CN104118429B - 驻车辅助物体距离测量时钟控制方法 - Google Patents

Abstract

一种确定车辆与物体距离的方法，包括在第一脉冲串周期期间自第一发射器发射第一传输信号，在第一监听周期中在接收器中监听第一反射信号，并在第二脉冲串周期中自第二发射器发射第二传输信号。第二传输信号基于第一传输信号被发送的时间来发送。

Description

驻车辅助物体距离测量时钟控制方法

技术领域

本发明涉及驻车辅助，尤其涉及一种用于确定物体距车辆的距离的方法。

背景技术

当用于驻车辅助时，超声波系统限定了车辆的行驶轨迹，并基于传感器读数确定目标停车位。例如，停车位可以为垂直的或平行的停车位。然而，在传感器拾取了来自其他车辆或发射源的发射物或波而不是读取超声波反射的情况下，在扫描停车位时，会出现异常状态。当信号被其他车辆反射时，异常状态同样会出现。

发明内容

主动驻车辅助系统依赖于超声波传感器技术来扫描和锁定合适的驻车空间以辅助驾驶员靠近路缘石停驻他们的车辆。然而，接近主车辆的其他的车辆可能也带有超声波发射器，当提供接近主车辆的相关物体的结果时，其会混淆主车辆的传感器接收到的读数并导致错误。因此，飞行系统时间(time of flight system)被实施，该系统具有非常高速的触发器，其可以开启和关闭窗口，以当数据应当从邻近物体反射时能够在指定时间内接收反射数据，同时丢弃可能来自其他发射器的超出窗口的数据。车辆上的不同驻车辅助系统能够在不同的事件时间窗口中发射它们的信号以避免彼此之间的干扰。

一种用于确定物体与车辆之间距离的方法，其包括在第一脉冲串周期(burstperiod)中自第一发射器发射第一传输信号，以及在第一监听周期(listen period)在接收器中监听第一反射信号，并在第二脉冲串周期中自第二发射器发射第二传输信号。第二传输信号基于第一传输信号被发射的时间来发射。

一种有形地包含有计算机可执行指令的非临时的计算机可读介质，其包括以下步骤：在第一脉冲串周期中发射第一脉冲，在第一监听周期中监听第一反射信号，在第二脉冲串周期中发射第二脉冲并基于第一脉冲何时被发送确定第二脉冲被发射的时间。

一种主车辆，其包括至少两个位于其上的发射器，至少一个位于其上的接收器以及电脑。该电脑被编程为在第一脉冲串周期中自发射器之一发射第一脉冲信号，在第一监听周期中监听第一反射信号，在第二脉冲串周期中自另一个反射器发射第二脉冲信号，并基于第一脉冲信号何时被发送确定第二脉冲信号被发送的时间。

附图说明

图1为阐释了限定用于驻车辅助的停车位的前部及后部车辆附近的主车辆平面图；

图2为阐释了用于驻车辅助的主车辆的元件；

图3阐释了用于停驻车辆的方法的流程图；以及

图4阐释了算法或方法的步骤。

具体实施方式

图1示出了主动驻车辅助(APA)的驻车辅助方案100，其中如小汽车这样的运行的或主车辆102可以使用驻车辅助系统，其用于辅助或指示驾驶员采取什么动作以进行驻车，诸如在平行驻车时。随着主车辆102沿着路径104行进，如位于两个停驻车辆108和110之间的停车位106通过驻车辅助系统被识别。停车位因此被限定在车辆108、110之间，并且其也通过远侧的限制条件来进行限定，诸如路缘石112。停车位106可以通过任何类型或数量或物体或限定条件来限定或限制，而不一定是车辆108、110和路缘石112。

参考图2，主车辆102包括制动系统200、油门202、动力传动系统204、驻车辅助控制模块(PACM)206以及车轮208。车辆102同样包括制动系统210、制动踏板212、动力系统214、音频接口216、以及显示屏218。在示例中示出的转向系统220包括电动机224以及方向盘226。可以被用在动力辅助转向系统或转向系统220中的转向系统，其可能包括任何类型的转向系统，诸如常规的真空/液压系统、电动液压动力辅助系统(EHPAS)，或“线控转向”系统。主车辆102可以包括能够测量车辆102加速度的加速计。

