CN104656084A - 使用超声波传感器的障碍物地图生成设备和方法 - Google Patents
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Abstract
一种使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,包括:传感器控制器,其配置成控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器发射超声波,并且控制超声波传感器接收反射波;信号对准器,其配置成对齐由超声波传感器接收的反射波;信号求和器,其配置成对由信号对准器对齐的信号求和;障碍物确定器,其配置成在由信号求和器求和的信号强度超过阈值时确定障碍物存在;以及障碍物地图生成器,其配置成基于障碍物确定器的确定结果来生成障碍物地图。
Description
技术领域
本发明涉及使用超声波传感器的障碍物地图生成设备及其方法,并且更具体地涉及有组织地使用至少一个超声波传感器生成障碍物地图的技术。
背景技术
一般地,停车经验不足的驾驶员试图在受限的空间中停车时,他们可能不能准确预测距空间两侧或空间前后已停放车辆的距离。这种驾驶员于是在停车过程中多次驱动汽车向前和向后。
在这时,如果距相邻车辆的距离被错误预测,就可能与已停放车辆发生轻微的碰撞。在一些情况下,由于与已停放的邻近车辆侧边的距离近,车门不能正常打开。特别地,与白天相比,在夜晚由于通过侧镜或后视镜的视野可靠性很难满足,所以正常停车更困难。
已经开发了智能停车辅助系统(SPAS)来解决该问题。SPAS基于通过使用各种传感器采集的信息来生成停放轨迹,并且在跟踪停放轨迹的同时将车辆放到所需空间。
这种SPAS使用用于检测停放轨迹中的障碍物的多个超声波传感器,这时,障碍物检测性能被降低,因为每个超声波传感器独立使用。也就是说,如果SPAS具有左侧超声波传感器、左后方超声波传感器、右后方超声波传感器和右侧超声波传感器,则因为每个超声波传感器被操作仅检测每个相应的位置,所以检测错误率很高。
发明内容
为解决现有技术的上述问题,本发明的目的在于提供使用超声波传感器的障碍物地图生成设备及其方法,其能够通过有组织地使用至少一个超声波传感器生成障碍物地图,降低障碍物检测错误并提高障碍物检测性能。
为实现以上目的,根据本发明实施例使用超声波传感器的障碍物地图生成设备包括:传感器控制器,其配置成控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器发射超声波,并且控制所述多个超声波传感器接收反射波;信号对准器,其配置成对齐由超声波传感器接收的反射波;信号求和器,其配置成对由信号对准器对齐的信号求和;障碍物确定器,其配置成在由信号求和器求和的信号强度超过阈值时确定障碍物存在;以及障碍物地图生成器,其配置成基于障碍物确定器的确定结果来生成障碍物地图。
此外,为实现以上目的,根据本发明实施例使用超声波传感器的另一种障碍物地图生成设备包括:传感器控制器,其配置成控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器以预设定的时间差发射超声波,并且控制所述多个超声波传感器接收反射波;信号对准器,其配置成对齐由超声波传感器接收的反射波;信号求和器,其配置成对由信号对准器对齐的信号求和;障碍物确定器,其配置成在由信号求和器求和的信号强度超过阈值时确定障碍物存在;以及障碍物地图生成器,其配置成基于障碍物确定器的确定结果来生成障碍物地图。
同时,为实现以上目的,根据本发明实施例使用超声波传感器的障碍物地图生成方法包括如下步骤:通过传感器控制器控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器发射超声波;通过所述多个超声波传感器接收反射波;通过信号对准器基于时间延迟曲线对齐由超声波传感器接收的反射波;通过信号求和器对对齐的信号求和;如果求和的信号强度超过阈值则通过障碍物确定器确定障碍物存在;以及通过障碍物地图生成器基于确定结果生成障碍物地图。
此外,为实现以上目的,根据本发明实施例使用超声波传感器的另一种障碍物地图生成方法包括如下步骤:通过传感器控制器控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器以预设定的时间差发射超声波;通过所述多个超声波传感器接收反射波;通过信号对准器基于时间延迟曲线对齐由超声波传感器接收的反射波;通过信号求和器对对齐的信号求和;如果由信号求和器求和的信号强度超过阈值则通过障碍物确定器确定障碍物存在;以及通过障碍物地图生成器基于确定结果生成障碍物地图。
