CN102001337A - 在泊车中识别障碍物的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
公开了在泊车中识别障碍物的系统和方法。本发明的系统包括：至少一侧面超声传感器，感测用户车辆和邻近其侧面的障碍物之间的侧向距离数据；第一路线计算单元，基于侧向距离数据来计算侧向位置数据和第一路线；至少一后侧超声传感器，感测指示用户车辆与其后侧后方的障碍物之间的距离的后侧距离数据；第二路线计算单元，基于后侧距离数据提取车辆后方的障碍物的后侧位置数据，基于该数据提取和计算最终目标泊车位置和最终路线；控制单元，从第一路线计算单元接收第一路线的信息以控制方向盘，由此沿该路线向前或后移动用户车辆，从第二路线计算单元接收最终目标泊车位置和最终路线的信息以控制方向盘，由此车辆沿该路线移动且自动停泊在该位置。
Description
技术领域
本发明涉及用于在泊车时识别障碍物的系统和方法。更具体而言，本发明涉及用于在泊车时识别障碍物的系统和方法，其在用于泊车的向后移动时再次进行空间检测，从而减少当借助于一个或更多个超声传感器进行泊车时在检测泊车空间的过程中导致的误差。
背景技术
如本领域通常所公知，泊车辅助系统是通过使用安装在车辆的侧面的超声传感器识别目标泊车空间以及邻近该泊车空间的一个或更多个车辆，来帮助车辆司机将车辆停泊在目标泊车空间中的系统。
然而，由于在检测垂直泊车可用的空间的过程中超声波测量的物理限制，使用超声波的常规泊车支持系统，尤其是垂直泊车支持系统，经常不能准确地识别障碍物的角部。
当超声波入射到相对于来自超声传感器的超声波的传播方向倾斜地停泊的车辆的侧面时，因为反射波可能不返回到超声传感器，所以超声数据可能经常丢失。
另外，存在这样的问题：由于超声波的有限速度，在超声传感器所产生的超声波的周期性扫描中存在限制，难以通过单程超声扫描来识别车辆的角部。
因此，作为车辆的角部的错误识别的结果，在识别目标泊车位置时可能导致误差。
发明内容
因此，做出本发明以解决现有技术中出现的上述问题，且本发明的目的是提供一种泊车辅助系统，其在倒车泊车时使用一个或更多个超声传感器再次进行泊车空间检测，从而减少当超声传感器的帮助下进行泊车时在进行泊车空间检测的过程中导致的误差。
为了实现该目的，提供了一种用于在泊车时识别障碍物的系统，其中该系统包括：至少一个侧面超声传感器，其用于感测用户车辆和邻近所述用户车辆的侧面的障碍物之间的侧向距离数据；第一路线计算单元，其用于基于从所述侧面超声传感器接收到的所述侧向距离数据来计算侧向位置数据和第一路线；至少一个后侧超声传感器，其用于感测指示了所述用户车辆与位于所述用户车辆的后侧后方的障碍物之间的距离的后侧距离数据；第二路线计算单元，其用于基于由所述后侧超声传感器感测到的所述后侧距离数据来提取用于位于所述用户车辆后方的障碍物的后侧位置数据，且用于基于所述后侧位置数据来提取和计算最终目标泊车位置和最终路线；以及控制单元，其从所述第一路线计算单元接收用于所述第一路线的信息，由此以所述用户车辆沿着所述第一路线向前或向后移动的方式来控制所述用户车辆的方向盘，并且从所述第二路线计算单元接收用于所述最终目标泊车位置和所述最终路线的信息，由此以所述用户车辆沿着所述最终路线移动且自动停泊在所述最终目标泊车位置的方式来控制所述方向盘。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在泊车时识别障碍物的方法，其中该方法包括以下步骤：感测用户车辆和邻近所述用户车辆的侧面的障碍物之间的侧向距离数据；基于从侧面超声传感器接收到的所述侧向距离数据来计算侧向位置数据和第一路线；感测指示了所述用户车辆与位于所述用户车辆的后侧后方的障碍物之间的距离的后侧距离数据；基于由所述后侧超声传感器感测到的所述后侧距离数据来提取用于位于所述用户车辆后方的所述障碍物的后侧位置数据，且基于后侧位置数据来提取和计算最终目标泊车位置和最终路线；以及从第一路线计算单元接收用于所述第一路线的信息，由此以所述用户车辆沿着所述第一路线向前或向后移动的方式来控制所述用户车辆的方向盘，并且从第二路线计算单元接收用于所述最终目标泊车位置和所述最终路线的信息，由此以所述用户车辆沿着所述最终路线移动且自动停泊在所述最终目标泊车位置的方式来控制所述方向盘。
