CN102782520B - 用于监视车辆到物体的距离的装置 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于监视车辆到物体的距离的装置，包括多个要安装在该车辆的前部区域和/或后部区域内的距离传感器(2、3、4、5)、与这些距离传感器连接的电子单元和用于以视觉方式和/或听觉方式指示距离的指示装置。根据本发明，电子单元设计用于，如果通过第一传感器(2、3、4、5)的直接回声获知一个小于第一极限值(DE2_Min)的距离，其中该第一极限值(DE2_Min)大于第一传感器(2)的最低极限值(6)，并且通过第二传感器(2)的直接回声(DE2)或者一个大于第二极限值(DE3_Max)的距离，其中该第二极限值(DE3_Max)大于第二传感器(2)的最低极限值(6)，则在达到为或者的距离预先给定的最低极限值(6)之前在一确定的、大于第一传感器(2)的最低极限值(6)的第一报警距离值(14)时就已经产生全报警信号。

Description

用于监视车辆到物体的距离的装置
技术领域
本发明涉及一种用于监视车辆到物体的距离的装置。
背景技术
用于监视车辆到物体的距离的装置以多种不同的实施方式公知。
监视装置的一种实施方式包括基于超声传感器来确定车辆和物体之间的距离。为进行测量优选在车辆的前部区域或者后部区域内设置多个测量传感器，用于发送和接收发送脉冲。电子单元从接收到的脉冲计算出到最接近的障碍物的距离，并且在低于预给定的最低极限值的情况下产生一个全报警信号，例如持续音。
传感器在一个所谓测量锥的内部发送和接收信号，由此，通过传感器在车辆的前部和后部区域以及侧面区的车身轮廓内的设置位置而在车辆上定义一个监视范围。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于监视物体到车辆的距离的装置，其能够改善对于后部区域和前部区域的监视。
该任务通过权利要求1、3和5的特征解决。本发明的有利的扩展在从属权利要求中说明。
本发明涉及一种用于监视车辆到物体的距离的装置，包括多个要安装在车辆的前部区域和/或后部区域内的距离传感器，其中，第一距离传感器布置在车辆角部的区域内，第二距离传感器布置得朝向车辆中部方向与第一传感器隔开间距，用于监视该车辆角部周围的一个距离范围，装置该还包括与这些距离传感器连接的电子单元，该电子单元在达到由这些距离传感器确定的距离的预先给定的最低极限值时产生全报警信号并激活一指示装置，该指示装置用于以视觉方式和/或听觉方式指示距离。
执行距离测量的传感器具有最小的测量距离，其由膜片系统的瞬变振荡产生。传感器的最小测量距离的最低极限值与传感器的技术构造相关地在约20cm的范围内。小于传感器最低极限值的距离值与膜片系统的瞬变振荡“融合”而不再能够被精确地分辨。围绕传感器周围的相同距离值在空间上定义一个圆锥表面区段。由一个超声传感器发送并由同一传感器接收的测量信号称为直接回声。从一个超声传感器发送并由一个紧邻的传感器接收的测量信号称为交叉回声。在交叉回声情况下相同的距离值在空间上定义一个椭圆体表面。
本发明的核心在于，电子单元设计用于，如果通过第一传感器的直接回声获知一个小于第一极限值的距离，其中该第一极限值大于第一传感器的最低极限值，并且通过第二传感器的直接回声获知一个大于第二极限值的距离，其中该第二极限值大于第二传感器的最低极限值，则在达到为获知的距离预先给定的最低极限值之前在一确定的、大于一传感器的最低极限值的第一报警距离值时就已经产生全报警信号。
由于结构设计要求和外观设计要求，传感器不能在保险杠内任意定位。如果在定位外侧的传感器时与车辆角部产生一个大于该传感器的最低极限值的距离，则对该车辆角部的区域内的处于最低极限值之外的障碍物不产生全报警，例如持续音。因此不会使车辆驾驶员意识到碰撞危险。因此，在该车辆角部的这样的区域内通过障碍物例如侧柱损坏车辆的危险非常高。通过定义大于最低极限值的极限值，能够为车辆的驾驶员在车辆的特殊区域内使最低极限值移位，以避免车辆在这些易出事的区域内与障碍物碰撞。
