CN101570167B - 车用超声波障碍检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车用数字超声波障碍检测系统，其可调整作为用于确定是否检测到障碍的基础的参考数据。此系统响应来自外部主控制器的命令来执行停车辅助模式或校正模式。该系统被配置成在执行校正模式时将从传感器单元接收的反射波信号数据存储在存储器中并且经由车辆通信将该反射波信号数据发送到外部主控制器。

Description

车用超声波障碍检测系统
技术领域
本发明涉及一种超声波障碍检测系统，该系统可校正用于确定是否检测到障碍的参考数据。
背景技术
超声波障碍检测系统用于诸如通过在车辆靠近障碍时和在车辆沿反方向运转时检测障碍并且生成警告声音而来辅助车辆停车。此超声波障碍检测系统可被分类为模拟系统和数字系统。
模拟系统包括作为独立单元的超声波传感器和停车辅助系统(PAS)。超声波传感器生成超声波并且接收表示从物体反射的波的模拟信号。PAS单元基于从超声波传感器接收的模拟信号确定是否检测到障碍(即要规避的物体)，并且当确定检测到障碍时生成警告声音。
在数字系统中，PAS单元和超声波传感器安装在单个电路板上并且合并为单个集成体(参照图1)。PAS单元的功能集成在单个芯片中，并且该芯片与超声波传感器电连接。与模拟系统相比，数字系统重量较轻并且具有优异的噪声消除性能。
参照图1和2，常规的车用数字超声波障碍检测系统10主要包括传感器单元11和PAS单元12。
系统10经局部互联网络(LIN)通信连接到车辆并且如此操作使得当从车身控制模块(BCM)接收停车辅助模式执行命令时，PAS单元12驱动传感器单元11。
当从传感器单元11接收反射波信号数据Rx时，PAS单元12执行比较反射波信号数据Rx与存储在只读存储器(ROM)(未示出)的参考数据Ref，确定已生成反射波信号的物体是否为要规避的障碍，并且将确定的结果发送到BCM的停车辅助模式。
例如，系统必须能够检测位于比道路路边或车辆保险杠的底部的高度更高的位置处的障碍。为此目的，参考数据被设置成比从障碍生成的反射波信号更低。同时，系统忽略从地(路)面特别地是粗糙表面接收的反射波信号。为此目的，参考数据被设置成比从地面生成的反射波信号更高。BCM被配置成当物体确定为障碍时提供蜂鸣声或在显示器上生成警告图像。
然而，诸如图1中所示的常规数字超声波障碍检测系统的问题在于，由于反射波信号Rx的输入端口被集成在专用集成电路(ASIC)中，因此不会从外部同时接收或截取从传感器单元11输入到PAS单元12的反射波信号，并且因此不可能校正参考数据Ref。例如，当在系统安装在车辆中的状态下系统性能较差，并且需要校正存储在系统中的参考数据以适用于车辆时，如果不能从安装在车辆中的系统获得反射波信号数据Rx，则难以知道参考数据Ref必须被校正的程度。
同时，参照图1，从外部可访问的独立模拟端口可设置在系统中。然而，在此情况下，问题在于，在安装系统的位置周围的车辆的结构必须被改变以允许操作者访问该模拟端口，并且此外，改变此结构是不容易的。
在此背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，并且因此其可包含不形成已为本国本领域普通技术人员所公知的现有技术的信息。
发明内容
因此，本发明旨在解决在现有技术中出现的上述问题，并且本发明的目的是提供一种可校正参考数据的车用超声波障碍检测系统。
为了实现上述目的，本发明提供了包括传感器单元和停车辅助系统(PAS)单元的车用超声波障碍检测系统。传感器单元可生成超声波并且接收来自物体的反射波信号。PAS单元经车辆通信连接并且被配置成响应来自外部主控制器(external master)的命令来执行停车辅助模式或校正模式。当执行校正模式时，PAS单元可将从传感器单元接收的反射波信号的数据存储在存储器中并且经车辆通信将存储的反射波信号数据发送到外部主控制器。
优选地，PAS单元可包括模拟/数字(A/D)转换器和比较器。A/D转换器的功能是将从传感器单元接收的反射波信号转换为数字反射波信号。比较器的功能是比较从A/D转换器输出的数字反射波信号的数据和参考数据。PAS单元可进一步包括用于响应来自外部主控制器的命令来执行控制功能的微型计算机，用于存储数字反射波信号数据和参考数据的存储器；以及用于经车辆通信执行发送/接收的车辆通信收发机。
适当地，在校正模式下，PAS单元的微型计算机可直接存储数字反射波信号数据而不通过比较器，并且此后通过车辆通信收发机将数字反射波信号数据发送到外部主控制器。