如上所述的本发明具有如下效果,通过有组织地使用至少一个超声波传感器生成障碍物地图,该效果可降低障碍物检测错误并且然后提高障碍物检测性能。
附图说明
本发明的以上和其它目的、特征和优点将从以下结合附图的详细描述中更加显而易见,其中:
图1是根据本发明实施例使用超声波传感器的障碍物地图生成设备实施例的配置图。
图2是根据本发明实施例与障碍物检测区域对应的每个时间延迟曲线的示例性示图。
图3是根据本发明实施例使用超声波传感器的障碍物地图生成过程的示例性示图。
图4是根据本发明实施例使用超声波传感器的障碍物地图生成方法的实施例的流程图。
图5是根据本发明实施例使用超声波传感器的障碍物地图生成方法的另一个实施例的流程图。
附图标记列表
10:传感器控制器
20:超声波传感器单元
21、22:超声波传感器
30:信号对准器
40:信号求和器
50:障碍物确定器
60:障碍物地图生成器
401:多个超声波传感器中的一个超声波传感器发射超声波
402:超声波传感器接收反射波
403:基于时间延迟曲线对齐由以上超声波传感器接收的反射波
404:对对齐的信号求和
405:如果求和的信号强度超过阈值则确定障碍物存在
406:基于确定结果生成障碍物地图
501:多个超声波传感器中的一个超声波传感器以预设定的时间差发射超声波
502:超声波传感器接收反射波
503:基于时间延迟曲线对齐由以上超声波传感器接收的反射波
504:对对齐的信号求和
505:如果求和的信号强度超过阈值则确定障碍物存在
506:基于确定结果生成障碍物地图
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图1是根据本发明实施例使用超声波传感器的障碍物地图生成设备实施例的配置图。
如在图1中所示,根据本发明实施例的障碍物地图生成设备包括传感器控制器10、超声波传感器单元20、信号对准器30、信号求和器40、障碍物确定器50和障碍物地图生成器60。
参考各元件,首先,传感器控制器10选择多个超声波传感器的一个并且使它发射超声波,或控制至少一个超声波传感器以预设定的时间差发射超声波。此时,在所有的超声波传感器中执行反射波的接收。在下文中,将参考图2对传感器控制器10控制每个超声波传感器的两种方式分别进行解释。
作为第一实施例,传感器控制器10选择多个超声波传感器中的紧邻检测区域的超声波传感器,并且控制它发射超声波。发射的超声波的反射波被接收到所有的超声波传感器。
如在图2中所示,作为示例,根据本发明实施例的障碍物地图生成设备包括第一超声波传感器21、第二超声波传感器22、第三超声波传感器23和第四超声波传感器24。在此假设存在九个障碍物检测区域。此外,根据设计者的意图,超声波传感器的数量和障碍物检测区域的数量可变化,并且本发明不受任何影响。
作为示例,当对障碍物检测区域210检测障碍物是否存在时,传感器控制器10控制最接近障碍物检测区域210的第二超声波传感器22发射超声波。此时,传感器控制器10控制第一超声波传感器21、第二超声波传感器22、第三超声波传感器23和第四超声波传感器24的全部接收反射波。
作为另一个示例,当对障碍物检测区域220检测障碍物是否存在时,传感器控制器10控制最接近障碍物检测区域220的第二超声波传感器22发射超声波。此时,传感器控制器10控制第一超声波传感器21、第二超声波传感器22、第三超声波传感器23和第四超声波传感器24的全部接收反射波。
作为另一个示例,当对障碍物检测区域230检测障碍物是否存在时,传感器控制器10控制最接近障碍物检测区域230的第三超声波传感器23发射超声波。此时,传感器控制器10控制第一超声波传感器21、第二超声波传感器22、第三超声波传感器23和第四超声波传感器24的全部接收反射波。
作为第二实施例,传感器控制器10存储时间差信息。时间差信息可指示对于每个障碍物检测区域,由第一超声波传感器21、第二超声波传感器22、第三超声波传感器23和第四超声波传感器24发射的超声波何者到达特定障碍物检测区域的时间相同。此时,时间差信息对于每个障碍物检测区域不同。
因此,传感器控制器10可控制每个超声波传感器以使得从每个超声波传感器发射的超声波同时到达特定障碍物检测区域。