在图示的实施例中，传感系统228被可操作地连接到车辆102并可以被耦接到PACM206以向其提供输入信号。如示例所示，传感系统228包括用于感测车辆环境的传感器，诸如摄像机230、超声波(U/S)传感器232(其可以包括发射器和传感器/接收器)、雷达234、以及转向传感器236。虽然未示出，传感系统228同样可以包括但不限于包括LIDAR(激光雷达)、热敏传感器以及GPS的系统。如图1中所示，四个收发器或传感器114，诸如超声传感器，可以被置于车辆102上邻近前后保险杠的左侧和右侧上，以提供围绕车辆102的完全或近乎完全的360°覆盖。传感器的数量、类型、和/或位置可以按期望与图示中的不同。

传感系统228可以包括用于检测车辆102的车载各种系统操作的状态或模式的传感器，诸如里程表传感器(未示出)和/或方向盘角度传感器236。里程表传感器可以被设置在车辆102的车轮226的一个或多个中和/或车辆102的动力传动系统204中。方向盘角度传感器236与车辆102的转向系统220相关联并可以，举例来说，被置于方向盘226上或转向柱上。车辆102同样可以被装配视频显示屏218以向驾驶员显示各种类型的信息。车辆102同样可以包括音频接口装置216，诸如扬声器、警报器、蜂鸣器或其他用于产生声音的装置。

如图1所示，车辆102使用PACM206停驻在停车位106。为完成该驻车过程，随着车辆102沿着路径104行进并通过物体110、108，传感器114中的至少一个被用来检测临近物体及其相对于车辆102位置的位置。在图1中，限定了停车位106的临近物体被示出为两个停驻车辆110、108以及路缘石112。可以设想PACM206可以相对于仅仅一个物体或车辆成功地识别出停车位106，诸如相对于车辆108或车辆110，如果其存在的话。

PACM206包括数据处理组件，其处理来自于传感器的信息以评估车辆102是否能够成功地停驻在停车位106中。数据处理组件可以为，举例来说，周所周知的以微型计算机为基础的装置。通过PACM206进行的评估可以包括确定是否有效的转向轨迹116可以被执行以在停车位106中停驻车辆102。如果存在有效的转向轨迹116，则PACM206将停车位106视作可用的停车位。通过PACM206进行的计算可以包括诸如根据车辆102的长度120、和/或车辆102的可完成转向半径、和/或任何其他与车辆102有关的几何学因素和/或在停车位106附近的其他物体等考量来确定适当的停车位长度118。

车辆102沿着转向轨迹116的运动可以以一个或多个可能被需要的驻车操作来执行直到其正确的停驻。如在此处所使用的，一个驻车操作被限定为(1)在停止处向后移动车辆进入停车位中，(2)在停车位中短暂地停驻车辆，(3)在停车位中向前移动车辆，并且(4)接着停下并由此停驻车辆。转向系统220的至少一个驱动或运动通常需要与在驻车操作中的步骤之一相联系以完成轨迹116。如果停车位106相对于车辆长度120和/或转弯半径太短，其限定了附加的驻车操作，那么随后的车辆102向后的和/或向前的运动可能是需要的。

一旦确定车辆102被正确地停驻入预期的停驻状况，则PACM206操作转向系统220以使其回到居中位置。在一个示例中，其包含驱动电动机224来移动方向盘226和转向系统220的关联部件，以使车辆102的转向车轮与车辆102的纵轴122(从前到后)平行对齐。

参考图3，流程图300示出了一种用于停驻车辆的方法。在步骤302处，处理模块，诸如PACM206，确定是否存在可以进行车辆102的驻车的可行停车位。举例来说，其可以通过使用来自传感系统228的传感器114的信号来完成。可行的停车位是诸如停车位106这样的一个停车位，其对于车辆102足够大以能够使用其装配的驻车辅助系统停入其中。