在本发明的另一优选方案中规定，如此选择第一和第二极限值，使得在第一传感器前面在中心测量轴线的一个区域内第一极限值以及第二极限值至少在一个位置上具有相同的值。由此能够使通过这些极限值定义的区域置于一个区内，该区位于一个要监视的角部区域之前。
根据本发明的另一个重要的方面规定，电子单元设计用于，如果通过第一传感器的直接回声获知一个小于第一极限值的距离，其中该第一极限值大于最低极限值，并且通过第一和第二传感器的交叉回声获知一个大于第三极限值的距离，则在达到为获知的距离预先给定的最低极限值之前在一确定的报警距离值时就已经产生全报警。通过这些条件定义极限值可以用于使用专门的偏移，以便由此把报警距离值从一个预先给定的值移动到一个新的值，在该新的值处产生全报警信号。
在本发明的另一方案中规定，如此选择第一和第三极限值，使得在第一传感器的最低极限值前的区域和第二极限值之间第一极限值以及第三极限值至少在一个位置上具有相同的值。由此，这些极限值之间的定义对偏移的考虑的区域被有利地放置在车辆的车辆角部区域内。
根据本发明的另一个重要的方面规定，电子单元设计用于，如果附加通过第一传感器的直接回声获知一个小于第四极限值的距离，并且通过第一和第二传感器的交叉回声获知一个大于第五极限值的距离，其中第四极限值小于第一极限值并且第五极限值大于第一传感器的最低极限值，则在达到为获知的距离预先给定的最低极限值之前，在比第一报警距离值大一个偏移量的第二报警距离值时就已经输出全报警信号。当在第一和第三极限值之间的距离范围内探测到障碍物时，用第一偏移值修正最低极限值。当物体进入第四和第五极限值之间的第二监视范围内时执行进一步的偏移修正。如果用这些偏移值修正后的距离值位于第二监视范围内，则可以对驾驶员发出全报警信号以及用于全报警的所有前级。该两级方法在距离传感器设置于具有较大车辆轮廓的车辆上的情况下适合。
在本发明的另一个方案中规定，如此选择第四和第五极限值，使得在第一传感器之前在第一和第三极限值之间的一个区域内，第四极限值以及第五极限值在一个位置上具有相同的值。
在本发明的另一个优选的方案中规定，第一偏移值确定到一个值上，其小于一个用于撤销所产生的全报警信号的滞后值。
在本发明的另一个优选的方案中规定，第二偏移值确定到一个值上，其小于第一偏移值加上一滞后值。
滞后值的确定保证当障碍物接近车辆时连续地更新指示，并且避免当障碍物从车辆离开时对于驾驶员的指示或者输出媒介的所谓“跳跃”。
在本发明的另一个优选方案中规定，第一极限值大于最低极限值加上第一偏移值。在本发明的另一个优选方案中规定，第二偏移值小于第四极限值，后者小于第一极限值。
附图说明
本发明的其它特征从下面的附图描述中得知。
附图中示出：
图1传统的车辆后部区域到物体的距离监视的示意图；
图2车辆后部区域到物体的距离监视的示意图，具有单级角部保护；
图3车辆后部区域到物体的距离监视的示意图，具有单级角部保护；
图4用于分析测量的距离值的示意图，没有和带有距离值的偏移修正。
具体实施方式
图1表示在车辆后部区域中的车辆轮廓1上的距离监视的示意图，该距离监视可以借助从现有技术中已知的监视装置在车辆轮廓1和与车辆轮廓1隔开距离的障碍物(未示出)之间进行距离测量。为了确定车辆轮廓1和障碍物之间的临界距离，在车辆轮廓内优选彼此等距地设置传感器2、3、4、5。传感器2、3、4和5设置用于接收作为直接回声信号或者交叉回声信号的测量信号。交叉回声信号例如由传感器2发送而由相邻的传感器3接收，或者反之。直接回声信号由一个传感器发送并且再由该传感器接收。
最低极限值可以与单个传感器的最小极限值重合。然而前者经常超过后者，以便系统不必在技术极限上运行。
低于传感器2、3、4、5的技术极限值的距离不能被确定，因为例如在超声传感器作为距离测量装置的情况下信号与传感器的膜片系统的瞬变振荡融合。
该最低极限值6优选被定义为全警报极限，也就是说在该位置处给车辆的驾驶员发出全报警信号，例如持续音。距离测量基于信号的渡越时间测量。
如果在传感器2的监视范围内探测到障碍物，则电子单元产生视觉的和/或听觉的报警信号。
由此能够用信号通知驾驶员在监视范围内有障碍物，该障碍物不能由驾驶员通过向后看或者向车辆的后视镜或者侧视镜看而见到。
图1中设置的传感器监视后部区域。
