电动小车自动泊车系统研究与实现

齐学红，梅福旺，陈羽，李本登

（1.江苏省电子产品装备制造工程技术研究开发中心，江苏 淮安 223003；2. 淮安信息职业技术学院，江苏 淮安 223003）

电动小车自动泊车系统研究与实现

齐学红1，2，梅福旺2，陈羽2，李本登2

（1.江苏省电子产品装备制造工程技术研究开发中心，江苏 淮安 223003；2. 淮安信息职业技术学院，江苏 淮安 223003）

针对自动泊车系统竞赛的研究，设计以控制台与小车串口通讯的自动泊车系统。键盘通过STC12C5A60S2处理器发出库位选择指令，小车STM32处理器接收指令，控制H桥电机驱动电路，控制小车前进、转弯、后退等操作；库门激光传感器检测小车进出库时刻并发送至控制台；经控制台处理器计算，由LCD同步显示；设计红外避障电路；编写了相应的控制程序，测试表明能够实现小车自动泊车、计时计费、避障功能。

泊车系统；STM32处理器；STC处理器；LCD12864显示

引言

汽车的普及给生活带来便利，也增加城市空间的拥挤，车辆可操作性要求越来越高，自动泊车已成为现代汽车智能化研究的一个热点。结合大学生竞赛赛题，设计一款电动小车自动泊车系统，包括微处理器模块、传感器模块、显示模块、H桥驱动模块、2.4G收发模块、电源模块等。为无人驾驶汽车在紧凑空间条件下自动泊车提供安全和效率保障,为泊车智能化研究和推广提供借鉴。

1 系统工作原理及设计方案

通过采集小车周围环境信息，经过微处理器处理和分析，确定泊车位置，再由处理器控制小车的行驶角度、方向和动力，实现小车自动泊位。主要包括 STC控制模块、2.4G收发模块、STM32处理器[1,2]，H桥驱动电机电路，数码管及LED驱动电路，传感器电路等，系统方案如图1所示。

图1 系统设计框图

2 硬件电路设计

小车泊车系统主要采用的如下几个模块电路：

2.1 直流电机驱动电路设计

Q1、Q2、Q3、Q4构成H桥驱动电路，小车I/o输出PWM场效应管的通断，进而控制直流电机的正转、反转。实现小车的前进、后退、左转和右转[3]。四轴驱动电流大、驱动能力强。反相器提高控制端输出电流和反应速度，提高控制灵敏性，设计电路如图2所示。

图2 四轴驱动控制部分电路原理图

2.2 预警避障系统设计

系统用红外传感器[4]实现预警避障。信号发生器产生矩形波，经9013驱动后输出，控制微处理器。红外光能有效排除可见光干扰，调节避障有效距离，如图3所示。

图3 红外避障电路

2.3 液晶显示电路

主控台采用LCD12864显示库位号、计时计费等信息，处理器STC12C5A60S2的P3.5输出到显示屏Rs脚，P3.6输出至Rw，P3.7输出至E脚，DA信号经过限流电阻与BL+与BL-相连，调节液晶屏的背光。

2.4 电源电路设计

小车由24V电池供电，经变压转换到19V电压，供H桥电路。19V转换成7.8V，为STM32提供电源，转换成5V，为小车数码管供电，转换成3.3V为STM32处理器电路供电。

3 程序的设计

3.1 控制台系统设计

控制台通过串口发送信息给小车控制器，控制小车前进、转弯、停止等动作，以进入库1程序如图4所示。

图4 前行和转弯流程图

3.2 计时计费控制程序

小车出库，控制台读取小车泊车信息，显示小车泊车时间和费用，如图5所示。

图5 系统流程图

4 测试结果分析

系统对车位、泊车时间、费用和碰撞等参数进行测试，如表1所示。

数据测试表明，设计的泊车系统能实现自动进库、出库，并自动显示计时和计费的功能，在泊车过程进行碰撞记录，目标库位LED灯指示等功能，系统结构简单、便捷。

表1 测试数据（停车费用单位：元，泊车时间单位：秒）

5 结论

基于STM32处理器和STC12C5A60S2处理器的自动泊车系统，通过合理的系统构建和软件设计，实现了自动泊车和计时计费功能，测试表明，所设计的系统稳定性和精度达到要求，但是仍有提升空间。后期将继续在系统稳定性、防碰撞预警灵敏性方面进一步完善。

[1] 王长涛,韩忠华,夏兴华.单片机原理及应用--C语言程序设计与实现[M].北京:人民邮电出版社,2014:98-158.

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[3] 王建飞.基于单片机控制的自动往返小汽车的新设计[J].现代电子技术,2006,234(19):127-129.

[4] 吴建平,殷战国,曹思榕.红外反射式传感器在自主式循迹小车导航中的应用[J].中国测试技术,2004,48(11):21-23.

Research and Realization of Electric Parking Automatic Parking System

Qi Xuehong1,2, Mei Fuwang2, Chen Yu2, Li Bendeng2
( 1.Jiangsu Provincial Electronic Equipment Manufacturing Engineering Technology Research and Development Center,Jiangsu Huai'an 223003; 2. Huai'an Information Vocational and Technical College, Jiangsu Huai'an 223003 )

In order to study the automatic parking system competition, an automatic parking system is designed to communicate with the serial port of console and trolley. The STC12C5A60S2 processor to issue a location selection command by the keyboard , and the STM32 processor of the car receives instructions, and control the H bridge motor drive circuit, so the car goes forward, turn, back and other operations; library door laser sensor detection car out of the library And sent to the console;calculated by the console processor, synchronized display by the LCD; design infrared barrier circuit; prepared a corresponding control procedures, testing that can achieve car automatic parking, time billing, obstacle avoidance function.

parking system; STM32 processor; STC processor; LCD12864 display

TN99

A

1671-7988(2017)22-73-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.22.026

齐学红（1969-），男，淮安信息职业技术学院，硕士研究生、硕士学位，讲师/工程师，主要从事汽车电子控制与信号处理研究。

淮安市汽车技术公共服务平台项目（HAPO201411）子项目：汽车尾气余热温差发电装置研究(KA150807) 资助。

淮安市P科技创新载体平台与产学研载体建设计划项目（项目号：HAP201411）。

CLC NO.:TN99

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1671-7988(2017)22-73-03