Автоматическая парковка автомобиля без водителя: как работает система

Автоматическая парковка – это интеллектуальный помощник по безопасной постановке машины на стоянку. Представляет собой парковочный автопилот, при этом, частичное участие водителя, иногда, все же, требуется. Как правило, автомобиль самостоятельно заезжает на парковку, предварительно выбрав подходящее место, «рулевой» же жмет на педали и переключает передачи.

Опция значительно упрощает процесс маневрирования тачкой в сложных локациях. Новички на машинах с автоматической парковкой получают возможность спокойно ставить «коня в стойло», не переживая за целостность кузова, и сохранность соседних машин.

Рассмотрим, как работает система автоматической парковки автомобиля более подробно. Опция сегодня присутствует на тачках многих марок. Однако, почти 15 лет назад ее впервые презентовали на Volkswagen. Поэтому, именно на примере этих автомобилей, мы ее сегодня и изучим.

Что такое автоматический паркинг?

Интеллектуальный комплекс безопасности «Service Park Assist System» или автоматическая парковка Volkswagen – это режим автопилота во время парковочных действий. Машина самостоятельно паркуется параллельно и перпендикулярно проезжей части, с заездом вперед и назад. Park Pilot имеется на следующих автомобилях: Golf, Passat B8, Passat CC, Tiguan, Teramont, Jetta и Touareg.

Ассистент также ищет подходящее парковочное место, согласовывая результат с водителем. Некоторые комплексы осуществляют помощь и при выезде с места стоянки.

Цель изобретения

Основная задача данной опции заключается в облегчении процесса парковки для водителя. Многие города переполнены транспортными средствами. В таких условиях доверить процесс лучше автоматизированной системе.

Основные преимущества:

безопасное выполнение маневра, даже в условиях недостаточного опыта водителя;
быстрый поиск подходящего парковочного места, оптимальный выбор делает интеллектуальная система автомобиля;
дистанционное управление процессом с помощью пульта;
быстрый запуск/остановка автопарковки.

Среди недостатков новой опции можно назвать высокую цену автомобилей, обладающих данным инструментом, а также дорогой ремонт и содержание вспомогательного оборудования (пульт, датчики).

Устройство системы

Автоматическая парковка автомобиля без водителя работает с помощью ультразвуковых сенсоров и приемников. Напоминает принцип работы системы парктроников, не так ли? Однако, у автопарковки датчики имеют больший радиус действия.

Датчики излучают волны, а затем ловят обратный сигнал. Блок управления обрабатывает информацию и вычисляет расстояние до объектов, а затем дает команду на движение. Все маневры совершаются точно и без риска столкновения. Всего комплекс Service Parking Assist у Volkswagen насчитывает 12 сенсоров (по 4 спереди и сзади, по 2 по бокам авто).

Алгоритм работы датчиков при автоматической парковке полностью выстраивает электронный блок управления.

Включение и выключение опции осуществляет водитель. Он же в любой момент может прервать процесс. Наблюдать за схемой и ходом маневрирования можно на дисплее штатного ГУ. Там же отображаются необходимые команды.

Система автоматической парковки (другое наименование — интеллектуальная система помощи при парковке, обиходное название – парковочный автопилот) относится к активным парковочным системам, т.к. обеспечивает парковку автомобиля в автоматическом или автоматизированном (автоматически выполняются отдельные функции) режиме.

Эволюция парковочных систем: от парктроников до систем автоматической парковки.

Процесс парковки и маневрирования в ограниченном пространстве сложен и для новичка, и для опытного водителя. Основная проблема паркования — невозможность с водительского места увидеть крайние точки автомобиля, и оценить, насколько далеко находятся препятствия. Наиболее остро эта проблема встала лет двадцать назад, когда машин становилось все больше, а мест для парковки — все меньше.

Первое практическое решение проблемы было представлено в 1995 году — тогда компания Mercedes-Bens представила систему под названием Parktronic. Это была система из нескольких ультразвуковых датчиков и индикатора – бипера. Работала такая система крайне просто: датчики измеряли расстояние до препятствий, а бипер изменением частоты звукового сигнала предупреждал, когда следует остановиться.

