CN101464519B - 一种停车辅助系统障碍探测法 - Google Patents
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Abstract
一种停车辅助系统其障碍探测法，包括将系统上电，系统使用的N个随机排序的探头探测障碍距离；在本轮N个探头探测工作完成后比较出最近的障碍物距离，进行报警并转入随机排序步骤；各探头使用上述抗干扰方法作干扰检测并采用限幅滤波法输出障碍物距离探测值。本发明通过探头干扰检测，更大限度地保障正常距离检测，排除环境噪声对实际障碍物判断的影响；通过多次抽样检测确认干扰及限幅滤波法，在一定灵敏度的前提下，使报警输出更加稳定准确；本方法可以利用现有停车辅助系统的电路，硬件一般无须改动，便于应用和推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车停车辅助系统的方法，更具体地说，涉及一种停车辅助系统障碍探测法。
背景技术
停车辅助系统是利用超声波原理检测在汽车运动方向上有无障碍物以保障停车安全的系统。现有停车辅助系统可分为倒车辅助系统和停车辅助系统二种，倒车辅助系统只在汽车后保险杠安装超声波传感器检测探头，也叫倒车雷达，常见的倒车雷达安装二个、三个、四个或六个超声波传感器检测探头。停车辅助系统在汽车后保险杠和前保险杠都安装了超声波传感器检测探头，前面保险杠一般也安装有二个，三个，四个或六个超声波传感器检测探头。
停车辅助系统常用的工作原理是：每个探头轮流检测，每个探头发射数个超声波，然后等待接收其返回波。超声波速度为C，采用渡越时间法，根据从发射超声波到接收到其返回波的时间t，可计算出当前工作超声波探头到障碍物的最近距离L＝C*t/2。通过比较同一方向各个探头检测到的最近距离，可得出同一个方向检测到的最近障碍物的距离。根据这个最近距离，通过报警或显示设备提供给司机，避免撞车或其它事故，让驾驶者更加安全地开车、倒车。
在理想情况下，现有的停车辅助系统可以在一定距离范围里，比较准确、及时地探测障碍物的距离。但在复杂汽车行驶环境下，现有的停车辅助系统经常会受到或大或小的干扰，如实际环境中会有一些比较强的机械振动，这些振动会发射出与探头频率接近或一致的超声波，如39K、40K、41K等等，一旦这些超声波干扰信号进入电路，干扰的时间会达到或超过有效障碍物信号的检测强度，引起误报。有的干扰连续多个检测周期都稳定存在，如周围有电机、风枪或气刹等系统运行时，在这种环境中，停车辅助系统启动后，也会频繁发出误报警。
现有停车辅助系统的软件算法，尚未很好地解决在上述环境下的抗干扰问题。有的算法采用多次确认法解决抗干扰问题，但当环境干扰持续时间超过停车辅助系统的确认极限，仍然产生误报；而且确认时间过长，会降低系统反应时间。有的算法采用检查障碍物回波中是否存在很大宽度的波形，但是由于大障碍物或多个距离相近的障碍物也会形成连续的宽波形，使停车辅助系统预置的比较波型宽度设置变得极为困难，若波型宽度限定大一些，有些冲击干扰就无法消除；若波型宽度限定小一些，则停车辅助系统可能将有些大障碍物或多障碍物误当作干扰，而不发出警告，导致碰撞危险。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种停车辅助系统障碍探测法，使用上述抗干扰方法，解决环境干扰因素引起的误报，提高停车辅助系统报警的准确性和安全性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种停车辅助系统障碍探测法，包括如下步骤：
S1、系统上电；
S2、系统使用到的N个探头顺序探测障碍距离；
S3、本轮N个探头探测工作完成后，比较出最近的障碍物距离，进行报警并转入步骤S2；
其特征在于，在所述步骤S2中，第In号探头的探测步骤如下：