附图说明
本发明的上述和其它目的、特征和优点将从下面结合附图对本发明的详细描述中变得明显，附图中：
图1示出根据本发明的实施方式用于在泊车时识别障碍物的系统；
图2示出根据本发明的实施方式的安装在用于在泊车时识别障碍物的系统中的车辆上的侧面超声传感器和后侧超声传感器；
图3a示出在用户车辆经过泊车区域时进行扫描以确定是否存在可泊车区域的侧面超声传感器；
图3b示出识别原先停泊车辆的角部的侧面超声传感器，该原先停泊车辆的角部处于在用户车辆移动时难以被超声传感器识别的位置；
图4示出以三个步骤进行的自动泊车过程；
图5示出在开始自动泊车之后，在进行第一步骤的向后移动时获得的用户车辆相对于原先停泊车辆的布置状态和角部数据(第二数据)；
图6示例了三角测量的距离测量方法；
图7示出通过组合由侧面超声传感器感测的识别车辆数据和由两个后侧超声传感器感测的识别车辆数据而改善的识别车辆数据；以及
图8是示出用于识别障碍物的方法的流程图。
具体实施方式
此后，将参考附图描述本发明的示例性实施方式。在下面的描述中，相同的元件将由相同的标号表示，尽管这些元件在不同的图中示出。而且，在本发明的下述描述中，当此处并入的已知功能和结构的详细描述可能使得本发明的主题不清时，将省略该详细描述。
另外，在描述本发明的组件时此处可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语其中每一个并不用于限定相应组件的本质、顺序或序列，而仅用于从(多个)其它组件中区分相应组件。应当注意，如果在说明书中描述一个组件“连接”、“耦合”或“接合”到另一组件，尽管第一组件可以直接地连接、耦合或接合到第二组件，但是第三组件可以“连接”、“耦合”或“接合”在第一和第二组件之间。
图1示出根据本发明的实施方式的用于在泊车时识别障碍物的系统。
如图1所示，根据本发明的实施方式的用于在泊车时识别障碍物的系统包括至少一个侧面超声传感器102、多个后侧超声传感器104、第一路线计算单元106、控制单元108和第二路线计算单元110。
侧面超声传感器102在用户车辆被驾驶时感测用户车辆和位于用户车辆旁边的侧向障碍物(原先停泊车辆)之间的侧向距离数据。
后侧超声传感器104感测指示安装在用户车辆的后侧上的后侧超声传感器104与位于用户车辆后方的后侧障碍物之间的距离的后侧距离数据。后侧超声传感器104的数目应至少为2，以通过三角测量来检测对象的位置。
此处，侧向障碍物和后侧障碍物可以是停泊车辆或诸如建筑物这样的结构。出于简单描述的目的，障碍物可以被称为停泊车辆。
第一路线计算单元106从侧面超声传感器102接收侧向距离数据且计算侧向位置数据和第一路线，其中第一路线是进行车辆自动泊车时用户车辆向后移动的路线。第一路线计算单元106对于第一路线的计算可以以这种方式执行：在检测可泊车位置以确定存在可泊车空间之后，可以计算第一路线，使得用户车辆可以通过沿着第一路线向后移动而进入该可泊车空间。如果检测出可泊车空间，则检测结果可以通过声音或视觉显示器通报给用户车辆的司机。
同时，自动停泊用户车辆的过程包括第一步骤(向后移动)、第二步骤(向前移动)和第三步骤(再次向后移动)。
控制单元108首先进行要在自动泊车过程中执行的第一步骤(向后移动)。控制单元108从第一路线计算单元106接收用于第一路线的信息。例如，如果在司机按下自动泊车按钮时产生了自动泊车启动信号，则控制单元108接收该信号，且如果自动泊车启动且自动泊车过程的第一步骤(向后移动)开始，则控制单元108从第一路线计算单元接收用于第一路线的信息。在用户车辆向后移动时通过司机踩下油门踏板和刹车踏板来执行自动泊车的同时，控制单元108控制用户车辆的方向盘。尽管在本实施方式中假设在用户车辆向后移动时司机踩下油门踏板和刹车踏板，用户车辆的向后移动也可以在自动刹车系统和自动驾驶系统的帮助下进行。
例如，第二路线计算单元110可以接收在司机按下自动泊车按钮时产生的自动泊车启动信号。使用后侧超声传感器感测的后侧距离数据，第二路线计算单元110提取在用户车辆后方停泊车辆的后侧位置数据，且确定最终目标泊车位置和最终路线。尽管此处描述了通过接收自动泊车启动信号来计算最终目标泊车位置和最终路线，但是本发明不限于此。例如，可以通过从控制单元108接收向后移动启动信号来计算最终目标泊车位置和最终路线。
