自动泊车是 2017 L 题高职高专组的压轴题。120cm × 120cm 板子里塞 6 个车位（4 个垂直式 + 2 个平行式），还要计时计费、碰撞计数、自动出入场，一套玩法把「路径规划 + 视觉闭环 + 嵌入式通信 + 弱电机一体化」串了个遍。本文用两套完全不同的门派方案把它拆开：瑞萨杯最高奖方案靠 April Tag + 麦克纳姆轮把侧方位做成「原地漂移」；TI 杯省赛方案靠 ROI 黑线检测 + 前轮转向把硬件复杂度压到最低。两条路在题目允许的范围内都能跑满分，但工程取舍天差地别。
📌 一、赛题速览与难点剖析
一、原题再现
设计并制作一个自动泊车系统：停车场控制装置通过键盘设定空车位并点亮对应 LED 灯，具有自动计时计费功能；四轮电动小车能自动驶入指定的垂直式（01~04）或平行式（05、06）停车位，停车 5 s（期间发出声光信息）后自动驶出停车场，并具备碰撞隔板检测能力。
关键约束：小车长 ≥ 26 cm、宽 ≥ 16 cm、高 ≤ 20 cm（含车体附加装置），行驶中不允许人工遥控；隔板宽 2 cm、高 20 cm；计费按「每 30 秒 5 元、未满 30 秒按 5 元」计算；小车上部第一次通过计费线开始计时、再次通过计费线停止计时；超过 4 分钟结束本轮测试，发挥部分 (3) 碰撞分计 0 分。
评分标准（文字版速览表）
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20 |
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合计 |
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120 |
判分关键：基本 (2) 垂直式 30 分是「能停就行」的主阵地，发挥 (2) 平行式 25 分是「侧方位」的主阵地。基本 (1)(2)(3) = 50 分是稳定可拿的下限；发挥 (1)(2)(3)(4) = 50 分才是区分国一/国二/省奖的分水岭——碰撞检测 (1) 10 分是性价比最高的发挥题（成本极低），平行式 (2) 25 分要靠机械或算法硬扛。
题目场地示意（官方原理图，p1）
评分细则表（官方原理图，p3）
①.5 题目工程背景
本题直接对应**乘用车自动泊车辅助系统（APA, Auto Parking Assist）**的最小子集。现实中 APA 由 12~14 个超声波雷达 + 4 个全景摄像头 + 1 颗 ECU 组成，整套 BOM 几千元；本题把它压缩到 OpenMV 一颗 + 单片机一颗 + 4 个轮子 + 一块 120cm 板子，把超声波阵列替换成俯视全局摄像头、把超声波测距替换成视觉坐标解算、把自动转向替换成麦克纳姆轮的全向运动。把「自动泊车」从一个控制问题变成了一个感知+决策问题——这是 L 题比 2017 B 题（滚球控制系统）和 2017 C 题（四旋翼）都更接近真实工程题目的原因：硬件简单，但软件边界条件多到能撑起一份 8 页的设计报告。
二、大白话版解读
想象一个简化版的小区地下车库：
▸ 4 个垂直式车位（01~04，车头朝墙）：比驾校科目二的「倒车入库」还简单，车头对位、一把倒进去；
▸ 2 个平行式车位（05、06，沿路边）：跟驾校科目二的「侧方位停车」一样，要斜着进、摆正、再往后倒到位——这是 L 题里真正的硬骨头；
▸ 控制装置是车库门口的显示屏：键盘选「我要去 03」，03 的 LED 灯亮，按下「确认」就把指令发给小车；
▸ 小车是无人驾驶版 QQ：从入口开到车位，停 5s 期间蜂鸣器哔哔响 + 车灯闪，然后自己倒出停车场；
▸ 碰隔板 = 撞墙：车身四周装了一圈「碰碰车」式的感应铜箔条，每撞一次计数 +1，评委现场记下来；
▸ 计费线 = 闸机摄像头：小车车头第一次压过计费线开始计费，第二次压过（出场）就停表，按 30 秒 5 元收钱；
▸ 超时 = 黄灯：4 分钟还没停进去，评委直接喊停，前面做的都算数，但发挥 (3) 碰撞分作废。
三、核心指标速查表
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垂直 26cm 宽 × 38cm 深
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宽 2cm
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四、最大卡脖子难点（4 条）
1. ±5cm 横向容差是全场硬约束（垂直式和平行式都一样）：小车宽 16cm，塞进 26cm 宽的车位，左右各剩 5cm 余裕；这是 6 个车位的共同硬约束，垂直式不因为深度大就宽松——车位的「宽」对应小车的「宽」，无论车位是垂直还是平行，26cm 宽都是 26cm 宽。视觉定位若有 3cm 误差，车身就会贴着一侧隔板停——任何轻微方向偏差都会发生碰撞；麦克纳姆轮方案允许原地漂移微调，前轮转向方案要在入库前完成全部角度对齐，否则只能硬碰硬。
2. 平行式真正的难点不是宽度而是轨迹复合：垂直式只需要「直线 + 微调」即可入库；平行式需要「斜入 + 摆正 + 倒位」复合动作——小车宽 16cm、长 26cm 在 26cm 宽 × 40cm 深的平行式车位里，纵向 26cm 占 40cm 深的 26cm，车头/车尾各剩 7cm；如果先平移再转向，车身长度 26cm 在 40cm 深的边界内可以做到，但需要先斜入车位让车头与车位纵线呈 30~45°，再用 yaw 摆正，最后倒位——这是固定 4 轮方案几乎不可能完成的轨迹，而 26cm 宽的硬约束在斜入阶段会被进一步压紧：车头与车位纵线呈 θ 角斜入时，车身横向投影宽度 = 车宽·cosθ + 车长·sinθ——θ=30° 是 16×0.866 + 26×0.5 = 26.9cm，θ=45° 是 16×0.707 + 26×0.707 = 29.7cm，相对 16cm 车宽放大 68~86%，而且两者都已超过 26cm 的车位宽度（超出 0.9~3.7cm）。这意味着斜入阶段车身必然有一部分还压在车位外，必须靠摆正过程逐步「收」回车位内——这就是平行式比垂直式难一个量级的几何根因。
3. 碰撞检测「任何位置」的全方向覆盖：行程开关只能装在边角，红外测距有锥角盲区，超声波有指向性；如果用单边沿触发或光电对管，平行式入库时车侧与隔板的轻微摩擦会漏检；常见解决方法是车身四周一圈连续铜箔 + 4 个角各一个采样点，任何一段铜箔短路都计数 +1。
4. 4 分钟硬超时是「发挥 (3) 碰撞分」的生命线：超时即结束测试，发挥部分 (3) 10 分计 0；但发挥 (1) 碰撞检测 10 分 + 发挥 (2) 平行式 25 分 + 发挥 (4) 创新 5 分 = 40 分仍有效。题目把时间和碰撞绑在一起，逼你在测试前就决定策略：是稳一点慢一点保证平行式能进，还是快一点撞几下拼碰撞分？
🛠️ 二、硬件方案
自设计视角（融合两套参考的工程化版本，按方案分两条线给）：
方案 A · 麦克纳姆轮全向门派（对应瑞萨杯方案）
方案 B · 前轮转向门派（对应 TI 杯省赛方案）
