APA自動泊車系統
1. 半自動泊車
自動泊車又稱為自動泊車入位，它對於新手來說是一項相當便捷的配置，對於老手來說也省了些不少力氣。那么自動泊車的原理是什么呢？能想怎么停就怎么停，想停哪兒就停哪兒嗎？下面咱們就來說道說道。
有什么用？
該系統能自動幫駕駛者將車停入甚至駛出車位，無需自己打方向。
有什么優點？
自動泊車對於新手來說是一項相當便捷的配置，對於老手則是省了不少力氣。此外，該系統還可避免因停車不注意發生的剮蹭。
- 即使有自動泊車系統提供幫助也不能代替駕駛員注意力，仍需要觀察確認。
- 不是所有空隙都能自動停車入位，需預留更多空間達到系統要求條件方可操作。
- 自動泊車並不是完全不用駕駛員任何操作，還是需要根據提示來控制剎車及掛入相應擋位，當駕駛員人為干預時（如打方向），則自動泊車系統會當即停止。
- 自動泊車系統激活后，一般是先尋找合適的停車位，不是所有停車位都可實現自動泊車。如今不少系統已經不僅支持側方停車了，還能實現倒庫停車。
各品牌車型自動泊車系統的操作方式及啟用條件都不盡相同。
樹葉、廢棄物或冰雪蓋住路沿時，駐車轉向輔助系統可能很難識別到路沿。此外樹葉和冰雪還會造成超聲波信號反射時嚴重散射，使系統接收到可能導致出錯的弱超聲回波。
如果空位上有尺寸較小的警示柱等障礙，系統可能會識別不出而把該空位作為有效的停車位，車速降低有助於提高系統識別空位中小尺寸物品的可能性。
在自動泊車過程中仍會有聲音提示駕駛員可能發生的碰撞。
自動泊車的技術原理是什么？
遍布車輛周圍的雷達探頭測量自身與周圍物體之間的距離和角度，然后通過車載電腦計算出操作流程配合車速調整方向盤的轉動。
該系統包括環境數據采集系統、中央處理器和車輛策略控制系統，環境數據采集系統包括圖像采集系統和車載距離探測系統，可采集圖像數據及周圍物體距車身的距離數據，並通過數據線傳輸給中央處理器。
中央處理器可將采集到的數據分析處理后，得出汽車的當前位置、目標位置以及周圍的環境參數，依據上述參數作出自動泊車策略，並將其轉換成電信號。
車輛策略控制系統接受電信號后，依據指令作出汽車的行駛如角度、方向等方面的操控，直至停車入位。
不同的自動泊車系統采用不同的方法來檢測汽車周圍的物體。有些在汽車前后保險杠四周裝上了感應器，它們既可以充當發送器，也可以充當接收器。這些感應器會發送信號，當信號碰到車身周邊的障礙物時會反射回來。然后，車上的計算機會利用其接收信號所需的時間來確定障礙物的位置。其他一些系統則使用安裝在保險杠上的攝像頭或雷達來檢測障礙物。但最終結果都是一樣的：汽車會檢測到已停好的車輛、停車位的大小以及與路邊的距離，然后將車子駛入停車位。
2. 全自動泊車
全自動泊車輔助系統APA（Auto Parking Assist），通過控制車輛的加減速度和轉向角度自動停放車輛。該系統通過AVM（環視）和USS（超聲波雷達）感知泊車環境，使用IMU和車輪傳感器估計車輛姿態（位置和行駛方向），並根據駕駛員的選擇自動或手動設置目標泊車位。然后系統進行自動泊車軌跡計算，並通過精確的車輛定位與車輛控制系統使車輛沿定義的泊車軌跡進行全自動泊車，直至到達最終目標泊車位。
系統簡介
全自動泊車輔助系統APA（Auto Parking Assist），通過控制車輛的加減速度和轉向角度自動停放車輛。該系統通過AVM（環視）和USS（超聲波雷達）感知泊車環境，使用IMU和車輪傳感器估計車輛姿態（位置和行駛方向），並根據駕駛員的選擇自動或手動設置目標泊車位。然后系統進行自動泊車軌跡計算，並通過精確的車輛定位與車輛控制系統使車輛沿定義的泊車軌跡進行全自動泊車，直至到達最終目標泊車位。
當USS在車輛到達目標點之前檢測到障礙物，APA處理來自AVM和USS的信號，並預計會發生碰撞時，APA在自動泊車期間對車輛施加適當的減速。
科技APA全自動泊出系統主要功能如下：
| 功能 |
說明 |
| 車位識別 |
包括無車位標記、邊界車、路緣等確定的車位及有車位標記的車位 |
| 自動泊入 |
包括平行泊入、垂直泊入、斜列式泊入 |
| 自動泊出 |
包括平行泊出、垂直泊出、斜列式泊出 |
| 防碰撞 |
碰撞檢測、預警、制動 |
| HMI |
包括駕駛員操控及聲音、UI指示/提示 |
泊車車速定義要求：