作为示例,当对障碍物检测区域210检测障碍物是否存在时,传感器控制器10基于时间差信息相继控制每个超声波传感器。以这种方式,从每个超声波传感器发射的超声波同时到达障碍物检测区域210,并且然后第一超声波传感器21、第二超声波传感器22、第三超声波传感器23和第四超声波传感器24接收反射波。该过程同样适用于所有的障碍物检测区域。
接下来,超声波传感器单元20包括至少一个超声波传感器,并且每个超声波传感器在传感器控制器10的控制下操作。然后,信号对准器30基于时间延迟曲线对齐由每个超声波传感器接收的反射波。
在下文中,将参考图2和图3详细描述对信号对准器30的操作。
图2示出取决于每个障碍物检测区域与每个超声波传感器之间距离的时间延迟曲线的示例。与障碍物检测区域210对应的时间延迟曲线是“310”,与障碍物检测区域220对应的时间延迟曲线是“320”,并且与障碍物检测区域230对应的时间延迟曲线是“330”。
图3示出根据本发明实施例基于与障碍物检测区域210对应的时间延迟曲线310,对齐由第一超声波传感器21、第二超声波传感器22、第三超声波传感器23和第四超声波传感器24接收的反射波的示例。
接下来,信号求和器40对由信号对准器30对齐的信号求和。然后,障碍物确定器50在由信号求和器40求和的信号强度超过阈值时确定障碍物存在。
接下来,障碍物地图生成器60基于障碍物确定器50的确定结果生成障碍物地图340。此时,障碍物地图340中的障碍物检测区域210的阴影标记意指障碍物存在。
以这种方式,对于所有的障碍物检测区域执行前述过程,并且完成障碍物地图340。
生成的障碍物地图340可有效地在各种车载控制器(PAS、SPAS、AVM等)中使用。
图4是根据本发明实施例使用超声波传感器的障碍物地图生成方法的实施例的流程图。
首先,传感器控制器10控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器发射超声波(401)。然后,以上超声波传感器接收反射波(402)。信号对准器30然后基于时间延迟曲线对齐由以上超声波传感器接收的反射波(403)。信号求和器40然后对由信号对准器30对齐的信号求和(404)。障碍物确定器50然后在由信号求和器40求和的信号强度超过阈值时确定障碍物存在(405)。障碍物地图生成器60然后基于障碍物确定器50的确定结果生成障碍物地图(406)。
图5是根据本发明实施例使用超声波传感器的障碍物地图生成方法的另一个实施例的流程图。
首先,传感器控制器10控制多个超声波传感器以预设定的时间差发射超声波(501)。然后,以上超声波传感器接收反射波(502)。然后,信号对准器30基于时间延迟曲线对齐由以上超声波传感器接收的反射波(503)。
信号求和器40然后对由信号对准器30对齐的信号求和(504)。然后,障碍物确定器50在由信号求和器40求和的信号强度超过阈值时确定障碍物存在(505)。障碍物地图生成器60然后基于障碍物确定器50的确定结果生成障碍物地图(506)。
Claims (18)
1.一种使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,其特征在于,包括:
传感器控制器,其配置成控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器发射超声波,并且控制所述多个超声波传感器接收反射波;
信号对准器,其配置成对齐由所述多个超声波传感器接收的反射波;
信号求和器,其配置成对由所述信号对准器对齐的信号求和;
障碍物确定器,其配置成在由所述信号求和器求和的信号强度超过阈值时确定障碍物存在;以及
障碍物地图生成器,其配置成基于所述障碍物确定器的确定结果来生成障碍物地图。
2.根据权利要求1所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,其特征在于,所述传感器控制器控制所述多个超声波传感器中的最接近障碍物检测区域的超声波传感器发射超声波。
3.根据权利要求2所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,其特征在于,所述信号对准器包括与每个障碍物检测区域对应的时间延迟曲线。
4.根据权利要求3所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,其特征在于,所述障碍物地图生成器生成障碍物地图,该障碍物地图为每个障碍物检测区域显示障碍物存在与否。
5.一种使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,其特征在于,包括:
