一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，包括方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)傳感器、電源處理模塊、輪速信號(hào)傳感器、長距離超聲波傳感器、短距離超聲波傳感器、左/右轉(zhuǎn)向信號(hào)傳感器、倒檔信號(hào)傳感器、微處理器、EPS轉(zhuǎn)矩輸出、EPS轉(zhuǎn)角輸出、語音提示模塊和蜂鳴器等。自動(dòng)泊車系統(tǒng)啟動(dòng)后，系統(tǒng)開始尋找車位，找到合適車位后，系統(tǒng)提示駕駛員停車并掛入倒檔準(zhǔn)備泊車，接下來，系統(tǒng)根據(jù)規(guī)劃的路徑自主轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤進(jìn)行自動(dòng)泊車。該系統(tǒng)為自動(dòng)泊車系統(tǒng)，控制器可以根據(jù)傳感器感知的環(huán)境數(shù)據(jù)自動(dòng)完成泊車過程，無需駕駛員操作方向盤，使整個(gè)泊車過程快速高效。
【專利說明】一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車泊車系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車輔助泊車系統(tǒng)控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車保有量迅速增長，城市停車難的問題日益突出，所以在有限的車位中快速地找到車位，并且準(zhǔn)確、安全地駛?cè)胪＼囄皇敲课获{駛員所追求的目標(biāo)。近年來，某些高檔汽車上出現(xiàn)的自動(dòng)泊車系統(tǒng)可以輔助駕駛員輕松、安全的泊車。系統(tǒng)開啟后，系統(tǒng)通過超聲波探頭自動(dòng)尋找車位，找到車位后給出提示，駕駛員掛入倒檔，系統(tǒng)根據(jù)感知的車輛位置信息規(guī)劃路徑并跟蹤路徑，控制電動(dòng)機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，使汽車自動(dòng)駛?cè)胪＼囄?，駕駛員只要控制油門和剎車。
[0003]中國專利CN201120224701.5提出了一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過雷達(dá)傳感器采集數(shù)據(jù)，并通過CAN總線進(jìn)行汽車轉(zhuǎn)向控制及連接原車顯示系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示自動(dòng)泊車系統(tǒng)工作過程提示信息。但是該專利并沒有提及相應(yīng)的控制器和控制方法。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提出自動(dòng)泊車系統(tǒng)的控制器，給出自動(dòng)泊車系統(tǒng)的實(shí)施方案。
[0005]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，包括倒檔信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、左/右轉(zhuǎn)向信號(hào)傳感器、短距離超聲波傳感器、長距離超聲波傳感器、輪速信號(hào)傳感器、電源處理模塊語音提示模塊、蜂鳴器、EPS轉(zhuǎn)矩輸出和EPS轉(zhuǎn)角輸出，所述倒檔信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、左/右轉(zhuǎn)向信號(hào)傳感器、短距離超聲波傳感器、長距離超聲波傳感器、輪速信號(hào)傳感器、電源處理模塊語音提不模塊、蜂鳴器、EPS轉(zhuǎn)矩輸出和EPS轉(zhuǎn)角輸出分別與微處理器連接。
[0006]上述方案中，所述微處理器選用8位單片機(jī)XC866作為處理芯片。
[0007]上述方案中，所述語音提示模塊包括WTV040-16S。
[0008]上述方案中，所述電源處理模塊包括LC 31型濾波電路、12V穩(wěn)壓電路、DC-DC隔離電路和3.3V穩(wěn)壓電路，所述LC 型濾波電路包括兩個(gè)電容和一個(gè)電感，所述12V穩(wěn)壓電路包括L7812CV，所述DC-DC隔離電路包括芯片IB1205S/D-2W和外圍電容，所述3.3V穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片REGl 117-3.3。
[0009]上述方案中，所述輪速信號(hào)傳感器包括RC型濾波電路、電壓比較電路和光耦隔離電路，所述電壓比較電路包括電壓比較器LM339，所述光耦隔離電路包括光耦TLP521-4。
[0010]上述方案中，所述方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)傳感器為LH3型EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角傳感器(SX4300A)。