| 車速定義 |
搜索車速 |
車速大於>30km/h, 進行APA無效提醒 |
| 車速≤15km/h,搜索圖像和空間車位 |
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| 15km/h＜車速≤30km/h搜索空間車位 |
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| 泊車車速 |
全自動控制泊車車速，最高泊車車速≤7km/h |
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| 車速＞7km/h，退出APA |
使用科技APA泊車只限於產品支持的車位類型，以下是具體支持的車位概述，示意圖通過最小水平長度和最小垂直寬度定義泊車位。另外，為道路路沿的凸半徑（或凹半徑），對於傾斜泊車，使用傾角來定義，它定義為泊車基准線與泊車位之間的夾角。
| 名稱 |
示意圖 |
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| 平行泊車位 |
1 |
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| 2 |
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| 3 |
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| 4 |
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| 5 |
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| 6 |
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| 垂直泊車位 |
1 |
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| 2 |
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| 傾斜泊車位 |
1 |
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| 3 |
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| 坡道車位 |
1 |
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| 2 |
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硬件原理設計
APA要完成泊車功能，APA ECU除了需要環視攝像頭和超聲波雷達感知環境，還需要與車身縱向和橫向控制系統密切配合，以下是APA相關的車身CAN網絡拓撲：
車身CAN拓撲
完成自動泊車功能，需要整車的檔位、EPS、ESP/ibooster、加速、EPB、APA開關及指示燈等控制器或傳感器支持：
1. 泊車控制系統通過超聲波雷達及360環視信息融合泊車車位。
2. 通過APA ECU算法規划泊車軌跡。
3. 獲取輪速脈沖及IMU信號，推算車輛航跡。
4. 獲取EPS轉向角、車速、檔位等信號，用於定位融合及速度控制。
5. 根據軌跡規划結果，對車輛的檔位、速度、方向盤轉向角進行控制，完成車輛泊入泊出。
APA全自動泊車輔助系統采用12顆超聲波雷達、4個環視攝像頭和一個控制器構成，實現全自動泊車功能。
軟件功能設計
科技APA全自動泊車輔助系統，可以幫助駕駛員安全泊車。
開啟泊車功能可以通過物理按鍵（泊車輔助按鈕）激活，也可以通過中控顯示屏的自動泊車按鈕激活，例如打開中控顯示屏（IHU）駕駛輔助功能界面，泊車輔助功能界面分為工具欄、泊車操作區域、搜索車位提示區域、全景圖像顯示區域，如下圖：
車位搜索：系統根據車身AVM和LRU傳感器探測搜索車位，系統默認搜索右側停車位，如需搜索左側停車位，可以打左轉向燈即可，車位識別采用AVM和LRU融合的方式。
