CN103946720A - 车用障碍物检测设备 - Google Patents

Abstract

即使当从电源向传感器供电的电压发生波动时，一种车用障碍物检测设备也可以相对增大所述车用障碍物检测设备能够检测到障碍物的距离。所述车用障碍物检测设备包括：传感器，其发送和接收超声波；以及控制器，其指示所述传感器发送所述超声波。所述控制器将所述传感器接收的反射波的幅度与阈值进行比较以确定是否存在障碍物。所述控制器包括：电压监视单元，其检测电源电压。所述控制器在所述电压监视单元检测到的电源电压较低时更多地降低所述阈值。

Description

车用障碍物检测设备

技术领域

本发明涉及车用障碍物检测设备，其利用声波或者超声波来检测车辆周围的障碍物。

背景技术

传统上，已经提供了一种车用障碍物检测设备，其利用声波或者超声波来检测车辆周围的障碍物(参见WO2009/119577A1)。该文档公开了该车用障碍物检测设备，其利用发送和接收超声波的传感器来检测车辆周围的障碍物，由此帮助停放车辆。在该文档描述的车用障碍物检测设备中，传感器发送发射波，并且接收由障碍物反射的反射波，然后该车用障碍物检测设备基于在传感器发送发射波的定时与传感器接收到反射波的定时之间的时间段来检测车辆周围的障碍物。这种车用障碍物检测设备的传感器通常包括压电元件。

这种车用障碍物检测设备接收来自车辆内安装的电池的供电。来自电池的供电也被用于车辆内安装的其他装置，并且相应地电压根据其他装置的使用状况而发生波动。此处，因为包括压电元件的传感器根据电源电压来输出具有声压的声波或超声波，该输出声压随着电源电压的波动一起改变。因此，传统的车用障碍物检测设备使用稳定电源电路使传感器的发射波的输出保持恒定，其中，该稳定电源电路保持向传感器供电的电压恒定。

然而，由于使用该稳定电源电路，输出电压变得小于输入电压。相应地，当使用稳定电源电路来保持向传感器供电的电压恒定时，存在下述情况：来自传感器的输出声压变得小于期望的声压。在该情况下，存在车用障碍物检测设备能够检测障碍物的距离缩短的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车用障碍物检测设备，即使当从电源向传感器供电的电压发生波动时，其也可以相对增加所述车用障碍物检测设备能够检测到障碍物的距离。

根据本发明的一个方案的车用障碍物检测设备包括：传感器和控制器。所述传感器被配置为：间歇地发送发射波，以及接收通过对所述发射波的反射所生成的反射波。所述控制器被配置为：输出发射信号，所述发射信号用于指示所述传感器发送所述发射波。所述控制器被配置为：当所述传感器接收到具有等于或大于指定阈值的幅度的反射波时，评估在所述传感器输出发射波的定时与所述传感器接收到反射波的定时之间的时间段，以检测是否存在障碍物。所述传感器被配置为利用电源电压来驱动以输出所述发射波。所述控制器包括电压监视单元，所述电压监视单元被配置为检测所述电源电压。所述控制器被配置为在所述电压监视单元检测到的电源电压较低时更多地降低所述指定阈值。

优选地，在所述车用障碍物检测设备中，所述控制器被配置为：根据所述电压监视单元检测到的电源电压，分级改变所述指定阈值。

优选地，在所述车用障碍物检测设备中，所述指定阈值包括第一阈值和大于所述第一阈值的第二阈值，以及所述控制器被配置为：当所述电源电压等于或大于第一参考值并且小于第二参考值时，利用所述第一阈值来检测是否存在障碍物，以及所述控制器被配置为：当所述电源电压等于或大于第二参考值并且小于第三参考值时，利用所述第二阈值来检测是否存在障碍物。

优选地，在所述车用障碍物检测设备中，所述控制器被配置为：当所述电源电压小于第一参考值或者等于或大于第三参考值时，不允许所述传感器发送发射波。

根据本发明的该方案，即使当从电源向传感器供电的电压发生波动时，也有可能相对增大所述车用障碍物检测设备能够检测到障碍物的距离。

附图说明

现在将更详细地描述本发明的优选实施例。参考下面的具体实施方式和附图将更好地理解本发明的其他特征和优点，其中：

图1是示出了根据本发明实施例的车用障碍物检测设备的框图；

图2是示出了在检测范围与安装了根据本发明实施例的车用障碍物检测设备的车辆之间的关系的图；

图3是根据本发明实施例的车用障碍物检测设备的操作的示例图；

图4是示出了根据本发明实施例的车用障碍物检测设备中的电源电压值与阈值之间的关系的图；

图5是根据本发明实施例的车用障碍物检测设备的操作的示例图；以及

图6是根据本发明实施例的车用障碍物检测设备的操作的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的车用障碍物检测设备包括：传感器1和控制器2。传感器1包括压电元件，并且被配置为发送和接收超声波。控制器2被配置为指示传感器1发送发射波，并且利用由传感器1由于接收到反射波而输出的传感器信号来确定是否存在障碍物。如图2中所示，传感器1被安装在车辆10的前端和后端中的至少一方，并且车用障碍物检测设备检测车辆10周围的障碍物。下文中，作为一个示例，将描述以下情况：其中，传感器1被安装在车辆10的前侧，使得检测范围A1被设置在车辆10的前方。

