自動泊車系統的案例
自動泊車技術分析
來源 | 吳建明wujianming（知乎）
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一.自動泊車系統
1. 定義
自動泊車系統主要是利用遍布車輛自身和周邊環境里的傳感器，測量車輛自身與周邊物體之間的相對距離、速度和角度，然后通過車載計算平臺或云計算平臺計算出操作流程，并控制車輛的轉向和加減速，以實現自動泊入、泊出及部分行駛功能。
整個泊車過程大致可包含以下五大環節：環境感知、停車位檢測與識別、泊車路徑規劃、泊車路徑跟隨、控制模擬顯示。按照泊車方式，分為三種模式，如圖1所示：平行式泊車、垂直式泊車、斜列式泊車。
圖1 平行泊車 垂直泊車 斜列式泊車
按照自動化程度等級，自動泊車可以分為：半自動泊車全自動泊車半自動泊車系統為駕駛員操控車速，計算平臺根據車速及周邊環境來確定并執行轉向，對應于SAE自動駕駛級別中的L1；全自動泊車為計算平臺根據周邊環境來確定并執行轉向和加減速等全部操作，駕駛員可在車內或車外監控，對應于SAE L2級。
按照所采用傳感器的種類，半自動/全自動泊車可以分為：超聲波自動泊車基于超聲波與攝像頭的融合式自動泊車。
兩種傳感器的對比如表1所示：
表1
2、原理方案
整個泊車過程是哪幾個環節？環境感知、停車位檢測與識別、泊車路徑規劃、泊車路徑跟隨控制以及模擬顯示五大環節！
下面我們就以最常見的超聲波自動泊車系統為例，從五大環節來介紹：
（1）環境感知：如圖2所示，為一種典型的超聲波自動泊車系統的環境感知方案，由12個超聲波雷達組成。
展開 【8月20-21日 北京】自動泊車的車位感知、路徑規劃和決策控制技術高級培訓班
尊敬的相關單位及負責人：
低速下的自動駕駛是一個復雜的系統，包括感知，路徑規劃，糾偏模塊，決策控制等。自動泊車系統通過超聲波或者視頻來感知周圍的環境，從而建立電子地圖。在電子地圖上找到停車位后，進行路徑的規劃。如果車輛沒有按照規劃的路徑進行行駛，就要觸發糾偏模塊進行糾正路徑。對于車輛的控制主要是橫向和縱向控制。為幫助工程人員、技術人員掌握自動泊車的算法原理，特邀請了曾在國內頂級Tier1公司負責自動泊車項目，具有十余年汽車經驗的資深專家，系統的為大家介紹自動泊車系統的設計、算法開發、建模開發，本課程內容覆蓋了自動泊車的基本原理、技術和最佳實踐案例，有很強的針對性和實踐指導價值。學員將在本課程結束后打下堅實的算法建模和推理等能力。
一、時間地點：
2019年8月20-21日
北京（具體地點于培訓前一周通知）
三、參加對象
國內汽車制造主機廠及供應商的技術中心、性能開發部、仿真分析部、試驗驗證部及高校、科研院所的研發部門，負責自動泊車系統的工程師及相關負責人。
四、主講專家
資深專家： 國內頂級Tier1公司負責自動泊車項目的軟件開發，具有十余年汽車從業經驗，近幾年來一直從事自動泊車系統的開發工作。具有豐富的系統的設計、算法開發、建模開發經驗。負責了多個自動泊車的量產項目。精通自動泊車系統的軟、硬件技術。
展開 自動泊車輔助系統控制器（APA）
概述
自動泊車系統（Auto Parking Assist System）是北京經緯恒潤科技股份有限公司設計研發的車輛自動駕駛核心組成部分，基于視覺傳感器、毫米波傳感器及超聲波傳感器，構建 SLAM 建圖定位、車位檢測、障礙物識別、智能決策、運動控制規劃等核心技術，為用戶提供多場景，智能交互，舒適可靠的自主泊車功能。