Данная система показала себя с самой лучшей стороны, хотя ей недоставало хорошей и удобной сигнализации о приближении к препятствию. Поэтому совсем скоро появились парктроники с визуальной светодиодной индикацией. Сначала эта индикация состояла из трех светодиодов, цвет которых говорил о примерном расстоянии до препятствия: зеленый — можно двигаться, желтый или оранжевый — опасность близко, красный — нужно остановиться.

Как показала практика, парктроники с ультразвуковыми датчиками и визуальной индикацией просты, удобны и надежны, поэтому и сегодня они имеют самое широкое применение. Хотя за последние годы они были усовершенствованны, стали более чувствительными и удобными. Что касается индикации, то и она стала более информативной — даже в простых парктрониках индикаторы показывают расстояние до препятствий справа и слева от автомобиля, во многих парктрониках на дисплее отображается все, что происходит по периметру автомобиля, и т.д.

Однако парктроник даже с самой совершенной индикацией не всегда способен полностью заменить глаза водителя. Например, при парковке грузовика, автобуса или крупногабаритного автомобиля просто необходимо видеть, что происходит сзади, поэтому в таких случаях парковка и маневрирование часто происходит с помощью ассистента.

Решение этой проблемы также было предложено в 1990-х годах, им стал парктроник с камерой заднего вида. Попытки создать подобную систему предлагались очень давно (с 1950-х годов), однако только недавно технологии позволили создать малогабаритную камеру, легкий монитор и электронику, которая без проблем поместилась бы в легковом автомобиле. Интересно, что первые парктроники с камерой заднего вида начали применяться именно на грузовиках и автобусах, и лишь с началом нового тысячелетия они плавно перекочевали на легковые автомобили.

Первые парктроники этого типа оснащались одной камерой, расположенной в задней части автомобиля — такие системы очень популярны и сейчас, так как они просты, надежны и дают достаточно информации водителю. В 2000 году появилась система с выдвижной поворотной камерой, которая позволяла осматривать пространство вокруг автомобиля. А с 2007 года выпускаются системы кругового обзора (первая была создана компанией Nissan), в которых используется 4 широкоугольных камеры, охватывающие все пространство по периметру машины.

Но все это — пассивные системы парковки, они лишь помогают видеть и «чувствовать» пространство вокруг, но самую сложную работу — маневрирование — они оставляют водителю. Сейчас эта проблема решается системами автоматической парковки, которые всю работу — от поиска свободного пространства (Рис.1), до постановки и выезда машины с парковочного места — выполняет без помощи водителя.

Рис.1 Поиск места парковки

Первые системы автоматической парковки были созданы в середине 2000-х годов сразу несколькими автомобильными компаниями, и с тех пор они стремительно развиваются, становятся все более интеллектуальными. Если первые системы могли лишь въехать в достаточно просторный карман, то сегодня они могут припарковать машину практически в любом месте, независимо от того, как стоят другие автомобили.

На сегодняшний день системы автоматической парковки еще не получили того распространения, что имеют обычные парктроники, хотя причина понятна — такого рода системы довольно дорогие, поэтому в качестве опций или штатных систем входят только в автомобили ценовой категории выше средней.

Виды и способы парковки.

Различные системы автоматической парковки помогают при выполнении параллельной парковки, перпендикулярной парковки. Больше распространены системы с параллельной парковкой. Автоматическая парковка осуществляется за счет согласованного управления углом поворота рулевого колеса и скорости движения автомобиля.

Известные виды интеллектуальных систем помощи при парковке:

Park Assist на автомобилях Volkswagen;

Park Assist Vision на автомобилях Volkswagen;

Intelligent Parking Assist System на автомобилях Toyota, Lexus;

Remote Park Assist System на автомобилях BMW;

Active Park Assist на автомобилях Mercedes-Benz, Ford;

Advanced Park Assist на автомобилях Opel.

Конструкция.

Конструкция системы автоматической парковки (Рис. 2) включает ультразвуковые датчики, выключатель, электронный блок управления, а также исполнительные устройства систем автомобиля.

Рис.2 Конструкция системы автоматической парковки

1 – Модуль системы помощи при парковке; 2 – Передний и задний динамик; 3 – Передний датчик системы помощи при парковке; 4 — Выключатель системы помощи при парковке; 5 – Интегрированный модуль управления (ICM); 6 – Усилитель мощности; 7 – Задний датчик системы помощи при парковке.