如图1中所示，本实施例的控制器2包括微计算机24，并且被配置为ECU(电子控制单元)的一部分，该ECU执行对车辆10中的各种单元的电子控制。控制器2接收来自车内电池3的供电。除了微计算机24之外，控制器2还包括波发送电路21，该波发送电路21被配置为驱动传感器1发送发射波。此外，控制器2包括波接收电路22和波检测电路23。该波接收电路22被配置为从传感器信号中提取具有在预定频带内的频率的信号作为接收信号，该预定频带包括发射波的频率。该波检测电路23被配置为输出与接收信号的包络分量相对应的检测信号。微计算机24接收由电源电路25来稳定的供电。

此处，如图1中所示，仅微计算机24接收来自电源电路25的稳定供电，而波发送电路21接收直接来自电池3的电源电压。即，因为波发送电路21接收根据其他装置的使用状态而波动的电源电压，因此从波发送电路21输出的发射信号的幅度也根据该电源电压而波动。

接下来，将描述该车用障碍物检测设备的基本操作。当该车用障碍物检测设备开始操作时，如图3中的A所示，微计算机24间隙地向波发送电路21发送脉冲信号，该脉冲信号包括具有恒定周期的矩形波。单个脉冲信号包括若干矩形波，每个矩形波具有与从传感器1输出的超声波相同的周期。当该脉冲信号被输入到波发送电路21时，如图3中的B所示，波发送电路21输出具有取决于从电池3接收的电源电压的幅度的发射信号。传感器1被该发射信号所驱动，并且间隙地发送超声波，每个超声波具有取决于发射信号的幅度的声压。

另一方面，波接收电路22在从输出发射信号开始一小段时间上接收从波发送电路21回转的发射信号和由于传感器1的回响所生成的信号。之后，当传感器1接收到反射波时，波接收电路22也接收由发射波生成的信号。因此，波接收电路22输出如图3的C中示出的接收信号。此外，如图3的D中所示，波检测电路23输出具有与接收信号的包络分量相对应的电压值的检测信号。当检测信号的信号电平等于或大于指定阈值Th时，微计算机24评估在输出脉冲信号的定时与检测到检测信号的定时之间的时间段，以检测是否存在障碍物。

此处，假设微计算机24在图3所示的时间t1输出脉冲信号，并且在图3所示的时间t2获得检测信号。在该图的示例中，除了时间t2处的检测信号(反射波形成的分量)之外，包含回响的分量232也被获得作为检测信号。此处，为了移除该包含回响的分量232，在输出脉冲信号的时间t1与指定时间ts之间的时间段(作为非检测时间段)期间，微计算机24不处于确定是否存在障碍物的状态。于是，微计算机24将该指定时间ts之后的预定时间段定义为用于确定是否存在障碍物的检测时间段，并且在检测时间段期间基于检测信号来确定是否存在障碍物。在该检测时间段期间定义上述检测范围A1。

如上文描述的，波发送电路21是利用来自电池3的电源电压驱动的，并且相应地从波发送电路21输出的发射信号的幅度也随着电源电压的波动而改变。即，当电源电压较低时，从波发送电路21输出的发射信号的幅度降低，并且因此发射波的声压也降低。

为了适应声压的这种改变，本实施例的控制器2还包括：电压监视单元26，其检测电源电压，并且被配置为根据电压监视单元26检测到的电源电压来改变上述阈值Th。电压监视单元26是由微计算机24中包含的A/D输入部27和电压监视电路28构成的，该电压监视电路28将电源电压降低为要施加到A/D输入部27的电压。电压监视电路28例如包括分压电路，并且向A/D输入部27施加与电源电压成正比的电压。A/D输入部27将从电压监视电路28施加的电压转换为数字值。相应地，微计算机24通过来自电压监视单元26的数字值来获得电源电压值Vs。

微计算机24被配置为：根据电源电压值Vs，分级改变阈值Th。在本实施例中，该阈值包括作为两级的第一阈值Th1和第二阈值Th2。即，微计算机24根据电源电压值Vs来选择第一阈值Th1和第二阈值Th2中的任一个作为阈值Th。第一阈值Th1被设置为小于第二阈值Th2(Th1<Th2)(参见图5)。在图5中，与图3的D类似，信号电平的量的方向面对向下方向，并且相应地，当检测信号的电压值(绝对值)增加越多时，波形在向下方向上延伸越多。