适当地，在校正模式下，PAS单元可将存储在存储器中的参考数据和反射波信号数据发送到外部主控制器。在一个实施方式中，反射波信号数据可存储在随机存取存储器(RAM)中，并且参考数据可被存储在ROM中。
优选地，PAS单元可响应来自外部主控制器的命令来更新从外部主控制器接收的新的参考数据，并且将已更新的参考数据存储在ROM中。
优选地，外部主控制器可包括主令控制器(control master)和与主令控制器分开的校正控制器(tuning master)。主令控制器的功能是控制车辆模块。适当地，校正控制器可作为可与车辆通信模块通信的移动装置来实现。
优选地，在停车辅助模式下，PAS单元可将从传感器单元接收的反射波信号数据与参考数据相比较，确定是否已检测到障碍，并且将确定的结果发送到主令控制器。
要理解的是本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括下列的机动车：例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种艇和船的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车(plug-in hybridelectric vehicles)、氢燃料车和其他代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动两种动力的车辆。
本发明的上述和其它特征在以下进行讨论。
附图说明
从以下的具体实施方式并结合附图将更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征以及其它优点，其中：
图1是显示常规超声波障碍检测系统的示意图；
图2是显示由常规超声波障碍检测系统执行的障碍检测处理的示意图；
图3是概念地显示根据本发明的超声波障碍检测系统的示意图；
图4是显示根据本发明的实施方式的超声波障碍检测系统的示意性框图；以及
图5是显示其中应用根据本发明的实施方式的超声波障碍检测系统的实施例的示意图。
具体实施方式
此后，将参照附图详细说明根据本发明的超声波障碍检测系统的实施方式。
此处使用的术语“停车辅助模式”指用于执行一般停车辅助功能的模式，诸如检测障碍并且提供障碍的警告信号，并且其详细说明被省略。
参照图3，优选地安装在车辆的后保险杠或车门处的多个系统100经车辆通信(包括LIN通信的总通信协议)相互连接，并且被配置成响应来自外部主控制器200和300的命令来执行停车辅助模式和校正模式。每一个系统100可为由外部主控制器控制的副控制器类型。响应来自用于控制诸如车身控制模块(BCM)的车辆模块的主令控制器200的命令来执行停车辅助模式，并且响应来自与主令控制器200分开的校正控制器300的命令来执行校正模式。同时，尽管说明了系统100和外部主控制器200和300分开设置，但系统100可包括外部主控制器。
参照图4，每一个系统100包括传感器单元110和PAS单元120。
传感器单元100包括用于生成超声波并且接收与之相对应的反射波信号的敏传感器(sensor cell)，和用于放大和过滤接收的反射波信号的电路。在一个实施方式中，这些电路可被设置在PAS单元120中。响应来自PAS单元120的命令来驱动此传感器单元110，并且接收的反射波信号(模拟信号)被发送到PAS单元120。
PAS单元120包括用于将从传感器单元110接收的模拟反射波信号Rx转换为数字反射波信号的模拟/数字(A/D)转换器121；用于比较数字反射波信号与存储在存储器124(例如，ROM)中的参考数据，并且确定是否检测到障碍的比较器122；以及经车辆内的LIN通信与外部主控制器通信的微型计算机123。校正控制器是设置有系统校正程序的移动装置，并且其连接到LIN通信模块(配备有LIN通信板的终端)400的通用串行总线(USB)端口(或典型通信端口)。
同时，用于处理适于LIN通信的数据的LIN收发机125被设置在PAS单元120中。
参照图3到5，系统的校正模式在以下说明。
校正模式以下列方式执行，即在物体被布置以与系统100间隔预定距离后通过驱动指定系统100而获得反射波信号，并且根据反射波信号获得系统的参考数据。
具体来说，系统100向应从通过USB电缆500连接到LIN通信模块400的校正控制器300输出的控制信号来执行校正模式。当来自校正控制器300的校正模式执行命令经LIN通信由PAS单元120的LIN收发机125读取时，微型计算机123发送传感器单元驱动信号Tx，并且由此传感器单元110生成超声波。