В интеллектуальной системе помощи при парковке используются ультразвуковые датчики, аналогичные пассивной парковочной системе (Рис. 3), но имеющие большую дальность действия (до 4,5 м). Количество датчиков в зависимости от разновидности системы различается. Например в системе Park Assist последнего поколения устанавливается 12 ультразвуковых датчиков: 4 – впереди, 4 сзади и 4 по бокам автомобиля.

Рис. 3 Пассивная парковочная система

Включение системы осуществляется принудительно при необходимости осуществить парковку. Для этого на панели приборов (рулевом колесе) имеется специальный выключатель.

Электронный блок управления принимает сигналы от ультразвуковых датчиков и преобразует их в управляющие воздействия на исполнительные устройства, в качестве которых выступают другие системы автомобиля: курсовой устойчивости, управления двигателем, электроусилитель рулевого управления, автоматическая коробка передач. Взаимодействие с указанными системами осуществляется через соответствующие электронные блоки управления.

Необходимая для автоматической парковки информация выводится на информационный дисплей и используется водителем в процессе парковки.

Этапы системы автоматической парковки.

Работу системы автоматической парковки условно можно разделить на два этапа (Рис. 4): поиск подходящего места на парковке и собственно выполнение парковки.

Рис. 4 Этапы автоматической парковки

Поиск подходящего места на парковке.

Производится с помощью ультразвуковых датчиков (Рис. 5). Например, в конструкции системы Park Assist для этой цели предусмотрено четыре боковых ультразвуковых датчика — по два с каждой стороны автомобиля. При движении автомобиля вдоль ряда припаркованных машин с определенной скоростью (до 40 км/ч при параллельной парковке и до 20 км/ч при поперечной парковке) датчики фиксируют расстояние между ними, а в системе Park Assist Vision – и их положение относительно транспортного средства (параллельно или перпендикулярно).

Рис. 5 Поиск подходящего места парковки

Сигналы датчиков обрабатываются электронным блоком управления. Если расстояние для парковки достаточное, система подает сигнал водителю — выводит на информационный дисплей автомобиля соответствующую информацию. В системе Park Assist за достаточное для парковки расстояние принимается расстояние, превышающее длину автомобиля на 0,8 м, в системе Advanced Park Assist – на 1 м.

Парковка транспортного средства.

Может осуществляться двумя способами – непосредственно водителем с помощью предлагаемых системой инструкций или автоматически без участия водителя ( Рис. 6).

Рис. 6 Парковка транспортного средства

Визуальные и тестовые инструкции водителю выводятся на информационный дисплей. Они касаются рекомендаций по повороту рулевого колеса на определенный угол и направлению движения. Такой способ автоматизированной парковки используется в системе Advanced Park Assist.

Исполнительные элементы задействованные в автоматической парковке.

Автоматическая парковка производится путем упорядоченного воздействия на исполнительные механизмы систем автомобиля:

— электродвигатель электрического усилителя рулевого управления;

— насос обратной подачи и клапаны тормозных механизмов системы курсовой устойчивости;

— электродвигатель дроссельной заслонки системы управления двигателем;

— электромагнитные клапаны автоматической коробки передач.

С целью безопасности движения работу системы всегда можно перевести из автоматического режима в ручной режим. В последних конструкциях системы автоматическая парковка может производиться при нахождении водителя как в автомобиле, так и за его пределами – с ключа.

Принцип работы, передача данных, обработка сигналов.

Когда модуль системы помощи при парковке активирует систему, чтобы указать, что система работает, светодиод выключателя включается и исходит одиночный звуковой сигнал от передних и задних динамиков. Модуль системы помощи при парковке обрабатывает сигналы, полученные от датчиков, чтобы определить, имеется ли какой-либо предмет в пределах радиуса действия датчиков. В комбинированном режиме датчики выдают серию ультразвуковых импульсов и после этого переходят в режим приема отраженного от препятствия звука в пределах радиуса действия. Принятые отраженные сигналы усиливаются и в самом датчике преобразуются из аналоговой формы в цифровую. Цифровой сигнал проходит к модулю системы помощи при парковке и сравнивается с запрограммированными данными, находящимися в EEPROM модуля. Модуль управления получает эти данные от датчика по линии передачи сигнала и вычисляет расстояние до препятствия по промежутку времени между облучением препятствия и приемом отраженного сигнала. Продолжительность импульса определяется модулем, который с помощью датчика контролирует частоту выходного импульса.