当计算最终目标泊车位置和最终路线时，第二路线计算单元110可以仅使用后侧位置数据，或者可以使用侧向位置数据和后侧位置数据二者。
控制单元108从第二路线计算单元110接收最终目标泊车位置和最终路线，且在司机踩下油门踏板和刹车踏板通过第二步骤(向前移动)和第三步骤(再次进行的向后移动)进行自动泊车时控制方向盘，使得用户车辆可以沿着最终路线移动且自动停泊在最终目标泊车位置。尽管在本实施方式中描述了用户车辆在向前移动之后再次进行向后移动，用户车辆也可以通过连续向后移动而不进行向前移动来自动停泊。
自动泊车系统怎样控制方向盘以使用户车辆能够沿着设定路线移动且停泊在目标泊车位置是本领域所公知的。因此，对次将不进行详细描述。
此后将通过举例的方式参考垂直泊车来描述本发明的另一实施方式。
图2示出根据本发明的实施方式，安装在用于在泊车时识别障碍物的系统中的车辆上的侧面超声传感器和后侧超声传感器。
如图2所示，侧面超声传感器102可以安装在用户车辆的左侧和右侧，且后侧超声传感器104可以安装在用户车辆的后侧。假设侧面超声传感器102和后侧超声传感器104是发射超声波且接收超声波从而测量从障碍物到传感器的距离的超声传感器。同时，在本实施方式中，后侧超声传感器104的数目为2。
由于超声波的特性，一个超声传感器可以感测从用户车辆到障碍物的距离，但是不能感测障碍物的位置。然而，在本实施方式中，各个侧面超声传感器102保持发射角度足够窄，使得仅当侧面超声传感器102处于预定角度范围内时可以发射超声波。因此，可以通过使用感测的距离数据来确定预定位置误差范围内的侧向位置数据。在本实施方式中，各个侧面超声传感器102的超声波发射角被调节为相对于其所被安装的用户车辆的侧面成±9°。
因此，通过从侧面超声传感器接收输入，可以根据感测的侧向距离数据来计算侧向位置数据，其中所计算的侧向位置数据具有对应于与用户车辆相邻停泊的车辆上超声波投射范围的精确度，超声波相对于其上安装了侧面超声传感器的用户车辆的侧面处于±9°的范围内。
图3a示出在用户车辆经过泊车区域时进行扫描以确定是否存在可泊车区域的侧面超声传感器，图3b示出识别原先停泊车辆的角部的侧面超声传感器，该原先停泊车辆的角部位于在用户车辆移动时难以被超声传感器识别的位置。
如图3a所示，可以通过在用户车辆经过原先停泊车辆时使用侧面超声传感器进行扫描来感测距离数据，且第一路线计算单元106可以基于该距离数据来识别停泊车辆和空泊车空间。
然而，如图3b所示，由于超声传感器的特性，难以感测停泊车辆的角部。如果如上所述仅基于侧面超声传感器102执行扫描时而感测的数据进行自动泊车，则用户车辆可能由于设置目标泊车区域中导致的误差而接触或碰撞停泊车辆。
当从超声传感器(可以采用侧面超声传感器102或后侧超声传感器104)入射到车辆的周围区域的超声波的入射角度不大于15至20度时，超声波不返回到超声传感器。例如，如果通过在用户车辆以预定速度驾驶的同时每3ms使用超声波进行扫描来感测停泊车辆，则测量分辨率很差，因为按照约每30cm的驾驶距离来测量用户车辆和停泊车辆之间的距离。除了停泊车辆的曲面区域的不良识别属性，这种超声传感器的特征在于不良分辨率和很多噪声。由于这些缺陷，在用户车辆移动过程中通过侧向超声传感器102来识别停泊车辆的角部区域在精确度方面是很差的。
图4示出以三个步骤进行的自动泊车过程。
如图4所示，侧面超声传感器102扫描泊车区域，以识别目标泊车位置，且然后如果通过用户按下自动泊车按钮等启动了自动泊车，则通过第一步骤的向后移动、第二步骤的向前移动和第三步骤的再次进行的向后移动来进行自动泊车。
图5示出在开始自动泊车之后，在进行第一步骤的向后移动时获得的用户车辆相对于原先停泊车辆的布置状态和角部数据(第二数据)。
如图5所示，在作为第一自动泊车步骤的用户车辆的向后移动时，通过多个后侧超声传感器104再次进行空间检测，由此可以获取第一停泊车辆的角部数据。
当启动自动泊车且进行第一步骤的用户车辆的向后移动时，可以通过使用安装在用户车辆后侧的后侧超声传感器104来识别位于用户车辆后方的第一停泊车辆的角部。当后侧超声传感器104识别第一停泊车辆的角部时可以使用三角测量。
