本發(fā)明涉及一種倒車系統(tǒng)，具體涉及一種基于圖像傳感器的自動倒車系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著社會的發(fā)展以及人們生活水平的提高，國內(nèi)汽車保有量越來越大，而由于駕駛員操作不當(dāng)造成的交通事故也層出不窮。車載后視系統(tǒng)越來越成為駕駛過程中不可或缺的一部分，但即使有車載后視系統(tǒng)，由于駕駛員倒車操作不當(dāng)而發(fā)生事故的情況依然存在。目前市場上已出現(xiàn)自動泊車輔助系統(tǒng)，應(yīng)用在一些高端品牌車型當(dāng)中，如奔馳奧迪等，但普遍成本較高，且并未做到全自動控制，還需人為進(jìn)行操作。如奔馳的自動泊車輔助系統(tǒng)，是借助前后保險杠上安裝的十組超聲波感應(yīng)器來實(shí)現(xiàn)輔助的泊車系統(tǒng)，不是從根本上改變泊車習(xí)慣，例如還是需要車主踩剎車，掛檔。

由于我國汽車工業(yè)發(fā)展起步較晚，所以國內(nèi)自動泊車系統(tǒng)相關(guān)專業(yè)的研究起步也相對較晚。截至目前，自動泊車系統(tǒng)依然處于研究院和高校的理論研究階段，并沒有投入實(shí)際汽車工業(yè)中。但是，隨著我國汽車工業(yè)和自動化以及信息化技術(shù)的發(fā)展，我國對智能車的相關(guān)研發(fā)工作已取得長足的進(jìn)步。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員旨在提供一種成本相對低廉、實(shí)現(xiàn)泊車的自動控制、避免手動倒車中可能會出現(xiàn)誤操作的基于圖像傳感器的自動倒車系統(tǒng)及其控制方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種基于圖像傳感器的自動倒車系統(tǒng)及其控制方法，用于實(shí)現(xiàn)汽車的自動倒車入庫。本發(fā)明解決了人工倒車的繁雜和誤操作問題，實(shí)現(xiàn)倒車入庫的完全自動化；且成本相對低廉，避免了手動倒車中可能會出現(xiàn)的誤操作。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于圖像傳感器的自動倒車系統(tǒng)，包括安裝于小車正上方的圖像傳感器、用于控制小車前輪轉(zhuǎn)向的舵機(jī)、用于控制后輪轉(zhuǎn)動的直流電機(jī)，還包括主控制器；所述圖像傳感器視場的中點(diǎn)與車身中線相交；在車后輪兩側(cè)安裝有用于采集車輪轉(zhuǎn)速的編碼器，所述圖像傳感器及編碼器的輸出端均與主控制器的輸入端電連接，所述主控制器的輸出端與舵機(jī)及直流電機(jī)的輸入端電連接；所述主控制器與上位機(jī)之間雙向通信連接。

優(yōu)選的，所述主控制器選用STM32微控制器。

本發(fā)明還提供了上述基于圖像傳感器的自動倒車系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟：

S1、需要倒車時，上位機(jī)發(fā)送控制命令，圖像傳感器采集圖像傳輸至主控制器；

S2、主控制器檢測到停車框的參考信息，調(diào)整舵機(jī)和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動，使車身不斷靠近參考信息，并實(shí)時反饋圖像數(shù)據(jù)至主控制器，主控制器根據(jù)實(shí)時的圖像數(shù)據(jù)控制舵機(jī)和直流電機(jī)進(jìn)行適時調(diào)整；

S3、直至停車完成，車身恰好完全停入停車框。

或者，該控制方法包括如下步驟：

S1、需要倒車時，上位機(jī)發(fā)送控制命令，圖像傳感器采集圖像傳輸至主控制器；主控制器將采集到的圖像實(shí)時傳往上位機(jī)，方便觀察；

S2、主控制器檢測到停車框的參考信息；調(diào)整舵機(jī)和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動，使車身不斷靠近參考信息，并實(shí)時反饋圖像數(shù)據(jù)至主控制器，主控制器根據(jù)實(shí)時的圖像數(shù)據(jù)控制舵機(jī)和直流電機(jī)進(jìn)行適時調(diào)整；主控制器將實(shí)時反饋得到的圖像數(shù)據(jù)實(shí)時傳往上位機(jī)，方便觀測，且駕駛者可根據(jù)實(shí)時狀況進(jìn)行人工干預(yù)、人工輸入操作指令；

S3、直至停車完成，車身恰好完全停入停車框。

進(jìn)一步的，所述步驟S2還包括：

S20、主控制器檢測到停車框線的長和寬，取長邊底部的兩點(diǎn)，計算中點(diǎn)位置作為參考信息；調(diào)整舵機(jī)和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動，使車身中線與該點(diǎn)相交，并實(shí)時反饋圖像數(shù)據(jù)至主控制器；

S21、當(dāng)下一幀圖像到來繼續(xù)執(zhí)行上述步驟，直至中點(diǎn)參考信息退出視場；若中點(diǎn)退出視場之前連續(xù)至少三幀圖像中線始終與中點(diǎn)相交，則根據(jù)編碼器及圖像數(shù)據(jù)，計算距離底邊的距離，控制直流電機(jī)筆直向后倒退；否則向前行進(jìn)一段距離，重復(fù)S1及S2的步驟。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)、本發(fā)明中圖像傳感器安裝于小車正上方，傳感器視場中點(diǎn)與車身中線相交，編碼器安裝于車后輪兩側(cè)，直流電機(jī)控制后輪轉(zhuǎn)動，舵機(jī)控制小車前輪轉(zhuǎn)向；首先由圖像傳感器采集圖像數(shù)據(jù)，送入主控制器處理，主控制器根據(jù)處理結(jié)果，控制直流電機(jī)以及舵機(jī)的轉(zhuǎn)動，實(shí)時調(diào)整小車的前進(jìn)方向，同時如有需要，可將圖像傳感器采集的圖像實(shí)時地傳往上位機(jī)，方便觀察。