В режиме приемника датчик принимает импульсы, излучаемые соседними датчиками. Модуль управления использует эту информацию для точного определения положения и расстояния до препятствия. Если никакие препятствия не обнаружены, дополнительные сигналы предупреждения отсутствуют. Если обнаружено препятствие, из соответствующих передних или задних динамиков исходят повторные звуковые сигналы. Интервал подачи сигналов уменьшается по мере уменьшения расстояния между препятствием и автомобилем. На расстоянии приблизительно 250 мм звуковой сигнал становится непрерывным.

Если после первичного обнаружения препятствия расстояние между ним и автомобилем не уменьшается, характер звучания предупреждающего сигнала остается неизменным, если препятствие обнаружено центральным датчиком, или сигнал прекращает звучание через 3 секунды, если препятствие обнаруживается угловым датчиком. Звуковые сигналы прекращаются, если автомобиль выводится из положения передачи заднего хода. Модуль продолжает контролировать расстояние и возобновляет подачу предупреждающих сигналов, если обнаруживается уменьшение расстояния. Работа системы отменяется, когда нажимается выключатель системы помощи при парковке нажат или выключается зажигание. Работа системы также отменяется, если автомобиль перемещается больше чем на 50 м или скорость движения автомобиля вперед превышает 30 км/ч. Система может обнаружить подсоединение прицепа к автомобилю с помощью сообщения по среднескоростной шине CAN от модуля прицепа. Когда модуль системы помощи при парковке обнаруживает подсоединение прицепа к автомобилю, задние датчики отключаются, чтобы предотвратить постоянную выдачу предупреждений вследствие близости прицепа. Модуль системы помощи при парковке также содержит программное обеспечение, которое компенсирует влияние мороза, обледенения или дождя на датчики. Компенсация обледенения происходит, если значение наружной температуры, полученное в сообщении по среднескоростной шине CAN от щитка приборов, меньше 6°C.

Взаимодействие блоков управления и компонентов (Рис. 7)

Рис. 7 Блоки управления и компоненты

Примечание: А – постоянное проводное соединение; N– Среднескоростная шина CAN; P– Оптоволоконная шина MOST

1 – Аккумулятор; 2 – Электрораспределительная коробка; 3 – Вспомогательная электрораспределительная коробка; 4 – Центральная электрораспределительная коробка (CJB) ; 5 – Модуль управления коробкой передач (TCM) ; 6 – Модуль антиблокировочной системы (ABS); 7 – Модуль прицепа; 8 – Интегрированный модуль управления (ICM) ; 9 – Усилитель мощности; 10 – Передние динамики аудиосистемы; 11 – Задние динамики аудиосистемы; 12 – Задний датчик системы помощи при парковке; 13 – Модуль системы помощи при парковке; 14 – Выключатель системы помощи при парковке; 15 – Передний датчик системы помощи при парковке.

Особенности и недостатки системы:

— Низкая скорость выполнения маневров. Система выполняет все действия и маневры медленно, на минимальной скорости, поэтому автоматическая парковка может занять больше времени, чем ручная; — Ошибки системы при определении препятствий. Довольно часто автоматика не распознает бордюры, сугробы, столбики и другие препятствия, что приводит к неприятным последствиям; — Некорректная работа системы из-за погодных условий и факторов окружающей среды. Причиной ошибок могут служить загрязненные датчики, сильный снегопад или дождь, о чем всегда нужно помнить.