传感器控制器,其配置成控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器以预设定的时间差发射超声波,并且控制所述多个超声波传感器接收反射波;
信号对准器,其配置成对齐由所述多个超声波传感器接收的反射波;
信号求和器,其配置成对由所述信号对准器对齐的信号求和;
障碍物确定器,其配置成在由所述信号求和器求和的信号强度超过阈值时确定障碍物存在;以及
障碍物地图生成器,其配置成基于所述障碍物确定器的确定结果来生成障碍物地图。
6.根据权利要求5所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,其特征在于,所述时间差导致由所述多个超声波传感器发射的每个超声波到达特定障碍物检测区域的时间相同。
7.根据权利要求6所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,其特征在于,所述时间差对于每个障碍物检测区域不同。
8.根据权利要求5所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,其特征在于,所述信号对准器包括与每个障碍物检测区域对应的时间延迟曲线。
9.根据权利要求5所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成设备,其特征在于,所述障碍物地图生成器生成障碍物地图,该障碍物地图为每个障碍物检测区域显示障碍物存在与否。
10.一种使用超声波传感器的障碍物地图生成方法,其特征在于,包括如下步骤:
通过传感器控制器控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器发射超声波;
通过所述多个超声波传感器接收反射波;
通过信号对准器基于时间延迟曲线对齐由所述多个超声波传感器接收的反射波;
通过信号求和器对对齐的信号求和;
如果求和的信号强度超过阈值,则通过障碍物确定器确定障碍物存在;以及
通过障碍物地图生成器基于确定结果生成障碍物地图。
11.根据权利要求10所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成方法,其特征在于,所述传感器控制步骤控制所述多个超声波传感器中的最接近障碍物检测区域的超声波传感器发射超声波。
12.根据权利要求11所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成方法,其特征在于,所述信号对齐步骤基于与每个障碍物检测区域对应的时间延迟曲线来对齐反射波。
13.根据权利要求12所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成方法,其特征在于,所述障碍物地图生成步骤生成障碍物地图,该障碍物地图为每个障碍物检测区域显示障碍物存在与否。
14.一种使用超声波传感器的障碍物地图生成方法,其特征在于,包括如下步骤:
通过传感器控制器控制多个超声波传感器中的一个超声波传感器以预设定的时间差发射超声波;
通过所述多个超声波传感器接收反射波;
通过信号对准器基于时间延迟曲线对齐由所述多个超声波传感器接收的反射波;
通过信号求和器对对齐的信号求和;
如果由所述信号求和器求和的信号强度超过阈值,则通过障碍物确定器确定障碍物存在;以及
通过障碍物地图生成器基于确定结果生成障碍物地图。
15.根据权利要求14所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成方法,其特征在于,所述时间差导致由所述多个超声波传感器发射的每个超声波到达特定障碍物检测区域的时间相同。
16.根据权利要求15所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成方法,其特征在于,所述时间差对于每个障碍物检测区域不同。
17.根据权利要求14所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成方法,其特征在于,所述信号对齐步骤基于与每个障碍物检测区域对应的时间延迟曲线来对齐反射波。
18.根据权利要求17所述的使用超声波传感器的障碍物地图生成方法,其特征在于,所述障碍物地图生成步骤生成障碍物地图,该障碍物地图为每个障碍物检测区域显示障碍物存在与否。
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