如果停车位在步骤302中被确定可进行车辆停驻，则驾驶员在步骤304中被通知或提醒可行的停车位是可用的。该通知可通过视觉和/或听觉信号接口传递到例如车辆102的显示屏218上。可选择地，视觉界面可以为图形图像、图标、或其他在显示屏218显示的非文本表示。这样的可视界面可以被设置在车辆102的任何适合的位置，诸如顶部控制台。如另一示例所示，听觉信号可以通过听觉接口216传送。

接下来，在步骤306中指示驾驶员停下车辆并接受系统辅助进行驻车。该指示可以进行视觉和/或听觉的传送，并可以通过在步骤304中所使用的相同界面来完成。一旦驾驶员停下车辆102，在步骤308中驾驶员被提示双手从转向系统的转向控制装置(例如，方向盘226)上离开并驱动制动控制装置(诸如刹车踏板212)和变速器控制装置(诸如档位选择杆或按钮)来接合或转换传动系统214的变速器到倒档驱动。

在步骤310中，驻车辅助系统接管了对转向系统224的控制以执行转向轨迹116。在一个示例中，驻车辅助系统产生信号来提示驾驶员做出必要动作来驱动车辆向后以及向前拉动(在一个或多个驻车操作中)，以在完成车辆102在停车位106中的停驻状态。根据停车位的性质和尺寸，停驻状态可以被限定为当车辆102处于与限定了空间的一个或多个物体或特征一定距离中时和/或处于与适当的物体/特征平行的一定角度测量值中时的状态。

在步骤308中，被提示的驾驶员动作可以包括诸如驱使制动系统210的制动踏板212来控制车辆的速度和/或驱动变速器控制装置来在前进挡和倒档之间接合或转换动力系统214的变速器这样的动作。

如步骤312中所指出的，该方法可以选择性地包括显示给驾驶员停车位环境的图像。举例来说，来自后视摄像头126的图像124可以显示在视频显示屏上。在另一个示例中，示出车辆和其相对于停车位的位置的模拟的或虚拟的俯视图可以显示在显示屏218上。这些图像的任何一个上可以叠加有描绘所期望的转向轨迹116的线路和/或其他符号。在一个实施例中，雷达系统128可以被包括在车辆102的前部、和/或后部、和/或侧部。

当驻车辅助系统已经确定了车辆102正确停驻并且驻车操作的最终动作完成，则该方法进行到步骤314，其中转向系统220被操作以将车辆置于周围物体之间的居中状况或总体上与路缘石112和/或路径104对齐，其中周围的物体诸如为车辆108、110。其可以包括驱动电动机224，该电动机提供动力提升给转向系统以移动方向盘226连同转向系统220的相联元件，直到车辆102的车轮与车辆102的轴线122平行。

虽然停车位106已经作为前方第一物体和后方第二物体之间的平行停车位被描述，但是停车位可替换地为后部垂直停车位，诸如典型地在多车辆停车场和车库中存在的。另外，停车位106已经被描述处于车辆102的右侧，但是可替换地，驻车辅助系统可以被用于在车辆102的左侧识别停车位。

现在参考图4，方法或算法400示出了与信号重叠规避相对应的示例性步骤。方法400包括的步骤包括脉冲串402、监听404、运算406以及空闲408。方法400示出了用于驻车辅助412、后部驻车辅助414、以及前部驻车辅助416的脉冲串和监听阶段的重复周期的一个循环410。如时间轴418所示，该重复周期在一时间段内出现。

在驻车辅助412期间，APA传输信号420被发送以用于脉冲串周期并且其持续时间在一个示例中为1.5ms。APA监听周期422跟随信号420，其持续时间在一个示例中为22.5ms。APA计算424在监听周期422之后发生以及持续14ms的示例性持续时间，周期426为持续时间5ms的空闲。同时在周期410期间，后部驻车辅助414和前部驻车辅助416也同样传输、接收并执行运算。

因此，在所示的示例中，后部驻车辅助脉冲串428出现并持续1.5ms，并且12.5ms的驻车辅助监听430的周期随即出现。脉冲串周期428和监听周期430被计时以与APA运算周期424重叠，从而最小化来自APA脉冲串周期420中发射的信号的反射在后部辅助监听周期430中被检测到的可能性，并同时去除在脉冲串周期428期间的发射在监听周期422期间被检测到的可能性。后部驻车辅助414同时包括与5ms的空闲周期426相对应的空闲周期432。后部驻车辅助414也包括运算周期434和空闲周期436，其总量与被分配的时间表或驻车辅助脉冲串和监听周期420、422相对应。