Источники:

https://systemsauto.ru/active/active_park.html
https://vkjournal.ru/doc/104687
https://www.lrman.ru/freelander/2/electrics/parking/principles_of_parking_assistant
https://www.autoopt.ru/articles/products/4528605/
https://auto.mail.ru/article/26175-novye_mercedes_a_v_i_s/

Виды автопилота

Всего различают 2 основных вида автоматической парковки:

Полностью автоматический. Парковка совершается без участия водителя, при этом, он в любой момент может вмешаться. Интеллектуальный помощник сам выбирает место стоянки, сам решает, каким образом туда заехать, сам выполняет маневры.
Полуавтомат. Выбор курса следования и управление рулевым колесом осуществляет парковочный ассистент. Водитель же следит за педалями скорости и тормоза, а также переключает передачу. На мониторе, при этом, отображаются рекомендации и подсказки.

Преимущества использования

Ведущие автомобильные компании постоянно совершенствуют системы парковочных автопилотов. Park Assist после точных расчетов паркует машину на самой маленькой площади. Несколько незамысловатых движений, контроль водителя за скоростью – и авто при параллельной или поперечной парковке встает в труднодоступное место.

Системы парковочных автопилотов – безопасны и надежны в использовании. Водитель свободно контролирует работу транспортного средства. Не зря автоматическое устройство Парк Ассист называют интеллектуальным помощником. Снижение дорожно-транспортных происшествий – основное достоинство парковочного автопилота.

Все события отражаются на мониторе PLUS. Звуковые подсказки позволяют вовремя отреагировать и сориентироваться в обстановке. Автопилот самостоятельно вращает руль и точно находит свободный участок для парковки авто. Современные автомобили оснащены не только безопасными ультрасовременными системами.

Техника заботится даже тогда, когда водитель спит за рулем, но в любой момент управление берется под контроль. Поиск свободного пространства и его расчет выполняется в считанные доли секунды.

На машинах каких марок есть автоматическая парковка?

Интеллектуальная система автоматической парковки сегодня присутствует, практически, во всех автоконцернах. Только название везде разное:

Park Assist у Фольксваген;
Active Park Assist у Мерседеса и Форда;
Parking System у Ауди;
Remote Park Assist System у BMW;
Advanced Park Assist у Opel;
Intelligent Parking Assist System у Lexus и Toyota;
Smart Parking Assistant System у KIA.

Как это работает?

Общий принцип у всех автоматических парковок един:

Водитель активирует опцию, как правило, нажатием кнопки на панели авто;
Далее, он медленно едет по правой полосе дороги, а парковочная система в это время сканирует местность на наличие свободного места;
По умолчанию, поиск осуществляется на правой обочине, но, если водитель включит левый поворотник, запустится сканирование и левой стороны дороги;
Как только свободное место будет обнаружено, система оповестит водителя.
Если последнего все устроит, он подтвердит согласие на парковку;
Далее нужно следить за подсказками на дисплее магнитолы и четко им следовать;
Примерно за 3-7 маневров автомобиль припаркуется.

Как пользоваться (на примере Volkswagen)

Приведем более подробные инструкции, например, для парковочного ассистента в автомобиле Фольксваген Туарег 2022 года:

Как включить парковочного ассистента мы уже писали, у VW все, как у других – кнопка на панели;

Медленно едьте вдоль парковочного ряда, следите, чтобы расстояние до ближайших припаркованных авто составляло 0,5-2 м;
Для продольной парковки скорость движения не должна превышать 40 км/ч, поперечной – 20 км/ч;
Как только система обнаружит подходящее место, соответствующее уведомление появится на мониторе. Дайте согласие (клавиша Р);
Далее вам остается только вовремя нажимать на педали акселератора и тормоза, а также вовремя включать заднюю и переднюю передачи.

Более подробные инструкции ищите в техническом руководстве своего автомобиля. Как правило, система Park Assist на Volkswagen Tiguan, Teramont или любом другом, работает одинаково.

Принцип работы IPA

Принцип работы автоматической парковки сводится к выполнению нескольких последовательных действий:

водитель запускает систему, нажав на соответствующую кнопку не позднее чем за 3 метра от предполагаемого места остановки;
ультразвуковые датчики начинают сканировать пространство сбоку от автомобиля. Машина при этом должна двигаться вдоль припаркованного транспорта;
как только система обнаружит свободное место, в салоне прозвучит характерный сигнал.

После этого запускается один из двух режимов работы автоматического парковщика: полуавтоматический либо автоматический. Чтобы данная система начала функционировать, на стоянке должно быть не менее трех метров свободного пространства.

