自動(dòng)泊車不僅是單車智能，隨著未來加入對(duì)外通信，會(huì)產(chǎn)生更多領(lǐng)域間的碰撞。
本文主要從幾個(gè)方面來談?wù)勛詣?dòng)泊車技術(shù)，第一部分是自動(dòng)泊車的發(fā)展歷史，第二部分是自動(dòng)泊車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和一些廠家的方案。值得注意的是，在不同的國家，落實(shí)不同場(chǎng)景自動(dòng)化的意愿也不相同，唯一確定的是，大家都不愛停車，確切的說是不愛找車位和停車。這是整個(gè)汽車智能化和自動(dòng)駕駛里面最迫切的需求，也是一個(gè)比較容易切入的環(huán)節(jié)。
圖1 各個(gè)自動(dòng)駕駛功能的民眾接受度，自動(dòng)泊車需求呼聲很高
第一部分 自動(dòng)泊車的發(fā)展歷史
泊車輔助系統(tǒng)可以分三個(gè)大的階段，分為被動(dòng)式、半自主式泊車輔助、全自動(dòng)泊車。
1)被動(dòng)式：在泊車時(shí)提醒駕駛員前方或車輛后方障礙。在發(fā)展的過程中從只有后方預(yù)警，發(fā)展成車輛往前運(yùn)動(dòng)前方檢測(cè)也有預(yù)警、加入視覺圖像、加入輔助線還有周邊盲區(qū)預(yù)警，到現(xiàn)在最復(fù)雜的是兩種系統(tǒng)結(jié)合，包括倒車?yán)走_(dá)+360度環(huán)視的兩種功能。
圖2 被動(dòng)式泊車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
被動(dòng)式主要利用超聲波傳感器+蜂鳴器+HMI圖標(biāo)來提示駕駛者外部障礙物情況，防止車輛在倒車時(shí)碰撞，一般由下面幾個(gè)功能構(gòu)成：
防碰撞聲音+圖像提示
測(cè)量停車位大小的系統(tǒng)
提供轉(zhuǎn)彎角度的提示
提供后視圖像和輔助線檢測(cè)
360度環(huán)視圖像
被動(dòng)式是充分考慮了成本的系統(tǒng)，采用低成本的超聲傳感器來實(shí)現(xiàn)倒車時(shí)候的障礙物檢測(cè)，一般距離為1米～1.5米的情況，消費(fèi)者對(duì)此類系統(tǒng)接受度高。
2)半主動(dòng)式泊車輔助
隨著自動(dòng)化水平的提高，各個(gè)汽車公司都想要幫助駕駛者更好地停車，所以開發(fā)出不同的系統(tǒng)如Toyota Intelligent Park Assist、BMW Park Assistant、VW/AUDI Parking System Plus with Rear View Camera、Daimler Parktronic with Active Parking Assist和Ford Active Park Assist，這些系統(tǒng)的特點(diǎn)是一般需要駕駛員來負(fù)責(zé)油門和剎車，車輛幫忙計(jì)算軌跡路徑，幫助駕駛員入庫。
圖3 半自動(dòng)泊車系統(tǒng)的一些對(duì)比
圖4 法雷奧Park 4U系統(tǒng)
如圖4所示法雷奧的Park 4U，其系統(tǒng)構(gòu)成為：
超聲傳感器
半自動(dòng)泊車ECU 控制器
外部傳感器：輪速、加速、轉(zhuǎn)彎角度、轉(zhuǎn)矩、車速、變速箱情況
HMI按紐和前后報(bào)警蜂鳴器
EPS控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
對(duì)消費(fèi)者來說，檔位需要控制、加速和減速都需要控制，整個(gè)過程的責(zé)任需要承擔(dān)。各車企，在HMI、車位大小上面有差異，基本的操作沒有差異。J.D. Power的《2015年駕駛員汽車交互體驗(yàn)報(bào)告》(2015 Driver Interactive Vehicle Experience (DrIVE) Report)顯示，“最沒用汽車新技術(shù)”榜單上半自動(dòng)泊車排第三位，1/3車主都不會(huì)去嘗試這個(gè)功能，因?yàn)椴]有什么用。
3)全自動(dòng)泊車
從半自動(dòng)泊車到全自動(dòng)泊車的進(jìn)化過程中：
首要點(diǎn)：人是否需要在車內(nèi)，僅通過手機(jī)可以指揮車進(jìn)行泊車。
檔位：在泊車過程中軌跡計(jì)算需要調(diào)整的時(shí)候，出現(xiàn)不成功的情況，系統(tǒng)是否有切換檔位、實(shí)現(xiàn)前后進(jìn)退的權(quán)限。
加速：系統(tǒng)有沒有權(quán)限來自己進(jìn)行加速。
剎車：系統(tǒng)是不是會(huì)檢測(cè)到碰撞之后控制剎車系統(tǒng)。
可以看到這基本上是整個(gè)泊車把人的工作全部接盤過去的過程。
圖5 從半自動(dòng)到全自動(dòng)泊車
我們看到的就是比較酷的人在外面用手機(jī)進(jìn)行操控：
圖6 智能手機(jī)操控自動(dòng)泊車
