1.一种倾斜车位探测装置，其特征在于，包括传感器单元、数据处理模块、执行机构， 所述传感器单元包括两个长距超声波雷达和四个轮速脉冲传感器；超声波雷达各自固定在 汽车两侧的旋转平台上，可随旋转平台转动，用于采集侧方车位信息；轮速脉冲传感器安 装在汽车主减速器上，用于记录汽车行驶走过的轮速脉冲数；所述数据处理模块实时处理 传感器单元传送的数据信息，通过计算把超声波雷达采集的距离转换为角度，把轮速脉冲 传感器传送的轮速脉冲信号转换为里程数；所述执行机构包括步进电机、齿轮机构和旋转 平台，步进电机根据数据处理模块传送的角度信息通过齿轮机构控制旋转平台的转动方向 与角度。
2.根据权利要求书1所述的一种倾斜车位探测装置，其特征在于，所述步进电机只在 泊车系统启动且系统将侧方车位识别为倾斜车位时才开启工作状态；步进电机输出轴上装 有齿轮机构，与旋转平台的外齿相啮合。
3.根据权利要求1所述的一种倾斜车位探测装置的探测方法，其特征在于，包括以下 步骤： 第一步，启动自动泊车系统，系统进入寻库阶段； 第二步，侧方的超声波雷达传感器垂直车身方向探测侧方车位信息，超声波雷达传感 器探测到本车与侧方车距d，单位为m，轮速脉冲传感器记录汽车行驶走过的轮速脉冲数n， 并将以上信息实时传送给数据处理模块； 第三步，数据处理模块通过计算把传感器单元传送的轮速脉冲信号n转换为汽车驶过 距离s；随着汽车向前运动驶过距离s，相应的侧方车距d由最大值dmax逐渐减小到最小值 dmin； i)若相应侧方车距d变化较大，且dmax-dmin≥Dmin，Dmin为设定的临界值，则系统判 定侧方车位为倾斜库位，此时数据处理模块将作如下运算，将超声波雷达传感器传送的距 离信息d转换为角度信息α，并将该角度α传送至执行机构，其中： ii)若相应侧方车距d变化不大，且dmax-dmin＜Dmin，则系统判定侧方车位为平行库位， 此时数据处理模块不对距离信息做转换运算，定义角度信息α＝0，并将该角度α传送至执 行机构； 第四步，执行机构接收数据处理模块传送的角度信息α，步进电机根据数据处理模块 传送的角度信息α通过齿轮机构精确控制旋转平台的转动方向与角度，进而安装固定在旋 转平台上的侧方超声波雷达传感器可按照当前侧方车位倾斜角度顺利进行车位宽度L的检 测； 第五步，检测车位宽度L是否满足泊车宽度L′的需求； i)若检测到车位宽度L满足泊车宽度L′的需求，即L≥L′，则系统发送指令至执行机构， 步进电机通过齿轮机构控制旋转平台反向旋转相同的角度，即旋转角度-α，超声波雷达传 感器探测方向恢复至垂直车身方向，自动泊车系统继续执行后续泊车进程； ii)若检测到车位宽度L不满足泊车宽度L′的需求，即L＜L′，则汽车向前行驶，系统 继续执行寻库进程。
1.一种倾斜车位探测装置，其特征在于，包括传感器单元、数据处理模块、执行机构， 所述传感器单元包括两个长距超声波雷达和四个轮速脉冲传感器；超声波雷达各自固定在 汽车两侧的旋转平台上，可随旋转平台转动，用于采集侧方车位信息；轮速脉冲传感器安 装在汽车主减速器上，用于记录汽车行驶走过的轮速脉冲数；所述数据处理模块实时处理 传感器单元传送的数据信息，通过计算把超声波雷达采集的距离转换为角度，把轮速脉冲 传感器传送的轮速脉冲信号转换为里程数；所述执行机构包括步进电机、齿轮机构和旋转 平台，步进电机根据数据处理模块传送的角度信息通过齿轮机构控制旋转平台的转动方向 与角度。
2.根据权利要求书1所述的一种倾斜车位探测装置，其特征在于，所述步进电机只在 泊车系统启动且系统将侧方车位识别为倾斜车位时才开启工作状态；步进电机输出轴上装 有齿轮机构，与旋转平台的外齿相啮合。
3.根据权利要求1所述的一种倾斜车位探测装置的探测方法，其特征在于，包括以下 步骤： 第一步，启动自动泊车系统，系统进入寻库阶段； 第二步，侧方的超声波雷达传感器垂直车身方向探测侧方车位信息，超声波雷达传感 器探测到本车与侧方车距d，单位为m，轮速脉冲传感器记录汽车行驶走过的轮速脉冲数n， 并将以上信息实时传送给数据处理模块； 第三步，数据处理模块通过计算把传感器单元传送的轮速脉冲信号n转换为汽车驶过 距离s；随着汽车向前运动驶过距离s，相应的侧方车距d由最大值dmax逐渐减小到最小值 dmin； i)若相应侧方车距d变化较大，且dmax-dmin≥Dmin，Dmin为设定的临界值，则系统判 