图示的视线7和车辆的侧轮廓之间的区域对于驾驶员来说是看不见的，并且也不能由传感器2感测为全报警，因为传感器2的最低极限值6小于传感器2和车辆角部之间的距离。如果在相对于车辆角部定位外侧的传感器2、5时产生一个大于传感器2的最低极限值6的距离，则通过传统的监视装置不能对车辆的车辆角部区域内的障碍物产生近区域报警(全报警信号)。由此产生在该区域内可能损害的危险，因为仅在达到传感器2的最低极限值6的情况下才产生全报警信号。
外侧的传感器2、5与车辆的车辆角部之间的距离由对相应车辆的结构设计要求和外观设计要求得出。
图2表示在车辆的后部区域内在车辆轮廓1上的距离监视的示意图，其中，外侧的传感器2相对于车辆角部以一距离定位，该距离小于最低极限值6加一个值，该值必须被叠加到一个距离值上，以便撤销全报警信号。该值被称为滞后值。规定在达到传感器2的最低极限值6之前产生全报警信号，以便在车辆损害之前通知驾驶员有障碍物进入车辆的该车辆角部区域内。由于障碍物进入用阴影线表示的监视范围10内部，在其位置处发出全报警信号的最低极限值6被提高一个偏移值8。该范围10可以通过为障碍物和传感器2、3、4、5之间的获知的距离所要确定的极限值来定义。附加地可以通过至少一个另外的条件例如由传感器3和4的交叉回声得出的极限值来进一步定义该范围10。
尤其当下面的条件以“与”组合的方式存在时，通过偏移值8对最低极限值6进行修正：
-传感器2的直接回声的距离值(DE2)小于在传感器2的一直接回声情况下确定的距离(DE2_Min)；
-传感器2和3的交叉回声的距离值(CE23)大于在传感器2和3的一确定的交叉回声情况下确定的距离(CE23_Max)；
-传感器3的直接回声的距离值(DE3)大于传感器3的一直接回声的确定的距离(DE3_Max)。
下面为解释该功能来说明不同的障碍物移动。
如果例如一个障碍物在线11上逐渐接近，则在低于极限值DE2_Min时该物体进入范围10，用偏移值8将传感器2的最低极限值6或者将从组合的回声计算出的距离修正到一新的报警距离值14。一旦达到该新的报警距离值14，就输出全报警信号。
如果例如一个障碍物按照线12逐渐接近，则在不用偏移值8修正最低极限值6的情况下不产生全报警，障碍物对车辆产生损坏。在视线7的前面没有设定报警距离值。
障碍物在线12上的带有偏移修正的移动满足用于偏移8的条件(参见范围10的阴影)，由此在线12与新的报警距离值14的交点处触发全报警。该偏移修正事实上可视为，在线12与极限值DE2_Min的交点16上从传感器2的测量的距离中减去偏移值8。这相当于叠加成最小报警距离。
如果例如一个障碍物按照线13逐渐接近，则该物体在视线7之外在低于极限值DE2_Min时进入监视范围10内。偏移值8被从用于DE2的极限值DE2_Min处的距离值中减去。但是不产生全报警信号，因为不存在具有报警距离的碰撞路线。
图3描述用于监视车辆的距离的装置的工作方式，其中，要监视的距离范围被分为两个不同的区域，即第一区域21以及第二区域20。
优选当外侧的传感器2到车辆角部的距离小于最低极限值6加上两倍滞后值时，使用角部区域的两级监视，规定，在第一级中考虑第一偏移8，在第二级中考虑附加的偏移9，以便在车辆被损坏前向驾驶员通知障碍物进入车辆的角部区域内。
第一监视区域21通过下面的条件确定：
-第二传感器的直接回声DE2小于为传感器2的直接回声的距离所确定的极限值DE2_Min；
-传感器2和3的交叉回声的距离值CE23大于所确定的极限值CE23；
-传感器3的直接回声的距离值DE3大于极限值DE3_Max。
附加地可以以一种方式考虑传感器3、4的交叉回声，即距离值大于该交叉回声的极限值CE34_Max。
如果这些条件同时发生，则修正最低极限值，修正量为第一级的第一偏移值8。监视区域20可以通过下面的条件定义。
传感器2的直接回声的距离值DE2小于所确定的极限值DE2_Min_内并且传感器2、3的交叉回声的距离值CE23大于所确定的极限值CE23_Max_内。如果满足了用于监视区域21的条件和用于第二监视区域20的条件，则除了偏移值8之外还对最低极限值6考虑另一个偏移值9。附加地可以以一种方式考虑传感器3、4的交叉回声，即距离值大于该交叉回声的极限值CE34_Max_内。