[0011]上述方案中，所述長距離超聲波傳感器和短距離超聲波傳感器安裝在車輛外殼上，分別包括光耦芯片和外圍電阻。
[0012]上述方案中，所述左/右轉(zhuǎn)向信號(hào)傳感器安裝在轉(zhuǎn)向柱上，包括光耦芯片和外圍電阻。
[0013]上述方案中，所述倒檔信號(hào)傳感器安裝在變速箱上，包括光耦芯片和外圍電阻。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:控制器可以根據(jù)探頭感知的環(huán)境數(shù)據(jù)自動(dòng)完成泊車過程，無需駕駛員操作方向盤，使整個(gè)泊車過程快速高效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器的組成示意圖
[0016]圖2是一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器的電源處理模塊
[0017]圖3是一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器的轉(zhuǎn)速信號(hào)處理流程圖
[0018]圖4是一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器的控制方向盤自動(dòng)轉(zhuǎn)自原理圖
[0019]圖5是一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器的主程序流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0021]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:控制器由方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)傳感器、電源處理模塊、輪速信號(hào)傳感器、長距離超聲波傳感器、短距離超聲波傳感器、左/右轉(zhuǎn)向信號(hào)傳感器、倒檔信號(hào)傳感器、微處理器、EPS轉(zhuǎn)矩輸出、EPS轉(zhuǎn)角輸出、語音提不模塊和蜂鳴器等組成，以微處理器為中心，其他模塊分別與微處理器相連。
[0022]其中BAT:電源正輸入，GND:電源地輸入，WS_L:左輪速信號(hào)，WS_R:右輪速信號(hào)，L_sensor:左側(cè)長距離超聲波探頭信號(hào)，R_sensor:右側(cè)長距離超聲波傳感器信號(hào)，Sensorll:短距離超聲波探頭信號(hào)，L or R:左或右轉(zhuǎn)向信號(hào)，Tlf TI2:方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)輸入，ΡΙΓΡΙ3:方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)輸入，Reverse signal:倒檔信號(hào)輸入，Τ0ΓΤ02:輸出到EPS控制器的模擬轉(zhuǎn)矩信號(hào)，POf Ρ03:輸出到EPS控制器的轉(zhuǎn)角信號(hào)，ΑΜΡ_Ρ:揚(yáng)聲器正端輸入，ΑΜΡ_Ν:揚(yáng)聲器負(fù)端輸入。
[0023]方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器用來處理從LH3型EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角傳感器(SX4300A)獲取的轉(zhuǎn)矩信號(hào)，由于從方向盤傳感器獲取的轉(zhuǎn)矩信號(hào)的負(fù)載電流較小，而且要求輸出的電壓脈動(dòng)也較小，所以，設(shè)置RCJi型濾波電路，濾波電路由兩個(gè)電容一個(gè)電阻組成，濾除掉方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)中的干擾信號(hào)，將穩(wěn)定的方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)發(fā)送給微處理器。
[0024]方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)傳感器用來處理從LH3型EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角傳感器(SX4300A)獲取的轉(zhuǎn)角信號(hào)，由于從方向盤傳感器獲取的轉(zhuǎn)矩信號(hào)的負(fù)載電流較小，而且要求輸出的電壓脈動(dòng)也較小，所以，設(shè)置RCJi型濾波電路，濾波電路由兩個(gè)電容一個(gè)電阻組成，濾除掉方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)中的干擾信號(hào)，將穩(wěn)定的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)發(fā)送給微處理器。