相似地，前部驻车辅助416同样包括1.5ms的后部驻车辅助脉冲串周期438，以及3.5ms的后部驻车辅助监听周期440。前部驻车辅助416运算442也同样在用于后部驻车辅助414的运算周期434中被执行。在这种方式中，还产生用于前部驻车辅助416的空闲部分444。

驻车辅助周期412，以及后部和前部驻车辅助周期414、416被用来确定物体距离，其目的为评估停车点，诸如在平行或垂直驻车排列中。即是说，如上所描述的平行驻车排列可以使用驻车辅助来执行，或驻车辅助可以被用来评估垂直的或成角度的驻车排列，其中小汽车或主车辆向前或向后地被驶入停车位。为此目的的物体距离通过以下方式确定：自车辆发射第一传输信号或脉冲，诸如脉冲串420；在监听周期422期间在车辆的接收器上监听第一反射信号；并自车辆发射第二传输信号，诸如脉冲串428，其基于第一传输信号420被发射的时间来发射。即是说，包括第一脉冲串周期420和第一监听周期422的第一时间窗口446被确定，并且第二信号428在第一时间窗口446之后被发射。

包括脉冲串周期428和监听周期430的第二时间窗口同样被确定。在监听周期中，反射信号可以作为在周期428中信号发射的结果被接收。包括用于前部驻车辅助416的脉冲串周期438以及监听周期440的第三时间窗口450同样也被包括，期间反射信号与来自脉冲串周期438的信号的结果一样可以被获取。

如果反射信号在所讨论的示例性时间期间被接收，则根据是否与手边的任务相关(APA、后部驻车辅助、前部驻车辅助)，监听周期422、430和440具有的持续时间被确定。即是说，APA监听周期为22.5ms，其是一个相对长的时间范围，以顾及到来自远处的反射信号以及平行或垂直停车位的可能距离上的反射信号。后部驻车辅助监听周期430持续时间为12.5ms，短于用于APA412的监听周期422，但长于用于前部驻车辅助416的监听周期440。即是说，由于驾驶员观察位于车辆后部的物体是更困难的，所以后部驻车辅助监听周期430是相对长的。因此驾驶员得到了位于车辆后部的物体的较长的事先警报。然而，用于前部驻车辅助416的监听周期440是相对短的，为3.5ms，这是由于对于驾驶员来说车辆前部的物体总体上是可以看到的，并且其最有重要的是确保与车辆非常接近的物体被检测到，以避免驻车过程中的碰撞。

第二时间窗口448包括脉冲串周期428以及监听周期430，以用于对物体反射的监听。第三时间窗口450同样地包括脉冲串周期438和监听周期440，同样用于对物体的反射的监听。同样地，根据第一传输信号和第一监听周期之间的时间设置以及信号在第一监听周期期间是否被检测到，驻车算法可以生成。驻车算法同样可以具有基于前部驻车辅助、后部驻车辅助、或基于在其各自的监听周期中可以被接收的任何信号的时间设置的输入。

进一步地，由于脉冲串402、监听404、运算406以及空闲408的周期的重叠属性，用于APA412的算法的输入在第二时间窗口448期间以及在APA412中监听被完成之后的时间期间中被确定。

可以想到方法400可以使用通过发射和接收信号以确定物体距离的任何装置。如所描述的，车辆102包括与雷达装置128以及超声波收发器114。然而，方法400不限于此并且方法400可以使用用于发送和接收信号以确定物体距离的任何装置来执行，诸如激光器和单色光传感器。因此，所示的用于方法400的时间为示例性的和特定用于超声波装置的，但根据算法、车辆的尺寸以及所使用的发射器和传感器的类型，该时间会改变。