下面在两个定义的区域20和21的基础上通过不同的障碍物移动来说明障碍识别。
如果例如障碍物按照线17接近，则在低于极限值DE2_Min的情况下并且在进入区域21内的情况下用第一偏移值8修正传感器2的最低极限值6。如果在继续移动中检测到到障碍物的距离低于为传感器2的直接回声的距离所确定的极限值DE2_Min_内，则用第二偏移值9进行该距离值或者最低极限值6的第二修正。如果障碍物在极限值CE23_Nax_内处离开区域20，则取消该修正。仅第一偏移值8还在起决定性的作用。当达到第一级的报警距离值14时才进行全报警。
如果例如障碍物按照线18在视线7前面的区域中接近，则在低于极限值DE2_Min时用偏移值8修正最低极限值6。在继续移动中在低于极限值DE2_Min_内时用第二偏移值9进一步修正该距离值，并且当障碍物到达修正后的报警距离15时产生全报警。报警距离值15则位于监视区域20之内。
如果例如障碍物按照线19接近，则该物体在视线7之外在低于极限值DE2_Min时进入监视区域21内。偏移值8被从DE2的极限值处的距离值中减去。不生成全报警信号，因为不存在具有报警距离14的碰撞线路。
图4表示用于对于传感器2说明偏移值的考虑的示意图。也就是说表示距离值DE2。以不同的级为驾驶员进行障碍物距离的指示，优选通过具有不同颜色的发光二极管或者以声学方式通过不同的脉冲序列音调进行指示。
如果满足用于修正距离值的一个条件，则例如类似于坐标变换地移动该指示。
图4的第一列22表示距离值的视觉方式的信号化，其中，区域25发出全报警信号，区域26发出预报警信号，区域27发出信号信息1，区域28发出信号信息2。
在第二列23中示出区域25、26、27、28移动了第一偏移值8。它说明了单级的情况。
在第三列24中，区域25、26、27、28相对于第二列23附加移动了第二偏移值9。这说明了两级的情况。
该移动借助下面的例子来说明：
如果例如传感器2的直接回声的测量的距离值DE2小于或者小于等于在传感器2的直接回声的距离DE2_Min＝47时确定的极限值DE2_Min，则用第一位移值8修正该距离值。在第二列23中指示从值47移动到值40。因此，偏移8的值是7。如果测量的距离值DE2还小于或者小于等于在DE2_Min＝44时的值，则用第二偏移值9进行该距离值的第二次修正，在第三列24中指示从值36移动到28。因此，该偏移9的附加的值是8。因此，这些偏移值相加总共为15。在单级情况下和两级情况下假定，满足所有特别是上面说明的进一步的条件并且分析求值仅还取决于直接回声DE2。
相应于所叙述的情况，当障碍物接近车辆时，可以为驾驶员更新输出或者指示。如果障碍物离开，则可以确定，在更新指示前首先必须移开一个值X，也就是说返回到之前有效的警报级。该值X例如关于图4而言可以是十个单位，例如10cm。
为了确定极限值的大小例如可以给出下面的条件：
第一偏移8优选小于指示滞后值X。极限值DE2_Min优选大于或者等于最小测量距离6加上偏移值8。在第二级中，偏移值9优选小于偏移值1和指示滞后值X的和。
偏移值2优选小于极限值DE2_Mn_内，其中后者又小于极限值DE2_Mn。
本发明不限于用于监视单个车辆角部的实施方式。相反可以使用本发明的装置监视车辆的所有车辆角部，其中，在实施例中说明的单级的或者两级的角部监视可通过另外的级来扩展。

Claims (10)

1.一种用于监视车辆到物体的距离的装置，包括多个要安装在该车辆的前部区域和/或后部区域内的距离传感器(2、3、4、5)，其中，第一距离传感器(2)用于布置在车辆角部的区域内，第二距离传感器(3)用于布置得向车辆中部方向与第一距离传感器(2)隔开距离，用于监视该车辆角部周围的一个距离范围，该装置还包括与这些距离传感器(2、3、4、5)连接的电子单元，该电子单元在达到由这些距离传感器(2、3、4、5)获知的距离的预先给定的最低极限值(6)时产生一个全报警信号，该装置并且包括用于以视觉方式和/或听觉方式指示距离的指示装置，其特征在于，电子单元设计用于，如果通过第一距离传感器(2)的直接回声获知一个小于第一极限值(DE2_Min)的距离，其中该第一极限值(DE2_Min)大于第一距离传感器(2)的最低极限值(6)，并且通过第二距离传感器(3)的直接回声获知一个大于第二极限值(DE3_Max)的距离，其中该第二极限值(DE3_Max)大于该第二距离传感器(3)的最低极限值(6)，则在达到为获知的距离预先给定的最低极限值(6)之前在一确定的、大于第一距离传感器(2)的最低极限值(6)的第一报警距离值(14)时就已经产生全报警信号，其中，由一个距离传感器发送并由同一距离传感器接收的测量信号称为直接回声。