通过在相对宽的发射角度上发射超声波，后侧超声传感器104可以感测宽区域上的数据。如果各个后侧超声传感器104的发射角度设置为其中心轴附近±50°，则可以感测较宽的距离数据。然而，因为距离数据的误差太大，所以较宽的距离数据不能用作位置数据。因此，如果使用多个后侧超声传感器104且针对由后侧超声传感器104分别感测的所有距离数据来执行三角测量，则可以提取位置数据。
图6示例了三角测量的距离测量方法。
如图6所示，如果r1、r2和d已知，则可以通过三角测量来计算x-坐标和y-坐标，因为计算x-坐标和y-坐标的方法公知，其详细描述将被省略。
因此，如果使用由两个后侧超声传感器104感测的数据，则可以确定感测对象的位置。因此，通过在后侧超声传感器104向障碍物发射超声波之后同时从障碍物接收返回到两个后侧超声传感器104的信号，且然后计算障碍物的位置，可以获取位于用户车辆后方的障碍物的位置数据。
图7示出通过组合由侧面超声传感器检测的识别车辆数据和由两个后侧超声传感器感测的识别车辆数据而改善的识别车辆数据。
如图7所示，在组合通过使用由侧面超声传感器其中任意一个感测的识别车辆数据而提取的侧向位置数据和通过使用由后侧超声传感器感测的识别车辆数据而提取的后侧位置数据之后，可以识别覆盖车辆角部的完整位置数据。
如果在第二路线计算单元110识别完整位置数据之后变得不能识别最终目标泊车位置，则可以中断自动泊车且将当前状态可以通报给用户车辆的司机。
图8是示出用于识别障碍物的方法的流程图。
现在将参考图1至8给出描述。
如图8所示，根据本发明的实施方式的用于识别障碍物的方法包括以下步骤：感测侧向位置数据(S802)、计算侧向位置数据和第一路线(S804)、控制向后移动(S806)、感测侧向距离数据(S808)、计算最终目标泊车位置和最终路线(S810)以及控制向前移动和再次进行的向后移动(S812)。
在感测侧向距离数据的步骤(S802)中，侧向超声传感器102其中任意一个感测用于位于用户车辆后方的侧向障碍物(可以是原先停泊车辆)的侧向距离数据。
在计算侧向位置数据和第一路线的步骤(S804)中，第一路线计算单元106接收侧向距离数据且计算侧向位置数据和第一路线。
在控制向后移动的步骤(S806)中，控制单元108接收自动泊车启动信号，且从第一路线计算单元106接收用于第一路线的信息。然后，控制单元108控制用户车辆的方向盘，使得用户车辆沿着第一路线向后移动。
在感测后侧距离数据的步骤(S808)中，后侧超声传感器104在用户车辆向后移动时感测用于位于用户车辆后方的后侧障碍物(可以是原先停泊车辆)的后侧距离数据。
在计算最终目标泊车位置和最终路线的步骤(S810)中，第二路线计算单元110接收后侧距离数据且提取用于原先停泊车辆的后侧位置数据，并且使用侧向位置数据和后侧位置数据来计算最终目标泊车位置和最终路线。
在控制向前移动和再次进行的向后移动的步骤(S812)中，控制单元接收用于最终目标泊车位置和最终路线的信息，且控制用户车辆的方向盘，使得用户车辆向前移动且然后向后移动，由此自动停泊在最终目标泊车位置。尽管在本实施方式中描述了用户车辆向前移动且然后向后移动，但是用户车辆可以连续地向后移动，由此自动停泊，而无需向前移动。
根据本发明，当使用超声传感器停泊用户车辆时，在为了泊车而向后移动用户车辆时再次进行空间检测，从而减少在使用超声传感器来检测泊车空间的过程中导致的误差。因此，可以降低识别目标泊车位置时的误差概率。
另外，因为根据本发明可以在自动泊车中更频繁地使用便宜的超声传感器，本发明的工业应用性增加。
即使上面描述了本发明的实施方式的所有组件被连接为单个单元或被连接以操作为单个单元，本发明不必限于这种实施方式。即，在组件中，一个或更多个组件可以选择性地连接以操作为一个或更多个单元。另外，尽管各个组件可以实现为独立的硬件，但这些组件其中一些或者全部可以选择性地彼此组合，使得它们可以实现为计算机程序，该计算机程序具有一个或更多个程序模块，以用于执行组合在一个或更多个硬件中的一些或全部功能。本发明的技术领域内的普通技术人员容易想到形成计算机程序的代码和代码段。这种计算机程序可以通过被存储在计算机可读存储介质中且被计算机读取和执行而实现本发明的实施方式。磁记录介质、光学记录介质、载波介质等可以用做存储介质。