代客泊車功能
封閉園區、停車場及車庫場景下，通過車端建圖或云端高精度地圖方式獲取地圖及車輛定位，通過本車視覺、雷達、高性能運算單元持續穩定檢測車輛周邊環境，結合智能決策規劃控制系統，車輛可自主實現尋找車位，安全泊車以及自主召喚功能。
自動泊車功能
駕駛員通過智能座艙顯示系統進入自動泊車功能，通過視覺和超聲波融合進行車位檢測并實時顯示在大屏上，駕駛員通過點擊確認目標泊車車位，系統自主控制車輛沿動態規劃軌跡進行運動泊車，同時在泊車過程中，系統實時監測周邊環境，智能變換泊車運行軌跡或安全停車，提升自動泊車舒適性，有效解放駕駛員，提高泊車安全和效率。
自動泊車可以支持以下功能擴展：
自動泊車
遙控泊車
遙控駕駛
泊車輔助功能
在駕駛員低速行駛或泊車過程中，通過視覺，語音提供駕駛員周邊環境視野及危險工況報警，輔助駕駛員進行惡劣場景下的駕駛以及減少危險碰撞發生。
泊車輔助功能支持以下功能擴展：
全景影像顯示
移動物體檢測
窄路輔助通行
泊車距離探測
透明底盤顯示
傳感器解決方案
自動泊車控制器的傳感器方案如下圖所示，包括12個超聲波傳感器，4個環視攝像頭和1個前視攝像頭。
展開 自主泊車系統APS的現狀與發展
如奔馳B200，當探測到合適的停車位后，系統會顯示“P”進行提示，掛入倒擋，系統會顯示“Park Assist Activate”（泊車輔助激活），按動方向盤左側的上箭頭即為確定，其后的任務就讓車輛自己去完成吧。駕駛者只需通過制動來控制車速，并注意車輛與前后兩車的距離。B200在完成泊車動作后，車輪自動回正，駕駛者無需作任何的調整。還需要注意的是，B200在進入自動泊車狀態后，駕駛者雙手不能觸碰方向盤，否則系統會自動停止。
這套自動泊車系統主要由兩部分組成：控制單元和位于前保險杠兩側的超聲波雷達探頭。按動半自動泊車輔助系統激活按鈕之后，雷達探頭可在車輛行駛時對車輛兩側進行掃描，時速30km及側向距離1.5m之內均能成功完成車位掃描。但當車位旁出現樹木、路燈桿等柱狀物時，為避免雷達偵測出現誤差而發生碰撞風險，此時輔助系統將不被激活。
無需人工干預自主泊車入位，自主泊車控制是無人駕駛全自動汽車的第一步。特斯拉、日產、福特路虎和捷豹近年都展出過可通過遙控控制的APS原型機，即在無駕駛員任何輸入下完成自主泊車。
展開 
自動代客泊車：利用仿真和測試開發安全可靠的系統和算法
乘用車的自動代客泊車系統將成為首批進入市場的 “無人駕駛” 車輛應用之一。這些系統的推廣將有助于減少交通擁堵，優化現有停車位的使用情況，提高燃油經濟性，助力駕駛員輕松駕駛。AVP 系統的發展需要管理安全性并確保提供可靠的解決方案，以應對復雜的交通狀況并綜合考慮由于狹窄的停車位、障礙物、車輛動力學、天氣和其他干擾造成的各種情況。
本白皮書基于 OEM 和一級供應商資助的研究和項目經驗，重點介紹開發自動代客泊車功能的一些關鍵要求：
? 一個精準的虛擬框架，用于測試和驗證系統和算法，并確定需進行進一步物理驗證的一組簡化關鍵場景
? 集成在可用的實體系統和車輛框架中
? 持續滿足功能、性能和安全需求
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展開 現代推無線充電和自動代客泊車 實現全自動化