进一步，可以考虑到被发射的信号的计时可以使用非常准确的计时装置进行精确控制，诸如全球定位系统(GPS)或原子时钟。每个此类装置对于车辆200是可用的并因此可以依靠其提供用于事件计时的非常准确的触发器，以在方法400中避免计时事件的叠加。在一个示例中，这样的时钟提供200ns的精确度。因此，由于时钟控制和高精度触发器性能，信号可以在控制脉冲串周期期间被检测并且如果信号在监听周期中被反射，存在被监测或被反射信号与其脉冲串信号相对应的高可能性。进一步地，由于监听周期没有保持开启，所以同样存在被检测信号发射自被设置在其他车辆上的发射器的较低的可能性。

进一步地，虽然方法400包括时间分隔或共享，但是容易想到对时间共享的替代，不同的频率可以被替代用于区分在后部驻车辅助、前部驻车辅助以及驻车辅助之间的各种操作。就是说，重新参考图4，作为对在驻车辅助412、后部驻车辅助414、以及前部驻车辅助416之间的不同操作的时间共享的使用的替代，不同频率可以被发送并同时被检测，并按照频率而不是通过所述的信号计时来区分。通常这样的操作能够不更改现有硬件地执行。然而，按照一个实施例，区分驻车辅助412、后部驻车辅助414、以及前部驻车辅助416之间的操作的信号过滤器可以被包括，但是这样的设置典型地会含有硬件的更改。

PACM206可以包括执行方法或算法400的计算机或计算机可读的存储媒介。通常，计算系统和/或装置，例如处理器或用户输入装置，可以使用任何数量的电脑操作系统，这些系统包括，但是绝不限于下列系统的版本和/或变形：操作系统，Unix操作系统(例如，由加利福尼亚红木海岸的甲骨文公司发行的操作系统)，由纽约阿蒙克市的国际商业机器公司发行的AIX UNIX操作系统，Linux操作系，由加利福尼亚库比蒂诺的苹果公司发行的Mac OS X and iOS操作系统，由加拿大滑铁卢的动态研究公司研发的黑莓OS，以及由开放手机联盟开发的安卓操作系统。

计算装置总体上包括计算机可读指令，该指令可以由一个或多个以上所列的计算装置执行。计算机可执行的指令可以从使用多种程序语言和/或技术建立的计算机程序中编辑或翻译，这些程序语言和/或技术包括，但不限于，单独的或组合的Java^TM，C，C++，Visual Basic，Java Script，Perl等。通常，处理器(例如，微处理器)接收例如来自存储器或计算机可读介质等的指令，并且执行这些指令，因此完成一个或多个过程，这些过程包括一个或多个在此描述的过程。可以使用多种计算机可读介质存储并传输该指令及其他数据。

计算机可读介质(也被称为处理器可读介质)包括任何参与提供可以由计算机(即，由计算机的处理器)读取的数据(即，指令)的永久(即，有形的)介质。这样的介质可以采取多种形式，包括，但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括，例如光盘或磁盘及其他永久存储器。易失性介质可以包括，例如动态随机访问存储器(DRAM)，该存储器通常形成主存储器。这些指令可以由一个或多个传输介质传输，这些传输介质包括同轴线缆、铜线和光学纤维，其包括包含耦接到计算机处理器的系统总线的电线。计算机可读介质的常见形式包括，例如软盘、可折叠磁盘、硬盘、磁带、其他磁介质，CD-ROM、DVD、其他任何光学介质，穿孔卡片、纸带、其他任何有孔式样的物理介质，RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、其他任何存储器芯片或盒式磁盘，或者其他计算机可从中读取的任何介质。

在此描述的数据库、数据储存库或其他数据存储可以包括用于存储、访问、及检索各种类型的数据的各种类型的机构，这些机构包括层级数据库、文件系统中的一组文件、专用格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每一个这样的数据存储总体包括在使用上面提到的其中一个计算机操作系统的计算装置内，并且通过网络以多种方式中的一种或多种被访问。文件系统可以是从计算机操作系统中可访问的，并且可以包括以各种格式存储的文件。除了用于产生、存储、编辑、及执行存储的程序的语言，RDBMS通常使用结构化查询语言(SQL)，例如上面提到的PL/SQL语言。

