作者 | 北湾南巷
自动泊车系统( APA, Automated Parking Assist )是一套集感知、决策、路径规划与车辆控制于一体的智能驾驶辅助系统,能够在驾驶员无需直接控制方向盘、油门和刹车的情况下,实现车辆从静止状态开始至完成泊车或驶离车位的全过程自动化操作。该系统主要依赖对车辆环境的感知、泊车位的识别与判断、动态路径规划,以及对整车底层控制系统的全面调度与协调,最终实现精准、安全、平稳的自动泊车体验。
系统核心控制目标及主要子功能模块介绍
1.1 系统核心控制目标
APA 系统通过综合控制转向系统、制动系统、动力系统(电机或内燃机 / 变速器)来执行自动泊车任务,具体包括:
- 转向系统控制: 系统可控制 EPS (电动助力转向系统)实现精准的方向调整;
- 制动系统控制: 通过对 EPB (电子驻车系统)、 ESC (电子稳定控制系统)等的控制,实现柔性制动和紧急刹车;
- 动力系统控制: 对驱动扭矩的精确调节(尤其在电动车中对电机扭矩的细化控制),实现泊车过程中的低速精确移动。

1.2 系统主要子功能模块
APA 系统通常包括以下几个关键子功能模块,各模块协调运行,实现泊车任务的全过程:


状态机及使用案例介绍
2.1 State Machine / Operating Sequence 状态机 /工作序列
State machine diagram 状态迁移图

图中的状态图清晰地展示了自动泊车系统( APA:Automatic Parking Assist)的各个状态节点及其状态转换逻辑。它是一个有限状态机(FSM)的建模,描述了 APA 系统从关闭到激活、执行泊车任务、完成或失败的整个状态转移流程。

2.1.1 State and events 状态与事件
State 状态
主状态有 5 种:
- APA _ S leep
- APA_ S tandby
- APA _ S earch A ctive
- APA_ P ark A ctive
- APA_ F ailure

APA_ P ark A ctive 子状态有 5 种:
- APA_P ark P repare
- APA_P ark C trl
- APA_P ark F inish
- APA_P ark S pt
- APA_P ark P ending

将这张 APA(自动泊车辅助)状态机图系统性地转化为状态描述表(State Transition Table),以表格形式更清晰地描述各个状态的事件触发、条件判断、状态转移结果。
主状态转移表(一级状态 )

子状态转移表( APA_ParkActive 内部状态)

所有状态到 APA_Failure 的跳转(错误统一处理 ) 图中明显体现了 每一个主状态 均可根据条件跳转至 APA_Failure 。

APA 状态到输出信号的映射机制

Events 事件 ,按状态迁移图所示,事件可以触发状态的改变,相关的事件描述见下。

2.2 Typical Use Cases 典型用例
APA 系统支持多种实际泊车场景与车位类型, 支持线库位和空间库位的检测和车辆泊入,支持水平、垂直及斜向车位的泊入,支持水平库位及垂直库位的泊出 涵盖广泛、适应性强:

2.3 APA 系统性能影响因素详解:天气、照明与车道线状况
APA 功能受限于故障及在章节 「状态机/工作序列」 中列举的各种抑制事件。
APA 性能受天气、照明度和车道线清晰度的影响,在下雨、背光,日落,路面被冰雪覆盖以及路面磨损严重的情况下,性能会有显著的下降。
自动泊车辅助系统( APA, Automated Parking Assist)依赖多种传感器(如超声波雷达、摄像头、毫米波雷达等)获取环境信息并进行感知、定位与路径规划。然而,其整体性能在实际运行中,受到外部环境因素的显著影响。以下详细分析天气、照明及车道线清晰度等因素对 APA 性能的具体影响:

天气因素影响

照明条件影响

车道线与地面标识状况

总结:
自动泊车系统( APA)作为智能驾驶辅助的重要组成部分,融合了环境感知、路径规划、底盘控制以及人机交互等多项关键技术,具备高度系统集成性与协同控制能力。通过完整的状态机逻辑与功能模块划分,APA 系统不仅能够实现精准、安全的泊入与泊出操作,还能在复杂环境下灵活应对多种泊车情形,有效减轻驾驶负担、提升泊车效率与驾驶安全性。随着传感器性能的提升与算法的持续优化,APA 系统正朝着更高精度、更强场景适应性与更友好交互体验方向不断演进,为未来高级自动驾驶打下坚实基础。
参考:
1. Who is at fault if park assist fails? - The Globe and Mail
2. What is park assist? - Car Keys
3. Parking assistance - Megane E-Tech 100% electric - Renault
4. APA (Automatic Parking Assist) - AutoSys (TW) Co., Ltd.