APA :Auto parking Assist 自动泊车辅助 RPA:Remote parking Assist 远程泊车辅助 AVP:Automated Valet Parking 自动代客泊车 前言 自动泊车是指汽车自动泊车入位不需要人工控制,系统能够自动帮你将车辆停入车位,在倒车入库中可谓是驾驶者的一项利器。当我们找到一个理想的停车地点,只需轻轻启动按钮、坐定、放松,其他一切即可自动完成。自动泊车技术同样适用于主动避撞系统,并最终实现汽车的自动驾驶。 不同的自动泊车系统采用不同的方法来检测汽车周围的物体。 有些在汽车前后保险杠四周装上了感应器,它们既可以充当发送器,也可以充当接收器。这些感应器会发送信号,当信号碰到车身周边的障碍物时会反射回来。 然后,车上的计算机会利用其接收信号所需的时间来确定障碍物的位置。 他一些系统则使用安装在保险杠上的摄像头或雷达来检测障碍物。 但最终结果都是一样的,汽车会检测到已停好的车辆、停车位的大小以及与路边的距离,然后将车子驶入停车位。不过环境条件对车位测量和停车入位过程有一定的影响,例如树叶、废弃物或者冰雪盖住路沿时,驻车转向辅助系统可能很难识别路沿。 在汽车智能化的浪潮中,车载传感器发展迅速,越来越多搭载了先进传感器的汽车进入了我们的视野。比如能够在高速公路上实现单车道巡航的凯迪拉克CT6,以及交通严重拥堵时解放驾驶员时间的奥迪A8,以及能够轻松实现高速公路自动驾驶、上下匝道的特斯拉Model系列的车型。 公众对自动驾驶的认识主要集中在高速、环路,解决的是“开车”的问题。其实自动驾驶技术除了能开得一手好车外,还可以帮助解决新老司机都比较头痛的停车问题。泊车辅助系统目前已经发展至第三代,从最开始的驾驶员必须在车内配合挂挡完成泊车,发展到驾驶员可以站在车外5米使用手机控制泊车,最后到汽车自己学习泊车路线,完成固定停车位或自家车库的泊车。 APA超声波雷达的探测范围远而窄,常见APA最远探测距离为5米;UPA超声波雷达的探测范围近而宽,常见的UPA探测距离为3米。不同的探测范围决定了他们不同的分工。 APA超声波雷达的作用是在汽车低速巡航时,完成空库位的寻找和校验工作。如下所示,随着汽车低速行驶过空库位,安装在前侧方的APA超声波雷达的探测距离有一个先变小,再变大,再变小的过程。一旦汽车控制器探测到这个过程,可以根据车速等信息得到库位的宽度以及是否是空库位的信息。后侧方的APA在汽车低速巡航时也会探测到类似的信息,可根据这些信息对空库位进行校验,避免误检。 使用APA超声波雷达检测到空库位后,汽车控制器会根据自车的尺寸和库位的大小,规划出一条合理的泊车轨迹,控制方向盘、变速箱和油门踏板进行自动泊车。在泊车过程中,安装在汽车前后的8个UPA会实时感知环境信息,实时修正泊车轨迹,避免碰撞。 APA自动泊车辅助需要驾驶员在车内实时监控,以保证泊车顺利完成,属于SAE Level 2级别的自动驾驶技术。对泊车辅助一代做一个简单的技术盘点,如下图所示。 泊车辅助二代:RPA远程遥控泊车 RPA(Remote Parking Asist)远程遥控泊车辅助系统是在APA自动泊车技术的基础之上发展而来的,车载传感器的配置方案与第一代类似。它的诞生解决了停车后难以打开自车车门的尴尬场景,比如在两边都停了车的车位,或在比较狭窄的停车房。RPA远程遥控泊车辅助系统常见于特斯拉、宝马7系、奥迪A8等高端车型中。 泊车辅助三代:自学习泊车 在汽车变得越来越聪明后,驾驶员的期望也越来越高。他们希望在大雨天下班时,不用自己冒雨取车,而是用手机发送指令后,汽车能自己启动,泊出车位,并行驶到他们面前。 这个时候热心观众就要问了:这个功能看起来确实很高端,但是并没有解决汽车行驶到我面前的问题。 好问题,接下来要说的就是自学习泊车辅助系统的核心技术——SLAM(Simultaneous Localization And Mapping,即时定位与地图构建)。SLAM最早应用于军事领域,随后是机器人领域,近两年才被广泛应用到汽车领域。我将用一个非常简单的例子让大家了解SLAM技术。 泊车辅助四代:AVP自动代客泊车 最理想的泊车辅助场景应该是,我们把车开到办公楼下后,直接去办正事,把找停车位和停车的工作交给汽车,汽车停好后,发条信息给驾驶员,告知自己停在哪。在我们下班时,给汽车发条信息,汽车即可远程启动、泊出库位,并行驶到驾驶员设定的接驳点。 除了以上提到的传感器外,实现VP还需要引入停车场的高精度地图,再配合SLAM或视觉匹配定位的方法,才能够让汽车知道它现在在哪,应该去哪里寻找停车位。 除了自行寻找停车位外,具备VP功能的汽车还可以配合智能停车场更好地完成自动代客泊车的功能。智能停车场需要在停车场内安装一些必要的基础设施,比如摄像头、地锁等。这些传感器不仅能够获取停车位是否被占用,还能够知道停车场的道路上是否有车等信息。将这些信息建模后发送给汽车,汽车就能够规划出一条更为合理的路径,行驶到空车位处了。 总结 泊车辅助系统的发展并不是一蹴而就,而是逐步发展而来的。从最初简单的超声波雷达的应用,到引入手机和车载蓝牙提供更为丰富的泊车功能,再到SLAM技术的引入,最后到各种车载传感器的融合与通信技术的应用。每一次的功能迭代都离不开车载传感器技术、基础设施建设、算法以及通信技术的成熟。 |
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