近期得到消息，現代和起亞正在對電動汽車無線充電和自動代客泊車系統進行開發，現代和起亞希望通過開發此系統讓未來電動車用戶的用車生活更簡單。
據了解，韓國公司用動畫像大家解釋了這個概念，而其中的現代LeFil Rouge概念車向大家做了詳細演示，這項技術所做的是將車輛自動導向一個空的無線充電樁，然后將完全充電的車輛自動從出電站移出，從而允許其他電動車充電。
一旦通過磁感應充電完成，自動代客泊車系統（AVPS）將車輛停入空位。當駕駛者通過手機呼叫車輛時，他將自動來到駕駛員位置。當然這些都要通過車輛、停車設施和充電系統以及駕駛員通信完成。現代和起亞計劃2025年左右推出這項技術，屆時L4自動駕駛汽車也將變得司空見慣。另外現代還計劃2021年開始推廣自動駕駛汽車。
展開 【6月30日】蔚來將超過特斯拉；路虎停產；恒大發布自動泊車；現代億通科技合作；蔣京芳入職禾多科技；方正電機擴產能；華為公開新專利
05
華為公開智能汽車專利 可提高舒適度
IT之家 6 月 29 日消息 隨著人工智能技術的發展，以及該技術在汽車領域的應用，使得具有自動駕駛功能的智能汽車得到廣泛關注。企查查 App，6 月 29 日，華為技術有限公司公開“智能汽車的控制方法、裝置和控制系統”專利，公開號為 CN113044037A。IT之家了解到，專利摘要顯示，本申請公開一種智能汽車的控制方法，可以提高智能汽車的舒適度、駕駛體驗。
06
造車進展再刷新：恒大發布L4級自動泊車系統
科技快報 恒大造車再提速。6月29日，恒馳AVP自動泊車系統發布。恒大汽車總裁劉永灼在海花島親自體驗自動泊車黑科技，展示了恒馳在自動駕駛領域的超強實力。此時距離恒大汽車上一個重磅節點——恒馳夏季測試啟動尚不足一個月。
07
墨西哥承諾與美國合作補救通用汽車工廠工人權益
同花順金融研究中心 墨西哥政府稱已準備好與拜登政府合作，以糾正通用汽車公司在墨西哥中部皮卡工廠剝奪工人權利的行為。美墨政府對此均未置評。
08
由于芯片短缺 路虎衛士被迫停產
網易 相關消息稱，由于全球芯片短缺，捷豹路虎位于斯洛伐克的工廠已處于停工狀態，導致路虎衛士和發現系列車型的生產周期無限加長，該工廠原計劃的年生產量為15萬輛。品牌相關負責人表示，由于新冠疫情與半導體供應的雙重問題，嚴重影響了新車生產進度。為解決這一問題，路虎汽車正與其供應商保持密切溝通，以便盡量減少對客戶訂單的影響。據悉，目前還沒有該工廠恢復生產的時間表，因此路虎衛士和發現系列車型的等待時間預計將會增加。此前，捷豹路虎就一度因為新冠疫情導致路虎衛士始終處于供不應求的狀態。
展開 低速自動駕駛技術：APA
“自動泊車”就是一個大家非
常熟悉的功能，透過它我們能看到汽車智能化發展的縮影。
簡介：什么是“自動泊車”？
自動泊車系統簡稱APA。
搭載有自動泊車功能的汽車可以不需要人工干預，通過車載傳感器、處理器和控制系統的幫助就可以實現自動識別車位，并自動完成泊車入位的過程。一般來說，在20萬以上的中高端汽車上往往才有搭載，或者作為一項選裝功能獨立存在。(現在已經下探到15萬左右，當然了，一般是自主品牌才敢給出這個極具性價比的配置)
自動泊車系統可以大大簡化泊車過程，特別是在極端狹窄的地方，或者是對于新手而言，自動泊車系統可以帶來更加智能和便捷的體驗。