从第一阈值Th1和第二阈值Th2中选择的阈值是通过将电源电压值Vs与参考值的三个级别(第一到第三参考值V1、V2和V3)进行比较来确定的。即，如图4所示，当电源电压值Vs等于或大于第一参考值V1并且小于第二参考值V2(V1<＝Vs<V2)时，微计算机24选择第一阈值Th1作为阈值Th。当电源电压值Vs等于或大于第二参考值V2并且小于第三参考值V3(V2<＝Vs<V3)时，微计算机24选择第二阈值Th2作为阈值Th。当电源电压值Vs小于第一参考值V1(Vs<V1)或者等于或大于第三参考值V3(Vs>＝V3)时，微计算机24不设置阈值Th，并且相应地车用障碍物检测设备不执行检测障碍物的操作。

以这种方式，有可能通过根据电源电压值Vs分级改变阈值Th，利用电源电压来驱动波发送电路21，以检测是否存在障碍物，并且作为结果，有可能增加发射波的声压。因此，该车用障碍物检测设备与传统的车用障碍物检测设备相比，能够检测更远的障碍物。

图6中概述和示出了上述微计算机24的操作。

当车用障碍物检测设备开始操作时，微计算机24通过A/D输入部27获取电源电压值Vs(S10)。微计算机24将电源电压值Vs与第一到第三参考值V1、V2和V3进行比较(S11、S12和S17)。

当电源电压值Vs小于第一参考值V1(S11：是)或者等于或大于第三参考值V3(S17：是)时，微计算机24在不输出脉冲信号的情况下获取新的电源电压值Vs(S10)。即，因为微计算机24没有向波发送电路21输出脉冲信号，所以车用障碍物检测设备不处于确定是否存在障碍物的状态。因此，在该情况下，优选地，微计算机单独执行错误处理以通知用户。

另一方面，当电源电压值Vs等于或大于第一参考值V1并且小于第二参考值V2时(S12：是)，微计算机24选择第一阈值Th1作为阈值Th(S13)。之后，微计算机24输出脉冲信号以使得传感器1发送发射波(S14)。当取决于反射波的检测信号的信号电平等于或大于第一阈值Th1时(S15：是)，微计算机24确定存在障碍物，并且执行通知操作(S16)。微计算机24可以利用蜂鸣器等执行听觉通知操作，或者利用灯来执行视觉通知操作。然后，微计算机24获取新的电源电压值Vs(S10)，并且重复上述操作。

另一方面，当电源电压值Vs等于或大于第二参考值V2并且小于第三参考值V3时(S17：否)，微计算机24选择第二阈值Th2作为阈值Th(S18)。之后，微计算机24向波发送电路21输出脉冲信号以使得传感器1发送发射波(S19)。当取决于反射波的检测信号的信号电平等于或大于第二阈值Th2时(S20：是)，微计算机24确定存在障碍物，并且执行通知操作(S16)。此处，获取电源电压值Vs的时间间隔被设置为等于输出脉冲信号之间的时间间隔。

在本实施例中，车用障碍物检测设备包括发送和接收超声波的传感器1，但是可以包括发送和接收听觉范围内的声波的传感器，而不是传感器1。

尽管已经参考特定的优选实施例描述了本发明，但是在不偏离本发明(即权利要求书)的真实精神和范围的情况下，本领域技术人员可以做出众多修改和变化。

Claims (4)

1.一种车用障碍物检测设备，包括：

传感器，被配置为：间歇地发送发射波，以及接收通过对所述发射波的反射所生成的反射波；以及

控制器，被配置为：输出发射信号，所述发射信号用于指示所述传感器发送所述发射波，

所述控制器被配置为：当所述传感器接收到具有等于或大于指定阈值的幅度的反射波时，评估在所述传感器输出发射波的定时与所述传感器接收到反射波的定时之间的时间段，以检测是否存在障碍物，

其中，所述传感器被配置为利用电源电压来驱动以输出所述发射波，以及

其中，所述控制器包括电压监视单元，所述电压监视单元被配置为检测所述电源电压，所述控制器被配置为：在所述电压监视单元检测到的电源电压较低时，更多地降低所述指定阈值。

2.根据权利要求1所述的车用障碍物检测设备，

其中，所述控制器被配置为：根据所述电压监视单元检测到的电源电压，分级改变所述指定阈值。

3.根据权利要求2所述的车用障碍物检测设备，

其中，所述指定阈值包括第一阈值和大于所述第一阈值的第二阈值，以及

其中，所述控制器被配置为：当所述电源电压等于或大于第一参考值并且小于第二参考值时，利用所述第一阈值来检测是否存在障碍物，以及

所述控制器被配置为：当所述电源电压等于或大于第二参考值并且小于第三参考值时，利用所述第二阈值来检测是否存在障碍物。

4.根据权利要求3所述的车用障碍物检测设备，

其中，所述控制器被配置为：当所述电源电压小于第一参考值或者等于或大于第三参考值时，不允许所述传感器发送发射波。