2)、本發(fā)明中當(dāng)上位機(jī)發(fā)送控制命令時，主控制器通過圖像傳感器檢測停車框線的長和寬，取長邊底部的兩點(diǎn)，計算中點(diǎn)位置；調(diào)整舵機(jī)和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動，使車身中線與該點(diǎn)相交，并通過串口發(fā)送圖像數(shù)據(jù)；當(dāng)下一幀圖像到來繼續(xù)執(zhí)行上述步驟，直至中點(diǎn)退出視場。若中點(diǎn)退出視場之前連續(xù)至少三幀圖像中線始終與中點(diǎn)相交，則根據(jù)編碼器及圖像數(shù)據(jù)，計算距離底邊的距離，控制直流電機(jī)筆直向后倒退，否則向前行進(jìn)一段距離，重復(fù)上述步驟，直至停車完成；從而本發(fā)明解決了人工倒車的繁雜和誤操作問題、能夠?qū)崿F(xiàn)全自動的倒車入庫。

附圖說明

圖1為本發(fā)明自動倒車系統(tǒng)的總體框圖。

圖2為本發(fā)明自動倒車系統(tǒng)控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種基于圖像傳感器的自動倒車系統(tǒng)

如圖1所示，為一種基于圖像傳感器的自動倒車系統(tǒng)，包括安裝于小車正上方的圖像傳感器、用于控制小車前輪轉(zhuǎn)向的舵機(jī)、用于控制后輪轉(zhuǎn)動的直流電機(jī)，還包括主控制器；所述圖像傳感器視場的中點(diǎn)與車身中線相交；在車后輪兩側(cè)安裝有用于采集車輪轉(zhuǎn)速的編碼器，所述圖像傳感器及編碼器的輸出端均與主控制器的輸入端電連接，所述主控制器的輸出端與舵機(jī)及直流電機(jī)的輸入端電連接；所述主控制器與上位機(jī)之間雙向通信連接，上位機(jī)可用于圖像數(shù)據(jù)的接收以及控制命令的發(fā)送。

其中，所述主控制器選用STM32微控制器。

一種基于圖像傳感器的自動倒車系統(tǒng)的控制方法

作為本發(fā)明控制方法的一個實(shí)施例，包括如下步驟：

S1、需要倒車時，上位機(jī)發(fā)送控制命令，圖像傳感器采集圖像數(shù)據(jù)傳輸至主控制器；

S2、主控制器檢測到停車框的參考信息；調(diào)整舵機(jī)和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動，使車身不斷靠近參考信息，并實(shí)時反饋圖像數(shù)據(jù)至主控制器，根據(jù)實(shí)時的圖像數(shù)據(jù)控制舵機(jī)和直流電機(jī)進(jìn)行適時調(diào)整；

S3、直至停車完成，車身恰好完全停入停車框。

如圖2所示，作為本發(fā)明控制方法的另一個實(shí)施例，包括如下步驟：

S1、需要倒車時，上位機(jī)發(fā)送控制命令，圖像傳感器采集圖像數(shù)據(jù)傳輸至主控制器；

S20、主控制器檢測到停車框線的長和寬，取長邊底部的兩點(diǎn)，計算中點(diǎn)位置作為參考信息；調(diào)整舵機(jī)和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動，使車身中線與該點(diǎn)相交，并實(shí)時反饋圖像數(shù)據(jù)至主控制器；

S21、當(dāng)下一幀圖像到來繼續(xù)執(zhí)行上述步驟，直至中點(diǎn)參考信息退出視場；若中點(diǎn)退出視場之前連續(xù)至少三幀圖像中線始終與中點(diǎn)相交，則根據(jù)編碼器及圖像數(shù)據(jù)，計算距離底邊的距離，控制直流電機(jī)筆直向后倒退；否則向前行進(jìn)一段距離，然后重復(fù)上述步驟；

S3、直至停車完成，車身恰好完全停入停車框。

作為本發(fā)明控制方法的再一個實(shí)施例，包括如下步驟：

S1、需要倒車時，上位機(jī)發(fā)送控制命令，圖像傳感器采集圖像傳輸至主控制器；主控制器將采集到的圖像實(shí)時傳往上位機(jī)，方便駕駛者觀察車身相對停車框的位置；

S20、主控制器檢測到停車框線的長和寬，取長邊底部的兩點(diǎn)，計算中點(diǎn)位置作為參考信息；調(diào)整舵機(jī)和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動，使車身中線與該點(diǎn)相交，并實(shí)時反饋圖像數(shù)據(jù)至主控制器；主控制器將實(shí)時反饋得到的圖像數(shù)據(jù)實(shí)時傳往上位機(jī)，方便觀測；

S21、當(dāng)下一幀圖像到來繼續(xù)執(zhí)行上述步驟，直至中點(diǎn)參考信息退出視場；若中點(diǎn)退出視場之前連續(xù)至少三幀圖像中線始終與中點(diǎn)相交，則根據(jù)編碼器及圖像數(shù)據(jù)，計算距離底邊的距離，控制直流電機(jī)筆直向后倒退；否則向前行進(jìn)一段距離，然后重復(fù)上述步驟；上位機(jī)也可觀察到在倒車過程中的車身實(shí)時狀況，如有需要，駕駛者可根據(jù)實(shí)時狀況進(jìn)行人工干預(yù)、人工輸入操作指令；

S3、直至停車完成，車身恰好完全停入停車框。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。