CN101887125A - 一种泊车辅助用倒车雷达测距定位方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涉及一种泊车辅助用倒车雷达测距定位方法及其系统，本发明通过建立数学模型，对探测区进行矩阵划分，建立各探测区域内各距离等级的判定模型，由外部计算出各个矩阵判定参数存储于据算单元中或计算单元实时计算出判定参数，该判定参数用于判断此矩形区域内是否存在障碍物。本发明的有益效果：1、适合现实情况中多个障碍物或外形特殊的障碍物应用情况，避免误判；2、以横向划分探测区域，纵向划分距离等级，形成矩阵，能清晰地指示障碍物所处的位置，便于输出到提示系统以及视频显示器和声音报警器进行直观提示。

Description

一种泊车辅助用倒车雷达测距定位方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种倒车雷达测距定位方法及其系统，尤其涉及一种能精确同时探测多障碍物及奇异状障碍物的泊车辅助用倒车雷达测距定位方法及其系统。

背景技术

目前越来越多的汽车装配倒车雷达系统，它使驾驶员在行驶或泊车时更加安全和方便。随着倒车雷达的应用和普及，汽车倒车雷达控制技术和测距算法也有较大的发展，例如：发展为公开号：CN101078770A，一个雷达探头发射超声波相邻探头同时接收回波的控制策略，就提出了由几个探头同时接收的新方法；对此我们进行了大量的实车测试，发现这种方式容易发生误报，究其原因，在于车身后部障碍物并非规则的单个或者几个障碍物，而是由多个不同形状的障碍物组合而成。所以当运用我们现有的数学模型针对障碍物去分析和计算，而障碍物形状和数目并不确定的情况下，就无法满足实际需求，容易发生误报。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足之处，目的在于提供一种能精确同时探测多障碍物及奇异状障碍物的倒车雷达测距定位方法，辅助驾驶员行驶和倒车。

本发明的另一目的在于，提供一种能精确同时探测多障碍物及奇异状障碍物的倒车雷达测距定位系统，该系统通过硬件结构实现上述方法，能精确同时探测多障碍物及奇异状障碍物，解决了现有技术中存在的问题。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：倒车雷达测距定位方法，包括如下步骤：

1)在前保险杠和后保险杠固定位置上分别安装若干个雷达探头，各雷达探头均有超声波收发功能；

2)各雷达探头与电子控制单元通过通信链路连接，接受电子控制单元控制；

3)依据倒车所需雷达探测区，划分成若干区域；

4)以各个区域的位置特征，在电子控制单元控制中为每个区域建立判定模型；

5)电子控制单元控制所有雷达探头轮流发射，发射雷达探头与相邻雷达探头都接收回波；

6)各雷达探记录发射与接收到回波的最短传播时间，并传送回电子控制单元；

7)电子控制单元从而求得障碍物相关距离参数并存储；

8)用步骤7)实测距离参数和步骤4)建立的判定模型相比较，判断特定探测区域障碍物距离等级内有无障碍物；

9)将特定探测区域障碍物与车体的垂直距离计算出来，并判断出障碍物的具体位置和形状；

10)电子控制单元将障碍物的具体位置和形状信息传输给视频显示器和声音报警器，以视频显示或声音报警的方式加以提示。

作为优选，所述步骤3)中所述的区域为垂直于车体矩形区域。

作为优选，所述的若干个雷达探头为八个雷达探头，其中：四个在前保险杠安装，另外四个安装在后保险杠上；所述的依据倒车所需雷达探测区，划分成若干区域为十二个区域或七十二个区域。

本发明采用下述方案实现另一发明目的：倒车雷达测距定位系统，包括若干个雷达探头，电子控制单元，视频显示器和声音报警器，若干个雷达探头、视频显示器和声音报警器分别与电子控制单元连接。

作为优选，若干个若干个雷达探头为八个若干个雷达探头。

本发明的有益效果是：1、适合现实情况中多个障碍物或外形特殊的障碍物应用情况，避免误判；2、以横向划分探测区域，纵向划分距离等级，形成矩阵，能清晰地指示障碍物所处的位置，便于输出到提示系统以及视频显示器和声音报警器进行直观提示。

附图说明

图1是障碍物的分级标称图；

图2是具体实施步骤1示意图；

图3是具体实施步骤2示意图；

图4是具体实施步骤3示意图；

图5是具体实施步骤4示意图；

图6一发多收示意图1-多个障碍物情况；

图7一发多收示意图2-多个障碍物情况；

图8一发多收示意图3-单个障碍物情况；

图9一倒车雷达测距定位系统结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

1)如图1将探测区进行纵向划分，代表距离等级，再进行横向划分成七十二个矩形区域，建立数学模型，；

2)再建立以特定区域特定距离等级为单位的判定模型；并把模型相关参数存储于电子控制单元。

具体步骤如下：

①以两个探头A和C为焦点建立椭圆模型：以A点和C点为焦点，以至A与C点距离和为2c画椭圆，该椭圆与矩形ACMG的边GM相切于点D，与矩形的两短边各有一个交点，此交点到远端焦点C的距离为d，如d＝581.55mm；在电子控制单元软件内存储参数d。这个椭圆形区域用于判定椭圆和矩形内部区域是否存在障碍物。如图2所示。

②以相邻两个探头的中心距离为矩形的一边画矩形：以AC为底边，b为高，标出等腰三角形ACD，AD腰长为c；在电子控制单元软件内存储参数b、c，如b＝350mm，c＝430mm。如图3所示。