| AVM車位搜索 |
LRU車位搜索 |
融合結果 |
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| 搜索到車位 |
未搜索到車位 |
AVM車位 |
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| 搜索到車位 |
在AVM識別范圍內 |
與AVM車位重疊 |
AVM車位 |
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| 不與AVM車位重疊 |
LRU車位 |
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| 不在AVM識別范圍內 |
AVM車位 |
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| 未搜索到車位 |
LRU車位 |
|||
自動泊入：當識別到車位后，系統會提示停車，接着會請求用戶點擊自動泊入開關，點擊自動泊入開關后，系統會提示駕駛員松開剎車開始泊車並長按APA硬按鍵，然后系統自動規划路徑，並控制車輛完成泊車。
且看平行泊入，平行泊車位搜索完成后，APA將建立電子地圖。
平行泊車電子地圖
APA基於電子地圖進行路徑規划，路徑規划問題可描述為尋求一條滿足多個約束的路徑曲線。
平行泊車軌跡規划
基於規划的軌跡，APA進行泊車實時控制，主要包括泊車環境實時監測、車輛位置估計、車身實時橫縱向控制。
平行泊車過程中
如果實際的最終位置滿足在x與y方向參數指標，則認為自動泊車正確完成（若與參考路沿對齊，則前后車輪與參考路沿的距離為25±10cm）
平行泊車完成
自動泊出
APA支持從泊車位自動泊出，駕駛員需要在自動泊出開始之前，使用轉向燈指示泊出方向。其中Df和Dr是車輛到最近的前部和后部物體的距離。
平行泊出的初始條件
若與前側參考車輛（障礙）距離符合安全距離要求，則按方式①直接前進駛出，若小於1步駛出的安全距離，則按方式②，第1步自動駛出動作默認為倒退。
平行泊出的結束條件
基於SRU的測量，車輛來回移動，直至自動駛出結束。自動駛出完成的評價標准為：當前車輛方向盤角度保持不變即可駛出泊車位並且在當前雷達探測范圍內保持該線路行駛無障礙沖突。如果該過程在行駛方向角度變化達到以前沒有正確結束，則APA會確定前方有障礙物，並通知停止自動泊出
泊車路徑重新規划
在泊車入位過程中，車輛行駛的軌跡上可能會出現動態障礙物或靜態障礙物，若行駛路徑上存在靜態障礙物，則需要重新對泊車路徑進行規划。
如下圖示例所示，車輛開始泊車后，泊車系統規划步數為兩步泊入，且此時因各種原因（超聲波探測距離、AVM未識別）未能識別到前方障礙物。當車輛在第一步泊入操作時US檢測到前方靜態障礙物，此時泊車系統根據車輛當前位置、障礙物信息、車位信息等條件，重新規划泊車路線（可能造成泊車步數增加），完成車輛的泊入。
如下圖示例所示，對於內部有停車帶的車位，在泊入過程中，車輛撞上減速帶后（SVM未識別情況下），泊車控制系統根據發動機扭矩、輪速脈沖等信號，內部判斷是否遇到減速帶，並會重新規划泊車路徑（可能造成泊車步數增加），在避免車輛越過減速帶的前提下完成泊車。
定位與控制
泊車過程中的車輛運動姿態估計，屬於短行程高精度的定位問題。采用車輪脈沖信號進行航跡推算來定位。通過單位時間內左右輪運動行程來計算車身方位角增量和后軸中心位置的增量，分別對車身方位角和位置的增量進行累加，可得出車輛的相對起始狀態的位姿。
航跡推算算法適用於短行程車輛位姿定位，但該方法存在一些誤差。所以需要結合其他方法共同來定位。本方案采用了結合IMU及車輛動力學模型，通過位置估計算法計算短時內高精度位姿變化，通過定位融合算法計算出最終的車輛位姿，其方法流程如下圖所示：
通過車輛傳感器獲取的信息進行濾波，結合車輛動力學模型將傳感器信息的輸入應用非線性狀態估計算法進行車輛狀態估計，獲取基於車輛動力學模型較為准確的狀態信息（也就是將傳感器采集的狀態信息進行補償），構建兩個閉環系統進行速度控制，一部分是加減速度控制環（ESC自帶），另一部分是速度控制環。