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，如此选择第一和第二极限值，使得在第一距离传感器之前在中心测量轴线(29)的一个区域内第一极限值(DE2_Min)以及第二极限值(DE3_Max)至少在一个位置上具有相同的值。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，只有还满足以下另一条件时才产生全报警信号：通过第一和第二距离传感器(2、3)的交叉回声获知一个大于第三极限值(CE23_Max)的距离，其中，从一个距离传感器发送并由一个紧邻的距离传感器接收的测量信号称为交叉回声。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，如此选择第一和第三极限值(DE2_Min、CE23_Max)，使得在大于第一距离传感器(2)的最低极限值(6)的一个值和第二极限值(DE3_Max)之间的区域，第一以及第三极限值(DE2_Min、CE23_Max)至少在一个位置上具有相同的值。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，电子单元设计用于，如果附加通过第一距离传感器(2)的直接回声(DE2)获知一个小于第四极限值(DE2_Min_内)的距离，并且通过第一和第二距离传感器(2、3)的交叉回声(CE23)获知一个大于第五极限值(CE23_Max_内)的距离，其中第四极限值(DE2_Min_内)小于第一极限值(DE2_Min)并且第五极限值(CE23_Max_内)大于第一距离传感器(2)的最低极限值(6)，而且第一和第二距离传感器(2、3)的交叉回声获知的距离值大于第三极限值(CE23_Max)，则在达到为获知的距离预先给定的最低极限值(6)之前在一个比第一报警距离值(14)大一个第二偏移值(9)的第二报警距离值(15)时就已经输出全报警信号，其中，从一个距离传感器发送并由一个紧邻的距离传感器接收的测量信号称为交叉回声。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，如此选择第四和第五极限值(DE2_Min_内、CE23_Max_内)，使得在第一距离传感器(2)之前在第一和第三极限值(DE2_Min、CE23_Max)之间的一个区域内，第四极限值(DE2_Min_内)以及第五极限值(CE23_Max_内)在一个位置上具有相同的值。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，第一报警距离值等于最低极限值加上第一偏移值，该第一偏移值小于一个用于撤销产生的全报警信号的滞后值(X)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，第二偏移值(9)确定在一个值上，该值小于第一偏移值(8)加上一个滞后值(X)。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，第一极限值(DE2_Min)大于最低极限值(6)加上第一偏移值(8)。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，第二偏移值(9)小于第四极限值(DE2_Min_内)，后者小于第一极限值(DE2_Min)。
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