③矩形ACMG中的对角线CG长为m，如m＝610mm，以点A和点C为焦点，以A与C点距离和(m+b)画椭圆；在电子控制单元软件内存储参数(m+b)(如(m+b)＝960mm)。这个椭圆形区域用于判定障碍物是否在矩形外部。如图4所示。

④以点A和点C为焦点，以s或者s′画椭圆，与矩形ACMG相交于H、K、E、F四点。在电子控制单元软件内存储AH、AK、AE、AF、CH、CK、CE、CF等长度参数。当障碍物存在于上面两个椭圆中间时，用此椭圆进行判定，增加算法精确程度。如图5所示。

3)测量障碍物数据。

①以A点发射超声波，A点与相邻的C点同时接受回波，A接收回波后处理得到超声波从A传播到障碍物并返回到A的距离，该距离设为r如，r＝604mm，C接收回波后处理得到超声波从A播到障碍物并反射到C的距离，由于后方存在多个障碍物，得到的距离设为s1和s2，如s1＝1005mm，s2＝766mm，在所有的超声波雷达中，无法区分回波是否来源于同一个障碍物，所以取最近的r＝604mm，s＝766mm进行计算，如图6所示。(单个障碍物情况，如图8所示，此专利针对图6进行分析说明，旨在和类似图8等情况进行区分。)

②用C点发射，C得到一组回波距离r′，如r′＝308mm，A得到一组回波线程s1′、s2′，如s1′＝1005mm、s2′＝766mm，依步骤①得到r′＝308mm、s′＝766mm，组内特定的s′应和相对应的s相等或相近。如图7所示。

4)电子控制单元内部软件根据步骤3)所建立的判定模型，对步骤4)所建立的基本数据鉴别有序抽样，进行运算和判断：

①当s≤2c时，(r|r′)≤d(实际测距有误差，应留余量)有回波，则说明按级分区ACMG之内有障碍物，否则说明按级分区ACMG之内无障碍物。

②当s＞(m+b)时，则说明按级分区ACMG之内无障碍物。

③当2c＜s≤(m+b)时，且AH≤r≤AE，有r′回波，且CH边长≤r′≤CE边长，或CE边长≤r′≤CH边长，则说明按级分区ACMG之内有障碍物。

④当2c＜s′≤(m+b)时，CK≤r′≤CF，有r回波，且AK边长≤r≤AF边长，或AF边长≤r≤AK边长，则说明按级分区ACMG之内有障碍物。

⑤其余所有情况说明按级分区ACMG之内无障碍物。

6)返回到实施例步骤3)(实际上所有探测范围的判定参数已在电子控制单元软件上设置好)，依次向下执行步骤4)，对如图1的其它区域进行判定，确定有无障碍物。判定次序可先判断较危险距离等级，再逐级判定远距离等级，为了提高运算效率，系统采用二分查找法，用以减少计算负荷。进而判定存在障碍物的区域，实现车后空间内障碍物的提示。

为方便说明，上述实施例判定模型选择相邻探头连线为矩形一边的特例。选择其它矩形区域；或在探头之间横向划分多列矩阵，取其中某一矩形(也可其它图形)，判定模型类同。关健掌握两方面：1、分别到相邻两探头连线长度总和恒定的点可组成椭圆；2、依据矩形实际位置，以椭圆相交于矩形(或其它图形)不同边或角(顶点)的几种情况，提取判定依据，方便运算。

本发明不局限于汽车超声波雷达上的应用，还可应用于汽车微波前撞雷达系统；应用于主动安全领域，实现自动识别与辅助驾驶。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种泊车辅助用倒车雷达测距定位方法，其特征在于包括如下步骤：

1)在前保险杠和后保险杠固定位置上分别安装若干个雷达探头，各雷达探头均有超声波收发功能；

2)各雷达探头与电子控制单元通过通信链路连接，接受电子控制单元控制；

3)依据倒车所需雷达探测区，划分成若干区域；

4)以各个区域的位置特征，在电子控制单元控制中为每个区域建立判定模型；

5)电子控制单元控制所有雷达探头轮流发射，发射雷达探头与相邻雷达探头都接收回波；

6)各雷达探头记录发射与接收到回波的最短传播时间，并传送回电子控制单元；

7)电子控制单元从而求得障碍物相关距离参数并存储；

8)用步骤7)实测距离参数和步骤4)建立的判定模型相比较，判断特定探测区域障碍物距离等级内有无障碍物；

9)将特定探测区域障碍物与车体的垂直距离计算出来，并判断出障碍物的具体位置和形状；

10)电子控制单元将障碍物的具体位置和形状信息传输给视频显示器和声音报警器，以视频显示或声音报警的方式加以提示。

2.根据权利要求1所述的一种泊车辅助用倒车雷达测距定位方法，其特征在于，所述步骤3)中所述的区域为垂直于车体矩形区域。

3.根据权利要求1或2所述的一种泊车辅助用倒车雷达测距定位方法，其特征在于，所述的若干个雷达探头为八个雷达探头，其中：四个在前保险杠安装，另外四个安装在后保险杠上；所述的依据倒车所需雷达探测区，划分成若干区域为十二个区域或七十二个区域。

4.采用如权利要求1所述方法的一种泊车辅助用倒车雷达测距定位系统，其特征在于包括若干个雷达探头，电子控制单元，视频显示器和声音报警器，若干个雷达探头、视频显示器和声音报警器分别与电子控制单元连接。

5.根据权利要求4所述的一种泊车辅助用倒车雷达测距定位系统，其特征在于若干个若干个雷达探头为八个若干个雷达探头。

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