S21、对该探头进行干扰检测；
S22、当未检测到超过Tlimit宽度的回波信号时，将统计干扰持续时间清零并使用该探头进行连续多次障碍物距离检测，当满足相邻两次检测距离之差的绝对值与该两次探测的时间间隔Tinternal之比小于等于预设的最大障碍物速度Vmax时，输出该两次探测的后一次探测距离值；
当检测到超过Tlimit宽度的回波信号时，增加统计干扰持续时间继续干扰检测，并当统计干扰持续时间不大于预设的干扰最大持续时间Tmax时，输出该探头上次障碍物距离探测值，当统计干扰持续时间大于预设的干扰最大持续时间Tmax时，将该探头上次障碍物距离探测值置无效，不输出障碍物距离探测值；
所述探头干扰检测按照如下方式进行：
S211、开启定时器；对该探头不发射驱动脉冲，开启其接受通道；
S212、当探测用时超过预置的正常探测用时范围，属干扰不强烈而结束该探头的干扰检测；当探测用时未超过预置的正常探测用时范围，如接收到超过Tlimit宽度的回波信号时，属干扰足够强烈而结束该探头的干扰检测，如未接收到超过Tlimit宽度的回波信号时，重新判断探测用时是否超过预置的正常探测用时范围。
在本发明的停车辅助系统障碍探测法中，所述步骤S2中，在N个探头顺序探测障碍距离前，包括对系统使用到的该N个探头进行随机排序。
在本发明的停车辅助系统障碍探测法中，所述步骤S1中，在系统上电后，包括探头自检并提示自检结果。
在本发明的停车辅助系统障碍探测法中，所述干扰最大持续时间Tmax预设为1秒。
在本发明的停车辅助系统障碍探测法中，选择所述干扰信号最大宽度Tlimit为有效信号宽度的2倍。
在本发明的停车辅助系统障碍探测法中，所述最大障碍物速度Vmax预设为每小时10公里。
实施本发明的停车辅助系统障碍探测法，与现有技术比较，其有益效果是：
1、通过探头干扰检测，更大限度地保障正常距离检测，排除环境噪声对实际障碍物判断的影响；通过多次抽样检测确认干扰以及限幅滤波法，在一定灵敏度的前提下，使报警输出更加稳定准确；
2、本方法可以利用现有停车辅助系统的电路，硬件一般无须改动，便于应用和推广。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明停车辅助系统障碍探测法的基本运行流程图。
图2是本发明停车辅助系统障碍探测法中，每轮循环里一个探头工作的流程图。
图3是本发明停车辅助系统障碍探测法中探头干扰检测流程图。
具体实施方式
如图3所示，本发明的停车辅助系统抗干扰方法包括如下步骤：
a、开启定时器；对该探头不发射驱动脉冲，开启其接受通道；
b、当探测用时超过预置的正常探测用时范围，未接收到超过Tlimit宽度的回波信号时，属干扰不强烈而结束该探头的干扰检测；当探测用时未超过预置的正常探测用时范围，如接收到超过Tlimit宽度的回波信号时，属干扰足够强烈而结束该探头的干扰检测，如未接收到超过Tlimit宽度的回波信号时，重新判断探测用时是否超过预置的正常探测用时范围。
正常探测用时按照现有方法确定，即根据系统的硬件参数和预计要探测的距离范围(如2米、1.5米等)来确定。
在具体使用本发明方法加强停车辅助系统抗干扰性能时，可以根据实际情况来调整干扰最大持续时间Tmax和回波通道上干扰信号最大宽度Tlimit这两个参数。一般干扰最大持续时间Tmax可以选择为1秒，如果系统的探测距离越远，意味着每个探头单次工作时间越长，那么干扰最大持续时间Tmax可以调大一些。回波通道上干扰信号最大宽度Tlimit可以根据具体电路的放大倍数，选择为有效信号宽度的2倍，如判断有效信号需要大于150微秒时，Tlimit可以选300微秒。一般而言，Tlimit越大，Tmax则相应调小一些。
如图1所示，本发明的停车辅助系统障碍探测法包括如下步骤：
第一，将系统上电，各探头进行自检并通过蜂鸣器(或其他方式)提示自检结果(在其他实施例中，可以不进行探头自检，也可以实现本发明目的)；