[0025]電源處理模塊用來產(chǎn)生控制器各芯片所需的電壓，包括LCji型濾波電路、12V穩(wěn)壓電路、DC-DC隔離電路、3.3V穩(wěn)壓電路。LC π型濾波電路由兩個(gè)電容和一個(gè)電感組成，濾波電路的輸出連接12V穩(wěn)壓電路；12V穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓芯片L7812CV和外圍濾波電容組成，經(jīng)過穩(wěn)壓后的12V電壓給超聲波探頭供電，12V穩(wěn)壓電路的輸出連接DC-DC隔離電路；DC-DC隔離電路由芯片IB1205S/D-2W和外圍電容組成，該電路把+12V電壓轉(zhuǎn)換成+5V，并且用來隔離控制器的模擬電路和數(shù)字電路，DC-DC隔離電路的輸出連接3.3V穩(wěn)壓電路；
3.3V穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓芯片REG1117-3.3和外圍濾波電容組成，產(chǎn)生的3.3V電源給微處理器芯片和語音芯片供電。
[0026]輪速信號(hào)傳感器安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)的內(nèi)側(cè)，用來調(diào)理左右輪的輪速信號(hào)，調(diào)理左右輪的電路相同，均包括RC型濾波電路、電壓比較電路、光耦隔離電路，將RC型濾波電路、電壓比較電路、光耦隔離電路依次串接起來，由于輪速信號(hào)是有正有負(fù)的方波信號(hào)，因此需要將其轉(zhuǎn)化成微處理器可以接收的高低電平信號(hào)，首先通過由電阻、電容組成的RC型濾波電路，濾除掉一部分干擾信號(hào)，并且將其作為輸入信號(hào)輸入到電壓比較電路；電壓比較電路用來比較輸入的輪速信號(hào)電壓與設(shè)定的參考電壓的大小，并用輸出高、低電平來表不輸出結(jié)果，電壓比較電路是用電壓比較器LM339及外圍電路組成的，如果輪速信號(hào)電壓比設(shè)定的參考電壓大，就輸出高電平，比參考電壓低就輸出低電平；光1禹隔離電路把方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合微處理器的電平信號(hào)，由光耦TLP521-4和外圍電路組成，光耦隔離電路另一個(gè)作用是隔離模擬電路和微處理器間的相互干擾。
[0027]長距離超聲波傳感器和短距離超聲波傳感器都是用來調(diào)理超聲波探頭探測的距離信號(hào)，分別安裝在車體外殼上，包括光耦芯片和外圍電阻，輸出連接微處理器。
[0028]左/右轉(zhuǎn)向信號(hào)傳感器安裝在轉(zhuǎn)向管柱上，是把左轉(zhuǎn)向或者右轉(zhuǎn)向的信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合微處理器輸入端口電平范圍的高/低電平信號(hào)，由光耦和電阻組成。
[0029]倒檔信號(hào)傳感器安裝在變速箱上，也是由光耦和電阻組成，目的是在需要倒檔是提醒駕駛員切換檔位。
[0030]微處理器是控制器的中心，接收輪速信號(hào)、超聲波距離信號(hào)和開關(guān)選擇信號(hào)，根據(jù)這些信號(hào)規(guī)劃泊車路徑并跟蹤路徑，輸出語音信號(hào)給語音信號(hào)處理模塊、輸出警示信號(hào)、通過指示燈告知駕駛員控制器的運(yùn)行狀況。本控制器選用8位單片機(jī)XC866作為處理芯片，該芯片資源豐富、運(yùn)行速度快，而且是汽車級(jí)單片機(jī)，適應(yīng)汽車使用壞境，安全可靠。
[0031]EPS轉(zhuǎn)矩輸出、EPS轉(zhuǎn)角輸出模塊的功能是根據(jù)微處理器對車輛位置信息規(guī)劃路徑并計(jì)算出相應(yīng)路徑之后，并結(jié)合方向盤當(dāng)前轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角電壓信號(hào)，將當(dāng)前泊車所需的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)角電壓信號(hào)輸出給EPS控制器，從而控制方向盤自主轉(zhuǎn)動(dòng)，完成泊車操作。
[0032]語音處理模塊由語音芯片WTV040-16S和外圍電阻電容組成，作用是根據(jù)微處理器發(fā)出的選址信號(hào)輸出預(yù)先錄制的語音信號(hào)給揚(yáng)聲器，語音芯片內(nèi)部自帶功率放大器，所以只要配置外圍的電阻電容就可以放大語音信號(hào)。蜂鳴器的作用是泊車過程中汽車周圍突然出現(xiàn)障礙物的時(shí)候發(fā)出警示信號(hào)，蜂鳴器鳴響的頻率表示離障礙物的距離。