展開 用于自動泊車的鳥瞰圖的邊緣線的語義SLAM系統
盡管這些方法已經取得了重大進展，但需要大量的標記圖像來訓練模型，特別是當系統適應新的不常見環境時。
圖1。我們的自動代客泊車解決方案概述，包括（a）我們的自動車輛上的魚眼攝像頭捕獲的樣本圖像，（b）通可行駛空間分割結果的視圖合成生成的鳥瞰視圖圖像，（c）語義視覺SLAM系統的提取邊緣，以及（d）構建的邊緣點云地圖以及軌跡。
在本文中，我們提出了一種混合語義信息提取方法，該方法結合了經典的無監督邊緣線檢測器和一組基于IPM的邊緣分割方法。如圖1（b）所示，我們的框架只需要對可行駛空間進行粗略分割，而不需要對道路標線進行精細分割，這可以大大減少數據標注的負擔，使用我們的邊緣分割方法，可以利用IPM的先驗知識對大多數噪聲和扭曲的邊緣（例如眩光邊緣和地面上物體的輪廓）進行過濾（圖1（c））。因此，可行駛空間內的鳥瞰圖的邊緣線和可行駛空間的輪廓都可以組合為混合邊緣信息，并輸入SLAM系統進行定位和建圖，我們發現，圖1（d）中生成的邊緣點云地圖清楚地反映了地面上的道路標記。
相關工作
A.多相機系統的視覺SLAM
增加視覺SLAM系統中的相機數量可以顯著提高系統的準確性和魯棒性，因此，越來越多最先進的視覺SLAM框架，如SVO、VINS Fusion和OpenVINS等方案均支持多相機配置，不同的相機型號和不同的相機設置已被廣泛研究。最近，Kuo等人重新設計了適用于任意多相機系統的視覺SLAM框架，該框架可以適應各種攝像機配置。
展開 剎車門已是如此，城市自動駕駛和自動泊車AVP會怎么樣？
備注：這些硬件把價格拉得非常高
圖3 阿爾法S的自動駕駛傳感器配置
在這里面，首先還是要提及激光雷達的重要性，在中國城市道路由于場景復雜，特別是無保護路口轉彎、Uturn、NN路口、車輛隨意并線和插入等場景下，對于自動駕駛系統來說側向視野與前向視野同等重要，所以除了前激光，還需要側邊2個激光來實現整體的效果。
02
阿波羅和威馬
第二個有趣的地方，是威馬和阿波羅想做的面向L4的低速停車AVP，具體細分了兩種不同的情景，面向用戶個體私密場景的停車路徑，主要面向的區域是車主所在的住宅區、公司停車場等固定車位，這個定位HAVP無人自主學習泊車。在這種使用的場景下，可簡單理解為使用固定路線進行無人駕駛泊車。如下圖所示，用戶根據自己的確定的停車位置，在停車場入口和泊車位置設置進入和泊出兩條路線，紅線進入，黃線泊出。先帶著W6的AVP系統跑一次，高算力的系統在本地及云端自動記憶行駛軌跡和預設車位的位置，然后每次只要在出入口的地方下車，然后遙控車輛進去和等著它出來就可以了。
展開 泊車，后退亦前進的自動駕駛哲學
乘用車自動駕駛按場景來分主要分為城市場景，高速場景及泊車場景。泊車場景作為用戶痛點感受最深，技術實現相對容易，客戶最愿買單且最有機會率先落地的場景，是乘用車L4自動駕駛企業兵家必爭之地。不僅可以緩解中年男人的停車焦慮，還可以提高停車場車位的利用率，提高整個停車場的運營效率乃至整個城市的管理效率。
泊車功能隨著自動駕駛級別的提升，使命由部分輔助變為完全自主，傳感器配置由樸素到輕奢，系統由簡單變為復雜。本文自動駕駛圈黑話第五期就介紹自動駕駛L2-L5級別下的典型泊車功能。
L2 自動泊車輔助APA