在从传感器单元110输出的模拟反射波信号由A/D转换器121转换为数字反射波信号后，微型计算机123将数字反射波信号直接存储(由图4中的虚线指示)在存储器124中，特别是，随机存取存储器(RAM)，而不通过此处设置的端口通过比较器122。由于由微型计算机123从A/D转换器121接收的数字反射波信号的数据量(例如，150字节)大于可经车辆通信发送的数据量(例如，5字节)，因此反射波信号数据临时存储在RAM中，并且随后经LIN通信(由图4中的虚线指示)发送到校正控制器300。同时，微型计算机123发送存储在ROM中的参考数据以及存储在RAM中的反射波信号数据。
当反射波信号数据从系统100收集时，校正控制器300存储收集的反射波信号数据，将反射波信号数据与系统的参考数据进行比较，并且如果必要，生成修订或新的参考数据。例如在物体必须由系统检测的情况下，参考数据的等级必须被调整为低于收集的反射波信号数据的等级，反之亦然。在此步骤中获得的修订的或新的参考数据与参考数据更新命令一起被发送到系统100。系统100将存储在ROM中的现有参考数据更新为新的参考数据。
同时，响应从外部主控制器输出的校正模式终止信号来执行从校正模式向停车辅助模式的转换。此外，即使当系统的电源VBATT被关闭时，模式从校正模式转换为停车辅助模式。在其它情况下，当没有信号从传感器单元110输出时，或当在预定时间周期或更长的时间内LIN通信总线处于空闲状态时，模式从校正模式转换为停车辅助模式。
根据上述的车用超声波障碍检测系统，有以下优点，即从传感器单元接收的反射波信号数据和每一个系统的参考数据经车辆通信获得，并且由此系统的参考数据可基于获得的数据很容易地进行校正。
尽管为了进行说明而公开了本发明的优选实施方式，但本领域专业技术人员要理解的是，在不偏离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的前提下，可以做出各种修改、添加和替换。

Claims (7)

1.一种可校正参考数据的车用超声波障碍检测系统，包括：
用于生成超声波并且接收来自物体的反射波信号的传感器单元；
停车辅助系统PAS单元，所述停车辅助系统PAS单元包括：
用于将从所述传感器单元接收的所述反射波信号转换为数字反射波信号的A/D转换器；
用于将从所述A/D转换器输出的所述数字反射波信号的数据与参考数据相比较，并确定是否检测到障碍的比较器；
用于响应来自所述外部主控制器的命令来执行控制功能的微型计算机；
用于存储所述数字反射波信号的数据和所述参考数据的存储器；以及
用于经由车辆通信执行发送/接收的车辆通信收发机，
所述停车辅助系统PAS单元经车辆通信连接并且被配置成响应来自外部主控制器的命令来执行停车辅助模式或校正模式，当执行所述校正模式时，所述停车辅助系统PAS单元将从所述传感器单元接收的所述反射波信号的数据存储在所述存储器中并且经由车辆通信模块将所述存储的反射波信号的数据发送到所述外部主控制器。
2.根据权利要求1所述的可校正参考数据的超声波障碍检测系统，其中在所述校正模式下，所述停车辅助系统PAS单元的所述微型计算机直接存储所述数字反射波信号的数据而不通过所述比较器，并且此后通过所述车辆通信收发机将所述数字反射波信号数据发送到所述外部主控制器。
3.根据权利要求1所述的可校正参考数据的超声波障碍检测系统，其中在所述校正模式下，所述停车辅助系统PAS单元将在所述存储器中存储的所述参考数据和所述数字反射波信号的数据发送到所述外部主控制器。
4.根据权利要求3所述的可校正参考数据的超声波障碍检测系统，其中所述数字反射波信号的数据存储在所述存储器中的RAM中，并且所述参考数据存储在所述存储器中的ROM中。
5.根据权利要求1所述的可校正参考数据的超声波障碍检测系统，其中所述停车辅助系统PAS单元被配置成响应来自所述外部主控制器的命令来更新从所述外部主控制器接收的新的参考数据，并且将已更新的所述新的参考数据存储在ROM中。
6.根据权利要求1所述的可校正参考数据的超声波障碍检测系统，其中所述外部主控制器包括用于控制车辆模块的主令控制器和校正控制器，所述校正控制器是能够与车辆通信模块通信的移动装置。
7.根据权利要求6所述的可校正参考数据的超声波障碍检测系统，其中在所述停车辅助模式下，所述停车辅助系统PAS单元将从所述传感器单元接收的所述反射波信号与所述参考数据相比较，确定是否检测到障碍，并且将确定的结果发送到主令控制器。
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