第二，对系统使用到的N个探头进行随机排序，并按照该随机序列进行一轮检测(在其他实施例中，可以不进行N个探头的随机排序，而安装系统默认的N个探头的次序进行第三步的探测，也可以实现本发明目的)；
第三，上述N个探头按随机序列顺序探测障碍距离；
第四，在本轮的N个探头探测工作完成后，比较出最近的障碍物距离，进行报警并转入第二步骤。
如图2所示，在第三步骤中，第In号探头的探测步骤如下(n的取值范围为1至N)：
A、对该探头进行干扰检测；
B、当未检测到超过Tlimit宽度的回波信号(即噪音干扰不强烈)时，将统计干扰持续时间清零，然后使用该探头进行连续多次障碍物距离检测，对相邻两次距离使用限幅滤波法：|D1-D2|/Tinternal＜＝Vmax，如果符合条件则输出D2，否则障碍物距离无效。其中D1，D2为连续两次探测的障碍物距离结果，Tinternal为连续两次探测的时间间隔，Vmax为障碍物速度上限，如10km/h。
当检测到超过Tlimit宽度的回波信号(即噪音干扰强烈)时，增加统计干扰持续时间继续干扰检测，并当统计干扰持续时间不大于预设的干扰最大持续时间Tmax时，输出该探头上次障碍物距离探测值Dn，当统计干扰持续时间大于预设的干扰最大持续时间Tmax时，将该探头上次障碍物距离探测值Dn置无效，不输出障碍物距离探测值。
上述步骤A中的探头干扰检测，按照上述本发明的停车辅助系统抗干扰方法进行(如图3所示)。
Claims (6)
1.一种停车辅助系统障碍探测法，包括如下步骤：
S1、系统上电；
S2、系统使用到的N个探头顺序探测障碍距离；
S3、本轮N个探头探测工作完成后，比较出最近的障碍物距离，进行报警并转入步骤S2；
其特征在于，在所述步骤S2中，第In号探头的探测步骤如下：
S21、对该探头进行干扰检测；
S22、当未检测到超过Tlimit宽度的回波信号时，将统计干扰持续时间清零并使用该探头进行连续多次障碍物距离检测，当满足相邻两次检测距离之差的绝对值与该两次探测的时间间隔Tinternal之比小于等于预设的最大障碍物速度Vmax时，输出该两次探测的后一次探测距离值；
当检测到超过Tlimit宽度的回波信号时，增加统计干扰持续时间继续干扰检测，并当统计干扰持续时间不大于预设的干扰最大持续时间Tmax时，输出该探头上次障碍物距离探测值，当统计干扰持续时间大于预设的干扰最大持续时间Tmax时，将该探头上次障碍物距离探测值置无效，不输出障碍物距离探测值；
所述探头干扰检测按照如下方式进行：
S211、开启定时器；对该探头不发射驱动脉冲，开启其接受通道；
S212、当探测用时超过预置的正常探测用时范围，属干扰不强烈而结束该探头的干扰检测；当探测用时未超过预置的正常探测用时范围，如接收到超过Tlimit宽度的回波信号时，属干扰足够强烈而结束该探头的干扰检测，如未接收到超过Tlimit宽度的回波信号时，重新判断探测用时是否超过预置的正常探测用时范围。
2.如权利要求1所述的停车辅助系统障碍探测法，其特征在于：所述步骤S2中，在N个探头顺序探测障碍距离前，包括对系统使用到的该N个探头进行随机排序。
3.如权利要求1所述的停车辅助系统障碍探测法，其特征在于：所述步骤S1中，在系统上电后，包括探头自检并提示自检结果。
4.如权利要求1至3之一所述的停车辅助系统障碍探测法，其特征在于：所述干扰最大持续时间Tmax预设为1秒。
5.如权利要求1至3之一所述的停车辅助系统障碍探测法，其特征在于：选择所述干扰信号最大宽度Tlimit为有效信号宽度的2倍。
6.如权利要求1至3之一所述的停车辅助系统障碍探测法，其特征在于：所述最大障碍物速度Vmax预设为每小时10公里。
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