另外，因为除非相反地明确说明，诸如“包括”、“包含”和“具有”的术语意味着可以存在一个或更多个相应组件，应当理解可以包括一个或更多个其它组件。除非另行定义，包含一个或更多个技术或科学术语的所有术语具有本领域技术人员通常理解的相同含义。通常使用的术语，比如由字典定义的术语，应解读为具有与相关描述的上下文中的含义相同的含义，且除非在本说明书中明确限定，不应以理想或过度形式的含义来理解。
尽管出于说明目的描述了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员应当意识到在不背离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替换是可行的。因此，本发明中公开的实施方式旨在例示本发明的技术思想的范围，且本发明的范围不受实施方式的限制。本发明的范围应以这种方式基于所附权利要求来理解：包括在与权利要求等同的范围内的所有技术思想都属于本发明。
Claims (6)
1.一种用于在泊车时识别障碍物的系统，其中该系统包括：
至少一个侧面超声传感器，其用于感测用户车辆和邻近所述用户车辆的侧面的障碍物之间的侧向距离数据；
第一路线计算单元，其用于基于从所述侧面超声传感器接收到的所述侧向距离数据来计算侧向位置数据和第一路线；
至少一个后侧超声传感器，其用于感测指示了所述用户车辆与位于所述用户车辆的后侧后方的障碍物之间的距离的后侧距离数据；
第二路线计算单元，其用于基于由所述后侧超声传感器感测到的所述后侧距离数据来提取用于位于所述用户车辆后方的障碍物的后侧位置数据，且用于基于所述后侧位置数据来提取和计算最终目标泊车位置和最终路线；以及
控制单元，其从所述第一路线计算单元接收用于所述第一路线的信息，由此以所述用户车辆沿着所述第一路线向前或向后移动的方式来控制所述用户车辆的方向盘，并且从所述第二路线计算单元接收用于所述最终目标泊车位置和所述最终路线的信息，由此以所述用户车辆沿着所述最终路线移动且自动停泊在所述最终目标泊车位置的方式来控制所述方向盘。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二路线计算单元基于从所述后侧超声传感器接收到的所述后侧距离数据通过三角测量来提取后侧障碍物的所述后侧位置数据。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二路线计算单元基于所述侧向位置数据和所述后侧位置数据来提取和计算所述最终目标泊车位置和所述最终路线。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制单元接收自动泊车启动信号，且从所述第一路线计算单元接收用于所述第一路线的信息。
5.一种用于在泊车时识别障碍物的方法，其中该方法包括以下步骤：
感测用户车辆和邻近所述用户车辆的侧面的障碍物之间的侧向距离数据；
基于从侧面超声传感器接收到的所述侧向距离数据来计算侧向位置数据和第一路线；
感测指示了所述用户车辆与位于所述用户车辆的后侧后方的障碍物之间的距离的后侧距离数据；
基于由后侧超声传感器感测到的所述后侧距离数据来提取用于位于所述用户车辆后方的所述障碍物的后侧位置数据，且基于所述后侧位置数据来提取和计算最终目标泊车位置和最终路线；以及
从第一路线计算单元接收用于所述第一路线的信息，由此以所述用户车辆沿着所述第一路线向前或向后移动的方式来控制所述用户车辆的方向盘，并且从第二路线计算单元接收用于所述最终目标泊车位置和所述最终路线的信息，由此以所述用户车辆沿着所述最终路线移动且自动停泊在所述最终目标泊车位置的方式来控制所述方向盘。
6.一种用于识别障碍物的方法，该方法包括以下步骤：
通过使用至少一个侧面超声传感器扫描泊车区域来识别障碍物，并且感测邻近所述泊车区域的障碍物的位置数据；
启动至所述泊车区域的自动泊车；
在执行至所述泊车区域的自动泊车时，通过使用至少一个后侧超声传感器感测邻近所述泊车区域的障碍物的位置数据来再次识别障碍物；以及
基于通过再次识别障碍物而感测到的所述位置数据来校正通过识别障碍物而感测到的所述位置数据的误差。
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