一文读懂自动驾驶泊车技术

智驾最前沿 2022-11-15 08:30 502浏览 0评论 0点赞

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世界上第一辆汽车是德国人卡尔·本茨于1885年制造的，尽管和现代汽车相比它的性能并不完善，但由于使用到内燃机和实现了自动化，它的诞生具有划时代的重要意义。细心的朋友不难发现，汽车的英文”Automobile“，就分别有“自动”和“移动”的复合含义。

从第一部真正意义上的汽车面世至今，已经过了100多年的时间，汽车不仅在自动化和电气化方面有了飞速发展，还出现了智能化的趋势。“自动泊车”就是一个大家非常熟悉的功能，透过它我们能看到汽车智能化发展的缩影。

什么是“自动泊车”

自动泊车系统简称APS，它是英文Automated Parking System的缩写。

搭载有自动泊车功能的汽车可以不需要人工干预，通过车载传感器、处理器和控制系统的帮助就可以实现自动识别车位，并自动完成泊车入位的过程。一般来说，在20万以上的中高端汽车上往往才有搭载，或者作为一项选装功能独立存在。

自动泊车系统可以大大简化泊车过程，特别是在极端狭窄的地方，或者是对于新手而言，自动泊车系统可以带来更加智能和更加便捷的体验。

“自动泊车”原理是什么？

自动泊车系统由多组传感器组成，比如遍布车身的雷达、摄像头等等，在采集好图像、距离等相关数据后，数据会传输给处理器，处理器将采集到的数据分析处理，形成自动泊车策略再将其转换成信号，控制系统接受到信号后依据指令控制汽车做出诸如转向、倒车和制动等动作，直至泊车过程完成。

自动泊车过程可以分为三个部分：车位探测、路径规划和路径追踪，就是我们通常理解的数据采集、路线生成和泊车执行。接下来我们通过一个实例，来看看自动泊车过程中的第一步--车位探测是怎样做到的.....

在车位检测过程中，需要车辆速保持在一定范围以内（通常是15-25km/h之间），这个时候车身两侧的超声波雷达开始工作，连续扫描车位两侧的泊车空间。

如图所示，当车辆3行驶到接车辆 1 时，右测雷达探测到车辆 1 ，随着车辆 3 继续向前行驶，雷达测距在小范围内不断更新侧向距离；当车辆 3 驶离车辆 1 时，雷达测距发生明显跳变；当车辆 3 探测到车辆 2 时，雷达测距又会在小范围内变化……很明显，车辆行程 Xa3 与 Xa2 之间的差值就是泊车位的长度，而侧向距离 Ya2 与 Ya1 之间的差值就是泊车位的宽度，这就是基于超声波测距技术的车位探测的基本原理。

路径规划就更加复杂了，它需要一套严谨的算法和建模过程，最终形成最佳路径和控制策略，才能进入到下一个执行环节--路径追踪。例如，几何路径规划法能够根据车辆与车位之间的相对位置，准确规划出无碰撞且完全考虑约束空间的泊车最佳路径，保障自动泊车的准确性和安全性。路径规划运算量庞大，并且运算过程极为复杂，在这里就不做过多讲解。

现实中的”自动泊车“

现实中的自动泊车功能使用起来既简便又高效，它可以辅助驾驶员完成自动泊入、水平泊出、自选车位等操作。接下来我们以汉EV为例，看看比亚迪的自动泊车功能。

通过多媒体或自动泊车按键，就可以开启或者关闭自动泊车功能。系统通过车辆两侧的超声波传感器和全景摄像头传，自动搜索车辆左右侧可用的停车位。在自选车位模式下，驾驶员在系统探测范围内自动选择合适的车位。当车位被选择后，驾驶员按照多媒体显示屏上的相关信息提示停车并点击开始泊车按键，系统可自动进入泊车模式。该模式下系统可以自动规划泊车轨迹，并控制车辆的挡位、转向、制动、车速等使其驶入规划的车位。

简单的说，就是首先在挂入倒挡后选择“自动泊车”，接着将车速保持在25km/h以下以便车辆主动识别停车位。最后，选择自己想停的车位，剩下的就是松开刹车踏板，全程交由自动泊车功能独自完成。自动泊车时按下提示区域的“暂停”按键可以暂停泊车，再按下“开始”恢复泊车，在必要时还可以直接踩下刹车踏板，这时自动泊车过程便会立即终止。

需要注意的是，自动泊车仅仅是驾驶辅助功能，驾驶员仍需要时刻保持对车辆的控制，对车辆安全负有全部责任，特别是需要时刻注意车辆周边环境，时刻准备刹车方便避让行人。值得一提的是，包括汉EV在内的多款自主汽车甚至具备APP遥控驾驶的功能，在狭小的空间里也能一键实现挪车神操作，赋予了自动泊车新玩法和新内涵。