L2下典型的泊車功能為APA（Auto Parking Assist，自動輔助泊車）。APA功能開啟需要駕駛員手動按下車內使能按鈕，并且在車速低于一定值時，整車使能APA功能。隨后車輛四周傳感器（超聲波，魚眼相機）會開始搜尋可用的停車位，并通過車內中控大屏顯示搜尋到的車位。駕駛員選擇車位后，中控大屏會提示駕駛員掛上倒擋，此時APA會規劃出一條泊車路徑，并開始接管車輛的轉向、加減速、制動等操作，直到最終完成泊車入庫。
最早實現這個功能使用的傳感器是超聲波雷達，通過左右兩側標配四個長距（3-5m）APA超聲波雷達和前后八個短距（1.5-2.5m）UPA超聲波雷達。APA探測功率大，探測距離遠，主要用來進行側邊停車位的搜尋。前進搜尋過程中，側邊前后兩個APA超聲波雷達還能起到車位冗余檢測的目的。UPA主要用于泊車過程中車位附近車輛、護欄、圍墻距離的測量，實時修正泊車路徑，避免碰撞。
但是基于這個傳感器配置只能識別由車輛、路沿等四周有明顯物體分隔的車位，而無法識別由車位線分隔的車位。
展開 
P7的自動泊車入位有用嗎？
其實自動泊車入庫，主要分為幾個步驟，第一部分是找車位：
很多早期的自動泊車入位的第一步就能讓人很麻煩，這個階段車輛需要自主尋找車位，打開車上的尋車位按鈕不斷空停車位讓車輛識別。在P7的設計里面，有兩種方式可以讓車輛開始搜索車位，一種是使用語音喚起自動泊車，或者在中控屏幕點擊中控首頁面的P，均會開始搜索車位，這個時候在中控屏幕/儀表屏上將找到的車位實時顯示出來。在搜索車位的過程中，當找到車位會實時釋放出來，并提示用戶停車，選擇要泊進去的目標車位，一般會顯示1、2、3等不同的位置。
第二步是系統能識別出這個停車位，大部分半自動的自動泊車需要讓司機盯著屏幕，按照指示一步步的操作掛擋、剎車、油門。如上看到的視頻，在提示點擊界面上的開始泊車按鈕之后，松開剎車之后系統便開始自動泊車。在泊入過程中，中控屏的界面會實時顯示當前的檔位，剩余距離，障礙物報警情況，當然一開始肯定要仔細觀察，不過正常的不用太管，在泊車完成以后就自動掛入P檔。
總的來說，從操作來看，小鵬P7自動泊車功能的優點還是比較明顯的，
1）泊車操作方便很方便，只要進行一次操作即就可以開啟整個過程，適合煙煙這樣的對于多步操作比較敏感的人
2）有幾種功能入口，主動的語音呼喚小P是一種，在中控屏點擊是一種，被動的掛R檔之后
圖4 點擊操作比較順溜
3）車位顯示比較清楚，系統在判斷找到車位以后，通過主動語音和屏幕提示推送的方式讓用戶啟用這個功能，在中控屏幕上有效車位、車位大小、車位類型比較清楚的顯示。
展開 魔視智能宣布輔助自動駕駛產品領先在一線乘用車主機廠正式量產，并發布量產級自動泊車方案
魔視智能聯合創始人/CEO虞正華博士介紹，這套基于魔視智能嵌入式深度學習的完整自動泊車方案，通過多目視覺感知和超聲傳感器融合，大幅增加了停車位檢測的成功率，從而提高了泊車入位的成功率和準確度，實現半自動和全自動泊車控制，以及一鍵式遙控泊車。這套系統同時提供360°全景環視，協助駕駛員檢測車輛位置與周邊環境障礙物，消除復雜泊車情形下的視覺死角和事故風險，大大減輕和緩解駕駛壓力。通過魔視智能獨有的基于深度學習的智能計算引擎，具有在多角度多目標情況下，檢測速度快，準確率高，復雜場景適應性好，夜視能力強等特點。它同時具有小型化，低功耗，高可靠性的特點，它的高度智能的多角度多目標識別能力，可以直接使用現有360環視系統的魚眼攝像頭，結合超聲波傳感器融合，覆蓋更為復雜的泊車場景，提供更安全的自動泊車操作功能。這套基于深度學習和車規級嵌入式平臺的自動泊車方案，已經在和多個主機廠及TIE1 進行產品測試和驗證，將進一步鞏固魔視智能在中國自動駕駛市場和技術的領先地位。