在一些示例中，系统元素可以实施为一个或多个计算装置(例如，服务器个人电脑等)上的、存储在与其相关的计算机可读介质(例如，磁盘，存储器等)上的计算机可读指令(例如，软件)。计算机程序产品可以包含存储在计算机可读介质上用于执行在此描述的功能的这样的指令。

关于在此描述的过程、系统、方法、启示等，应该明白，虽然此过程等的步骤等已经被描述为按照特定有序序列发生，该过程可以通过以与本发明所描述的不一样的顺序执行所述的步骤来进行实施。应当进一步理解的是，相关步骤可以被同时地执行，其他步骤可以被加入，或在此描述的相关步骤可以被忽略。换言之，在此对过程的描述被提供用于描述相关实施例，并且绝不应当被解释为对权利要求的限制。

因此，可以理解的是以上的说明是为了解释不是限制。提供的示例以外的许多实施例和应用通过阅读以上的描述将变得显而易见。不应当根据上述的说明书来确定保护范围，而是应该根据所附的权利要求书连同该权利要求书所享有的全部等效范围来确定。可以预期或想到，此处讨论的技术会发生未来的改进，所公开的系统和方法将合并入这些将来的实施例。总而言之，应该理解为该应用是可以修改和改变的。

除非本发明另有明确相反的指示，使用在权利要求书中的所有的术语旨在被赋予它们最广义的合理解释以及本领域的技术人员所理解的通常含义。特别地，除非权利要求书详述出明确相反的限制，使用的单个冠词——例如“一个”、“这个”、“所述”等——应该理解为叙述一个或多个所示的元件。

Claims (10)

1.一种确定物体距离车辆的距离的方法，其特征在于，包括：

在第一脉冲串周期中自后部驻车辅助发射第一传输信号；

在第一监听周期中在后部驻车辅助接收器中监听第一反射信号；并且

在第二脉冲串周期中自前部驻车辅助发射第二传输信号；

其中第二传输信号根据第一传输信号被发射的时间发射。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

确定由第一脉冲串周期和第一监听周期组成的第一时间窗口；并且

在第一时间窗口之后发送第二传输信号。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：

确定由第二脉冲串周期和第二监听周期组成的第二时间窗口；并且

在第二监听周期中监听第二反射信号。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括确定用于驻车算法的输入，这是基于第一传输信号和第一监听周期之间的第一时间设置以及在第一监听周期中是否检测到信号。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括确定用于前部驻车辅助和后部驻车辅助其中之一的输入，这是基于第二传输信号和第二监听周期之间的第二时间设置以及在第二监听周期中是否检测到信号。

6.一种有形地包含计算机可执行指令的非暂时的计算机可读介质，其特征在于，该指令包括以下步骤：

在第一脉冲串周期中由后部驻车辅助发射第一脉冲；

在第一监听周期中由后部驻车辅助接收器监听第一反射信号；

在第二脉冲串周期中由前部驻车辅助发射第二脉冲；并且

根据第一脉冲何时被发射来确定发射第二脉冲的时间。

7.如权利要求6所述的计算机可读存储介质，其特征在于，进一步包括以下步骤：

确定至少包括第一脉冲串周期和第一监听周期的第一时间窗口；

在第一时间窗口之后发送第二脉冲；

确定至少包括第二脉冲串周期和第二监听周期的第二时间窗口；并且

在第二监听周期中监听第二反射信号。

8.如权利要求7所述的计算机可读存储介质，其特征在于，进一步包括以下步骤：

基于第一脉冲和第一监听周期之间的第一时间设置确定用于驻车算法的输入；并

基于第二脉冲和第二监听周期之间的第二时间设置确定用于前部驻车辅助和后部驻车辅助之一的输入。

9.如权利要求8所述的计算机可读存储介质，其特征在于，进一步包括以下步骤：在第二时间窗口中确定用于驻车算法的输入。

10.如权利要求6所述的计算机可读存储介质，其特征在于，进一步包括以下步骤：

使用基于用于全球定位系统(GPS)的时钟和原子时钟之一的精准时钟时间；并且

使针对第二脉冲被发送的时间的触发器基于精准时钟时间。