定侧方车位为倾斜库位，此时数据处理模块将作如下运算，将超声波雷达传感器传送的距 离信息d转换为角度信息α，并将该角度α传送至执行机构，其中： ii)若相应侧方车距d变化不大，且dmax-dmin＜Dmin，则系统判定侧方车位为平行库位， 此时数据处理模块不对距离信息做转换运算，定义角度信息α＝0，并将该角度α传送至执 行机构； 第四步，执行机构接收数据处理模块传送的角度信息α，步进电机根据数据处理模块 传送的角度信息α通过齿轮机构精确控制旋转平台的转动方向与角度，进而安装固定在旋 转平台上的侧方超声波雷达传感器可按照当前侧方车位倾斜角度顺利进行车位宽度L的检 测； 第五步，检测车位宽度L是否满足泊车宽度L′的需求； i)若检测到车位宽度L满足泊车宽度L′的需求，即L≥L′，则系统发送指令至执行机构， 步进电机通过齿轮机构控制旋转平台反向旋转相同的角度，即旋转角度-α，超声波雷达传 感器探测方向恢复至垂直车身方向，自动泊车系统继续执行后续泊车进程； ii)若检测到车位宽度L不满足泊车宽度L′的需求，即L＜L′，则汽车向前行驶，系统 继续执行寻库进程。
技术领域
本发明属于汽车控制领域，涉及自动泊车车位探测技术，尤其涉及一种倾斜车位探测 装置及方法。
背景技术
随着经济水平的发展和人民生活水平的不断提高，汽车拥有量不断增加，可利用的泊 车空间越来越少，泊车问题越来越受到人们关注，自动泊车系统的出现解决了日益困扰车 主的泊车难题。
泊车位探测作为自动泊车系统的最基本环节，精确的车位识别方法直接影响泊车过程 能否顺利进行，但在实际应用中由于超声波雷达传感器、激光雷达传感器等汽车常用探测 传感器只能探测直线距离，所以只能识别平行库位和垂直库位，无法实现对倾斜库位的有 效探测与识别。而在城市道路两旁，倾斜库位却是最为常见的一种车位形式，若无法解决 对倾斜库位的有效探测与识别，自动泊车系统的普及仍将受到一定的限制。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提出一种倾斜车位探测装置及方法。将超声波 雷达传感器固定在一个旋转平台上，利用步进电机驱动旋转平台，使其可根据计算得出角 度进行旋转，以实现系统对侧方车位宽度，尤其是倾斜车位宽度的精确检测。
为了解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种倾斜车位探测装置，包括：传感器单元、数据处理模块、执行机构，所述传感器 单元包括两个长距超声波雷达和四个轮速脉冲传感器；超声波雷达各自固定在汽车两侧的 旋转平台上，可随旋转平台转动，用于采集侧方车位信息；轮速脉冲传感器安装在汽车主 减速器上，用于记录汽车行驶走过的轮速脉冲数；所述数据处理模块实时处理传感器单元 传送的数据信息，通过计算把超声波雷达采集的距离转换为角度，把轮速脉冲传感器传送 的轮速脉冲信号转换为里程数；所述执行机构包括步进电机、齿轮机构和旋转平台，步进 电机根据数据处理模块传送的角度信息通过齿轮机构控制旋转平台的转动方向与角度。本 发明能实现倾斜车位识别和测探，有效地提高车位利用率。
进一步地，所述长距超声波雷达传感器安装在汽车两侧，并且分别安装固定在一个旋 转平台上；所述数据处理模块实时处理超声波雷达传感器传输的距离信息，通过数学计算 把距离信息d转换为角度信息α；所述步进电机只在泊车系统启动且系统将侧方车位识别 为倾斜车位时才开启工作状态，步进电机输出轴上装有齿轮，与旋转平台的外齿相啮合， 步进电机根据数据处理模块传送的信号控制旋转平台的旋转方向及角度。
一种倾斜车位探测装置的探测方法，包括以下步骤：
第一步，启动自动泊车系统，系统进入寻库阶段；
第二步，侧方超声波雷达传感器垂直车身方向探测侧方车位信息，超声波雷达传感器 探测到本车与侧方车距d，单位为m，轮速脉冲传感器记录汽车行驶走过的轮速脉冲数n， 并将以上信息实时传送给数据处理模块；
第三步，数据处理模块通过计算把传感器单元传送的轮速脉冲信号n转换为汽车驶过 距离s；随着汽车向前运动驶过距离s，相应的侧方车距d由最大值dmax逐渐减小到最小值 dmin；
i)若相应侧方车距d变化较大，且dmax-dmin≥Dmin，Dmin为设定的临界值，则系统判 定侧方车位为倾斜库位，此时数据处理模块将作如下运算，将超声波雷达传感器传送的距 离信息d转换为角度信息α，并将该角度α传送至执行机构，其中：