當(dāng)然這一部分，人還是需要找到車位的。目前正在研究的所謂Valet Parking(停車場(chǎng)自動(dòng)泊車)，就完全是不需要你去找到那個(gè)車位的概念了。在某些充電運(yùn)營的模式中，Valet Parking被賦予更多的意義：
1.停車位的自動(dòng)搜索：車輛自動(dòng)地尋找空車位，而且發(fā)現(xiàn)空車位。
2.電動(dòng)車的無線充電：對(duì)電池進(jìn)行無線充電。
3.充電完成之后的停車位分離：充電完成后，系統(tǒng)自動(dòng)將充電槽釋放給其它電動(dòng)車輛，轉(zhuǎn)而尋找普通停車位。
4.乘客召喚使用車輛：在限定運(yùn)行的場(chǎng)景出口處，將車輛交還給所有人。
圖7 停車場(chǎng)自動(dòng)泊車(V-Charge)
第二部分 停車場(chǎng)自動(dòng)泊車的結(jié)構(gòu)
其實(shí)從被動(dòng)輔助停車(L0)→半自動(dòng)泊車(L1)→全自動(dòng)泊車(L2)→停車場(chǎng)自動(dòng)泊車(L3與L4之間)，是一步步迭代和改進(jìn)的過程。停車場(chǎng)自動(dòng)泊車之所以是L3和L4之間，主要是沒人介入了，但需要在特殊場(chǎng)景里面，而且是低速行駛。我們把Valet Parking需要做的事情進(jìn)行分解：
1.與停車場(chǎng)設(shè)施進(jìn)行通信，獲取地圖和管理系統(tǒng)分配的可以泊車車位位置和編號(hào)信息。
2.進(jìn)行定位和路徑規(guī)劃，自主決策來確定過去的路徑。
2.1 執(zhí)行低速無人駕駛前往待停車位
2.2 遇到障礙物的時(shí)候緊急制動(dòng)(前后方都需要
圖8 靠近車位路徑規(guī)劃
3.車庫位置的自動(dòng)入位
3.1 檢測(cè)周邊環(huán)境、車位的信息，制定入庫策略
3.2 自動(dòng)轉(zhuǎn)彎進(jìn)入
3.3 如果有緊急情況進(jìn)行剎車
圖9 車輛入庫軌跡計(jì)劃
所以這個(gè)故事比較簡(jiǎn)單，我們可以看到全球幾乎所有的車企都在籌劃這些方案，比較典型的如V-Charge大眾方案、雷諾方案、本田方案。關(guān)于傳感器、地圖等配置以及具體技術(shù)路線有兩個(gè)案例：
案例一——V-Charge方案
攝像頭+超聲波傳感器被安排成360°覆蓋周圍環(huán)境。
12 個(gè)超聲傳感器負(fù)責(zé)短距離探測(cè)。
2個(gè)雙目立體攝像頭。
4個(gè)魚眼攝像頭，做360度環(huán)視。
連接到遠(yuǎn)程停車場(chǎng)服務(wù)器后，車輛定位會(huì)接收到專門設(shè)計(jì)的地圖+停車場(chǎng)的道路網(wǎng)絡(luò)信息。
本地地圖存儲(chǔ)了停車場(chǎng)的所有地方，使車輛可以根據(jù)攝像的信息來確定自身位置。
不依賴于GPS傳感器，從而使導(dǎo)航也是在室內(nèi)環(huán)境中，如地下停車位(GPS不可用時(shí))，并完善提供厘米級(jí)的精度。
這里配合無線充電，停車場(chǎng)的費(fèi)用管理，加了不少別的東西進(jìn)去。
圖10 V-Charge方案
案例二——法雷奧方案
超聲傳感器：必須短距離測(cè)距，前后各6個(gè)，12個(gè)標(biāo)配。
視覺傳感器：一般用兩個(gè)雙目傳感器(前后)，視覺是主要解決車位的形狀和定位問題的。
激光雷達(dá)用的是SCALA 的激光雷達(dá)，好處是可靠性更高一些。
這個(gè)更加純粹一些，因?yàn)榭傮w而言，它是按照方案來走的，而不是演示項(xiàng)目的概念。
結(jié)語
總的來說，未來停車場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施智能化，特別是建立一個(gè)局部道路分配的計(jì)算云以后，會(huì)與路上所有的智能車輛之間通信交互和協(xié)同。自動(dòng)泊車未來會(huì)涉及到諸多領(lǐng)域之間碰撞，使智能后臺(tái)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)終端開始博弈整個(gè)智能化的未來。
參考資料：
圖1、圖3、圖4和圖5出自法雷奧2015-06 Engaging the Open Source Gear Impact on an Automotive Supplier.
圖2出自《Handbook of intelligent vehicle》中31章 Parking Assist和《Handbook of Driver Assistance Systems》.
圖6 、圖7和圖10出自V-Charge Project Overview.
圖8和圖9出自Design and Implementation of Parking Control Algorithm for Autonomous Valet Parking.
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