摸屏上的開始自動(dòng)泊車。

在需要暫停自動(dòng)泊車時(shí),需要踩下一次制動(dòng)踏板。當(dāng)需要取消自動(dòng)泊車時(shí),可以通過用手轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤、換檔或點(diǎn)擊觸摸屏上的取消進(jìn)行實(shí)現(xiàn),當(dāng)出現(xiàn)泊車過程超過7個(gè)動(dòng)作、特斯拉Model Y探測(cè)到駕駛員正在離開車輛、有車門打開、踩下制動(dòng)踏板、發(fā)生自動(dòng)緊急制動(dòng)時(shí),自動(dòng)泊車功能也會(huì)取消。

當(dāng)出現(xiàn)道路為坡道(自動(dòng)泊車系統(tǒng)僅適用于平坦路面);能見度差(因大雨、大雪、濃霧等造成);路緣的材質(zhì)不是石頭,或者無法檢測(cè)到路緣;待停車位緊鄰著墻壁或柱子(例如,地下停車場(chǎng)中一排的最后一個(gè)停車位);一個(gè)或多個(gè)傳感器(如果配備)或攝像頭污損或受到阻擋(如被污泥或冰雪污損、或受到車輛前唇、多余的車漆或覆蓋物、貼紙、涂膠等粘合劑產(chǎn)品阻擋);天氣條件(如雨雪、濃霧、酷熱或極寒溫度)干擾傳感器(如果配備)工作;傳感器(如果配備)受其他可產(chǎn)生超聲波的電氣設(shè)備或裝置的影響時(shí),自動(dòng)泊車功能可能無法工作。

自動(dòng)泊車發(fā)展趨勢(shì)

正如特斯拉Model Y對(duì)于自動(dòng)泊車功能實(shí)現(xiàn)的眾多要求,自動(dòng)泊車系統(tǒng)似乎并不自動(dòng),雖然自動(dòng)泊車系統(tǒng)現(xiàn)階段已在大多數(shù)車輛上實(shí)現(xiàn)了搭載,但市場(chǎng)反饋并不如預(yù)期,據(jù)蓋世汽車統(tǒng)計(jì),76%的車主在使用自動(dòng)泊車功能時(shí),出現(xiàn)過各種各樣的問題,自動(dòng)泊車的可靠性并不高。

很多車主也向智駕最前沿反饋,對(duì)自動(dòng)泊車功能的預(yù)期是在出現(xiàn)駕駛員難停車時(shí),可以通過自動(dòng)泊車系統(tǒng)輕松停車,但現(xiàn)實(shí)并非如此,對(duì)于駕駛員可以停入的車位,自動(dòng)泊車系統(tǒng)可以停入;對(duì)于駕駛員需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能停入的車位,自動(dòng)泊車系統(tǒng)卻無法停入;對(duì)于駕駛員難以停入的車位,自動(dòng)泊車系統(tǒng)則更無可能完成操作。自動(dòng)泊車系統(tǒng),現(xiàn)階段更像是一個(gè)雞肋,無法正確滿足駕駛員的需求?,F(xiàn)在的自動(dòng)泊車系統(tǒng),更多的是讓駕駛員體驗(yàn)科技帶來的變化,并不能正真解決駕駛員“難停車”的問題。那自動(dòng)泊車系統(tǒng)未來又會(huì)如何發(fā)展?

毋庸置疑的是,自動(dòng)泊車系統(tǒng)會(huì)隨著感知硬件與軟件系統(tǒng)的技術(shù)提升,不斷得到優(yōu)化,讓自動(dòng)泊車可以真正解決“難停車”的問題。對(duì)于駕駛員難以停入的車位,自動(dòng)泊車功能也可輕松應(yīng)對(duì),自動(dòng)泊車,是汽車未來發(fā)展的趨勢(shì),更是汽車技術(shù)發(fā)展過程中必須完善的一項(xiàng)功能。

且隨著技術(shù)的進(jìn)步與需求的不斷提升,自動(dòng)泊車系統(tǒng)的功能也會(huì)更為全面,尤其是等到自動(dòng)駕駛技術(shù)得以普及時(shí),自動(dòng)泊車系統(tǒng)則不僅僅要完成自動(dòng)泊車的過程,還需要承擔(dān)尋找停車位的過程,屆時(shí)自動(dòng)代客泊車技術(shù)將得到應(yīng)用。自動(dòng)代客泊車作為自動(dòng)泊車的升級(jí)功能,承擔(dān)著解決駕駛員用車最后一公里找車位難、停車難的問題,也將是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛落地必不可少的一項(xiàng)技術(shù),此時(shí)自動(dòng)泊車功能作為自動(dòng)代客泊車技術(shù)中的一項(xiàng)重要操作,需要可以在沒有駕駛員的協(xié)助下,完成各場(chǎng)景的自動(dòng)泊車過程。

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