ii)若相应侧方车距d变化不大，且dmax-dmin＜Dmin，则系统判定侧方车位为平行库位， 此时数据处理模块不对距离信息做转换运算，定义角度信息α＝0，并将该角度α传送至执 行机构；
第四步，执行机构接收数据处理模块传送的角度信息α，步进电机根据数据处理模块 传送的角度信息α通过齿轮机构精确控制旋转平台的转动方向与角度，进而安装固定在旋 转平台上的侧方超声波雷达传感器可按照当前侧方车位倾斜角度顺利进行车位宽度L的检 测；
第五步，检测车位宽度L是否满足泊车宽度L′的需求；
i)若检测到车位宽度L满足泊车宽度L′的需求，即L≥L′，则系统发送指令至执行机构， 步进电机通过齿轮机构控制旋转平台反向旋转相同的角度，即旋转角度-α，超声波雷达传 感器探测方向恢复至垂直车身方向，自动泊车系统继续执行后续泊车进程；
ii)若检测到车位宽度L不满足泊车宽度L′的需求，即L＜L′，则汽车向前行驶，系统 继续执行寻库进程。
与现有的方案相比，本发明具有以下技术效果：
1.本发明所述装置简便易行，超声波雷达传感器固定在旋转平台上，镶嵌安装在车身 两侧位置，安装方便，通用性强。
2.现有车身雷达只能探测固定方向的距离信息，本发明将超声波雷达各自固定在汽车 两侧的旋转平台上，可超声波雷达随旋转平台转动任意角度，可以探测不同方向的距离信 息，提高了车位的探测覆盖面积。
3.数据处理模块通过计算把传感器单元传送的轮速脉冲信号n转换为汽车驶过距离s； 随着汽车向前运动驶过距离s，相应的侧方车距d由最大值dmax逐渐减小到最小值dmin，通 过里程与侧方距离的实时结合，结合数学运算便可以得到斜车位的斜向角α，提高了数据 的精准性。
4.若相应侧方车距d变化较大，且dmax-dmin≥Dmin，则系统判定侧方车位为倾斜库位； 若相应侧方车距d变化不大，且dmax-dmin＜Dmin，则系统判定侧方车位为平行库位。通过 对最小车位深度Dmin的判断，来辨别是斜车位或平行车位，提高了多场景的识别能力。
5.超声波雷达经过α角度的转换，探测方向与斜车位宽度方向垂直，可以直接探测斜 车位的宽度，避免超声波雷达探测到车位阴影面积的情况，提高了斜车位宽度探测的准确 性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本装置的结构图。
图2是本装置超声波雷达传感器在车辆上的布置方案。
图3是本装置声波雷达传感器与执行机构的配合安装图。
图4是本发明实施例的工作流程图。
图5是本发明中车位探测方法演示图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
本发明结构如图1所示，包括：传感器单元、数据处理模块、执行机构，所述传感器 单元包括两个长距超声波雷达和四个轮速脉冲传感器；超声波雷达各自固定在汽车两侧的 旋转平台上，可随旋转平台转动，用于采集侧方车位信息；轮速脉冲传感器安装在汽车主 减速器上，用于记录汽车行驶走过的轮速脉冲数；所述数据处理模块实时处理传感器单元 传送的数据信息，通过计算把超声波雷达采集的距离转换为角度，把轮速脉冲传感器传送 的轮速脉冲信号转换为里程数；所述执行机构包括步进电机、齿轮机构和旋转平台，步进 电机根据数据处理模块传送的角度信息通过齿轮机构控制旋转平台的转动方向与角度。
超声波雷达传感器在车辆上的布置方案图2所示，分别将两个超声波雷达传感器镶嵌 安装在车头两侧，一个小的旋转平台安装在车头两侧，超声波雷达传感器固定安装在该旋 转平台上，可跟随旋转平台转动一定角度。
超声波雷达传感器与执行机构的配合安装图如图3所示，本发明所述超声波雷达传感 器被固定在旋转平台上，该旋转平台固定在一个齿轮上，通过齿轮机构与步进电机相连接。 由此，步进电机可以通过齿轮机构精确控制超声波雷达传感器的转动方向与角度。