展開 奔馳“自動代客泊車”技術在中國啟動測試
據美國媒體報道，戴姆勒和博世在北京梅賽德斯研發中心對最新版本的“自動代客泊車”(automated valet parking)技術進行測試。
為打造更多自動駕駛功能，2017年梅賽德斯-奔馳和合作伙伴博世推出首個“自動代客泊車”技術，并在德國斯圖加特的梅賽德斯-奔馳博物館展出。該技術改進后，最新版本在北京奔馳中心測試。
梅賽德斯-奔馳這項“自動代客泊車”技術旨在為消費者提供零事故、無壓力的泊車解決方案。這就是說停車不需要人工操作，車輛可自行停車。
此外，梅賽德斯-奔馳中國研發中心負責人安爾翰(Hans Georg Engel)說：“自動代客泊車技術是朝著自動駕駛發展的一座里程碑。”
該技術并非是指駕駛員可以將汽車停在路中間，讓汽車自行操作。而是有指定下車區域和指定上客區域。當汽車停在相應區域并被停車系統識別，新系統能夠將車輛停放在正確的停車位。車主需要用車時，通過手機應用程序將車輛叫來，在指定上客區域等待上車即可。
為了實現上述功能，停車場中將安裝多個傳感器，汽車接受來自這些傳感器的指令。實際上這些傳感器可監測汽車行駛環境，向汽車發出轉向、停車或避開危險的指令。
梅賽德斯-奔馳計劃在接下來對該技術進行廣泛測試。希望使用“自動代客泊車”技術后，同一停車場可多停放20%的汽車。
展開 下一代自動駕駛域控制器系統架構設計
針對頂層自動駕駛控制系統而言，需要充分考慮的部分包括傳感器與控制器部分的搭載更新，如下圖表示了一種典型的下一代自動駕駛傳感器升級配置圖以及相關控制器主導網絡架構：
從下一代自動駕駛功能架構上看，主要是實現當前階段自動駕駛無法實現的新功能以及提升當前已實現的自動駕駛功能的相關性能指標項。主要的新增功能項有一定環境下的全脫眼自動駕駛Eyesoff，高速路下的點對點自動駕駛NoP，緊急轉向支撐ESS以及自動尋位的全自動泊車系統AVP等等。
整體來講下一代自動駕駛系統的功能架構總體包含的系統功能列表如下：
平臺化系統架構
下一代自動駕駛平臺化系統架構設計的要點在于做到下幾個典型的控制處理方向。為了滿足功能安全設計要求必須實現控制器、傳感器、通信網絡、執行單元等全部雙冗余。從控制器層面講，實現雙冗余可以通過兩方面來實現，各自具備相應的優缺點。
下一代域控制器架構主要分為如下兩種：
一種是雙域控制器雙芯片，另一種是單域控制器單芯片。兩種設計方式各有優劣，且相應的設計原理主要考慮如下因素：
1）傳感器數據對于各個芯片的連接有何條件？
當兩片Soc的算力足夠時，設計所有傳感器進行雙鏈接，可以完全實現感知數據無遺漏傳輸處理。如果將所有傳感器均連接至雙芯片時，也可能由于兩個Soc的數據源均來自相同的傳感器，可能引發數據同源的風險。
2）是否可以做到真正的數據冗余處理及過程控制，并且可以從硬件安全等級上做到完全的防水、防塵、熱保護、高壓、過電保護等內容？
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