[0033]泊車之前，駕駛員按下泊車系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕，泊車系統(tǒng)開始工作，首先對處理器各模塊初始化，接下來控制器自檢，包括檢查超聲波探頭、輪速探頭和電源等，一旦發(fā)現(xiàn)故障，程序自行跳出循環(huán)，并輸出故障信號(hào)，如果自檢通過了，超聲波探頭開始探測車位，處理器記錄本車與已停車輛的距離和車位的大小，找到車位后，控制器通過語音提示駕駛員找到車位，要求駕駛員手離開方向盤并掛入倒檔，控制器根據(jù)探測的位置信息規(guī)劃出泊車軌跡。以右側(cè)平行泊車為例，汽車到達(dá)第一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)時(shí)，EPS控制器控制電機(jī)帶動(dòng)方向盤自動(dòng)向右打死方向盤，汽車往后倒，往后倒的軌跡長度由處理器規(guī)劃的路徑?jīng)Q定，輪子實(shí)際走過的軌跡長度對輪速信號(hào)計(jì)算得到，這樣就可以準(zhǔn)確地跟蹤規(guī)劃的軌跡，汽車走過一段距離后，EPS控制器控制電機(jī)帶動(dòng)方向盤自動(dòng)回正方向盤并繼續(xù)往后倒，直線往后倒的距離也是規(guī)劃好的，駛過一段距離后，EPS控制器控制電機(jī)帶動(dòng)方向盤自動(dòng)向左打死方向盤繼續(xù)往后倒，直至汽車停正，泊車完畢提示駕駛員關(guān)閉泊車系統(tǒng)。泊車過程中在每一個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)點(diǎn)，控制器都會(huì)通過超聲波探頭測量本車與其他車輛之間的距離，判斷實(shí)際軌跡是否嚴(yán)重超出規(guī)劃路徑，如果誤差很大，控制器提示駕駛員此次泊車失敗。
[0034]所述實(shí)施例為本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，其特征在于:包括倒檔信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、左/右轉(zhuǎn)向信號(hào)傳感器、短距離超聲波傳感器、長距離超聲波傳感器、輪速信號(hào)傳感器、電源處理模塊語音提不模塊、蜂鳴器、EPS轉(zhuǎn)矩輸出和EPS轉(zhuǎn)角輸出，所述倒檔信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器、左/右轉(zhuǎn)向信號(hào)傳感器、短距離超聲波傳感器、長距離超聲波傳感器、輪速信號(hào)傳感器、電源處理模塊語音提示模塊、蜂鳴器、EPS轉(zhuǎn)矩輸出和EPS轉(zhuǎn)角輸出分別與微處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述微處理器選用8位單片機(jī)XC866作為處理芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述語音提示模塊包括 WTV040-16S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述電源處理模塊包括LC 31型濾波電路、12V穩(wěn)壓電路、DC-DC隔離電路和3.3V穩(wěn)壓電路，所述LC π型濾波電路包括兩個(gè)電容和一個(gè)電感，所述12V穩(wěn)壓電路包括L7812CV，所述DC-DC隔離電路包括芯片IB1205S/D-2W和外圍電容，所述3.3V穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片REGl 117-3.3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述輪速信號(hào)傳感器包括RC型濾波電路、電壓比較電路和光耦隔離電路，所述電壓比較電路包括電壓比較器LM339，所述光耦隔離電路包括光耦TLP521-4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述方向盤轉(zhuǎn)矩信號(hào)傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)傳感器為LH3型EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角傳感器(SX4300A)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述長距離超聲波傳感器和短距離超聲波傳感器安裝在車輛外殼上，分別包括光耦芯片和外圍電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述左/右轉(zhuǎn)向信號(hào)傳感器安裝在轉(zhuǎn)向柱上，包括光耦芯片和外圍電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述倒檔信號(hào)傳感器安裝在變速箱上，包括光耦芯片和外圍電阻。
【文檔編號(hào)】B62D101/00GK203974805SQ201420386706
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】華一丁, 江浩斌, 馬世典, 唐斌, 吳狄 申請人:江蘇大學(xué)