本发明的一种倾斜车位探测装置的探测方法，包括以下步骤：启动自动泊车系统，系 统进入寻库阶段；侧方超声波雷达传感器垂直车身方向探测侧方车位信息，超声波雷达传 感器探测到本车与侧方车距d，单位为m，轮速脉冲传感器记录汽车行驶走过的轮速脉冲 数n，并将以上信息实时传送给数据处理模块；数据处理模块通过计算把传感器单元传送 的轮速脉冲信号n转换为汽车驶过距离s；随着汽车向前运动驶过距离s，相应的侧方车距 d由最大值dmax逐渐减小到最小值dmin；i)若相应侧方车距d变化较大，且dmax-dmin≥Dmin， Dmin为设定的临界值，则系统判定侧方车位为倾斜库位，此时数据处理模块将作如下运算， 将超声波雷达传感器传送的距离信息d转换为角度信息α，并将该角度α传送至执行机构， 其中：ii)若相应侧方车距d变化不大，且dmax-dmin＜Dmin，则系统 判定侧方车位为平行库位，此时数据处理模块不对距离信息做转换运算，定义角度信息 α＝0，并将该角度α传送至执行机构；执行机构接收数据处理模块传送的角度信息α，步 进电机根据数据处理模块传送的角度信息α通过齿轮机构精确控制旋转平台的转动方向与 角度，进而安装固定在旋转平台上的侧方超声波雷达传感器可按照当前侧方车位倾斜角度 顺利进行车位宽度L的检测；检测车位宽度L是否满足泊车宽度L′的需求：
i)若检测到车位宽度L满足泊车宽度L′的需求，即L≥L′，则系统发送指令至执行机构， 步进电机通过齿轮机构控制旋转平台反向旋转相同的角度，即旋转角度-α，超声波雷达传 感器探测方向恢复至垂直车身方向，自动泊车系统继续执行后续泊车进程；
ii)若检测到车位宽度L不满足泊车宽度L′的需求，即L＜L′，则汽车向前行驶，系统 继续执行寻库进程。
结合图4、图5，选用富兴HSTM42系列单轴输出步进电机，该步进电机步距角度为 1.8°，4出线，额定电流0.4A，机身长度为26mm；选用ichot超声波雷达传感器；选用车 型为速腾，车身长4.6m，车身宽1.8m，具体实施方法步骤如下：
第一步，启动自动泊车系统，系统进入寻库阶段；
第二步，侧方超声波雷达传感器垂直车身方向探测侧方车位信息，超声波雷达传感器 探测到本车与侧方车距d，单位为m，轮速脉冲传感器记录汽车行驶走过的轮速脉冲数n， 并将以上信息实时传送给数据处理模块；
第三步，数据处理模块通过计算把传感器单元传送的轮速脉冲信号n转换为汽车驶过 距离s；随着汽车向前运动驶过距离s，相应的侧方车距d由最大值dmax逐渐减小到最小值 dmin；
i)若相应侧方车距d变化较大，且dmax-dmin≥1.8，则系统判定侧方车位为倾斜库位， 此时数据处理模块将作如下运算，将超声波雷达传感器传送的距离信息d转换为角度信息 α，并将该角度α传送至执行机构，其中：
ii)若相应侧方车距d变化不大，且dmax-dmin＜1.8，则系统判定侧方车位为平行库位， 此时数据处理模块不对距离信息做转换运算，定义角度信息α＝0，并将该角度α传送至执 行机构；
第四步，执行机构接收数据处理模块传送的角度信息α，步进电机根据数据处理模块 传送的角度信息α通过齿轮机构精确控制旋转平台的转动方向与角度，进而安装固定在旋 转平台上的侧方超声波雷达传感器可按照当前侧方车位倾斜角度顺利进行车位宽度L的检 测；
第五步，检测车位宽度L是否满足泊车宽度2.5m的需求；
i)若检测到车位宽度L满足泊车宽度L′的需求，即L≥2.5，则系统发送指令至执行机 构，步进电机通过齿轮机构控制旋转平台反向旋转相同的角度，即旋转角度-α，超声波雷 达传感器探测方向恢复至垂直车身方向，自动泊车系统继续执行后续泊车进程；
ii)若检测到车位宽度L不满足泊车宽度2.5m的需求，即L＜2.5，则汽车向前行驶， 系统继续执行寻库进程。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和 范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明 的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示 例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语 的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或 者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离 本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发 明的范围由权利要求及其等同物限定。