В полуавтоматическом режиме работы комплекса запускаются следующие процессы:

водитель педалью газа регулирует скорость движения автомобиля (перемещаться можно также на «холостом» ходу);
электронный блок IPA берет на себя управление рулем и системой курсовой устойчивости;
на экране бортового компьютера выводятся подсказки, сигнализирующие водителю о необходимости включения определенной передачи или остановке автомобиля;
в салоне раздается сигнал об успешной парковке.

В автоматическом режиме запускаются аналогичные процессы. Однако в данном случае направление поворота рулевого колеса, торможение, переключение передач и другие операции проводятся только бортовой электроникой. Водитель не принимает участия в описанных процессах.

Плюсы и минусы автоматической парковки

Самым главным плюсом, разумеется, является комфорт, который получает водитель машины с парковочным автопилотом;
Новички пользуются возможностью учиться правильно парковаться, чувствовать габариты своего автомобиля, развивать навык маневрирования при езде реверсом;
Парковочный процесс становится полностью безопасным, практически, без рисков повредить свой или соседние автомобили.

К сожалению, система не лишена недостатков:

Датчики слишком чувствительны к воздействию среды. Они боятся влаги, пыли, снега, льда. За ними нужно тщательно ухаживать. Но это относится к любому автодевайсу (даже для камеры заднего вида нужна защита);
Неровное дорожное покрытие (булыжники, ямы) может создать помехи ультразвуку сенсоров. Система будет работать некорректно. Помните, как в подобной ситуации постоянно пищит парктроник? Тут примерно тоже самое;
Датчики «не видят» открытые люки, дышла прицепов, тонкие столбики и стержни, жерди, узкие деревья;
Автомобили, оснащенные данной опций, стоят существенно дороже аналогичным, но в более простой комплектации;
Ремонт автоматической парковки – удовольствие не из дешевых. Тот же парктроник можно заменить самому и отделаться скромной суммой.

Неблагоприятные условия для активации автопилота

В завершение, рассмотрим, в каких случаях автоматическая параллельная или поперечная парковка на Фольксваген Тигуан, или любом другом, может подвести:

Если соседние машины стоят неровно, не параллельно бордюру;
Если расстояние от авто с автоматической парковкой до припаркованных машин (сбоку) составляет менее 0,5 м;
Наличие прицепа на соседнем авто;
Большой дорожный просвет (расстояние от дна машины до дорожного полотна) у соседней тачки. Датчик автопилота может «не заметить» такой автомобиль;
Если рядом находятся транспортные средства нестандартной формы, урны, мусорные баки, узкие деревья, жерди, велосипеды, мотоциклы и т.д.;
Стоит учитывать, что на ультразвук может влиять неблагоприятная погода: дождь, снег, грязь.

На этом у нас все. Стоит ли пользоваться автоматической парковкой – решать вам. Судя по отзывам, опытные водители не спешат отдавать компьютеру полный контроль за ситуацией. Новички же охотно применяют опцию, избавляя себя от лишнего стресса. А к какому лагерю примкнете вы?

Подробнее об Active Guard, опции 5AV

Active Guard обычно входит в комплект Driving Assistant или Driving Assistant Professional, однако его можно установить отдельно от этих опций.

5AV предупреждает или экстренно тормозит автомобиль в сложных дорожных ситуациях. Система выдает визуальные и звуковые предупреждения в ситуациях, которые могут привести к столкновению с автомобилем или другим барьером, а также не допускают наезд на пешехода. Информация поступает с камеры KAFAS.

Active Guard регулирует пороговое значение тормоза для снижения тормозного пути еще до нажатия на педаль. Если этого недостаточно, система берет контроль на себя и самостоятельно тормозит автомобиль. Также система способна работать если водитель никак не реагирует на критическую ситуацию и действовать согласно вышеописанным принципам.

Каждая из этих опций и еще множество других оригинальных решений от BMW

доступны в наших установочных центрах. Обратиться к нам вы сможете по адресу, указанному в разделеКонтакты

. Или заполнить небольшую форму обратной связи. После этого вам перезвонит наш менеджер и подробно проконсультирует по каждой услуге и предложит оптимальный вариант для монтажа.