CN105378504A - 用于驾驶辅助系统的组件和用于运行驾驶辅助系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于驾驶辅助系统(1)的组件(2)，其中，至少一个超声阵列传感器(4)和至少一个另外的超声传感器(6)集成到所述组件(2)中。此外，说明了一种具有这样的组件(2)的驾驶辅助系统(1)以及一种用于运行这样的驾驶辅助系统(1)的方法。

Description

用于驾驶辅助系统的组件和用于运行驾驶辅助系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于驾驶辅助系统的组件。此外，说明一种驾驶辅助系统和一种用于运行驾驶辅助系统的方法。

背景技术

用于检测车辆周围环境的超声系统包括多个超声传感器，所述多个超声传感器分别设置用于检测车辆的部分周围环境。例如，前部区域中的传感器可以设置用于检测前侧的车辆周围环境和/或侧区域中的传感器可以设置用于检测车辆的侧区域和/或尾部区域中的传感器可以设置用于检测车辆的后方周围环境。典型的系统设计包括12个超声传感器，它们具有至中央控制设备的星形布线。现今的超声阵列系统包括例如四个超声阵列传感器和4至8个超声传感器，其同样具有至中央控制设备的星形布线。

由DE102011006068A1已知一种用于驾驶辅助系统的组件，其中超声传感器和图像传感器相互集成。在此，所述传感器分别单独地连接到ECU上，所述ECU处理传感器的数据，如有必要在预处理之后。

DE102005040997A1示出一种设备，其具有多个沿着平行线布置的传感器、第一和第二数量的开关、数据生成器电路、地址生成器电路和多个控制逻辑电路。在此，用于每一行的数据与地址生成器可以布置在芯片上的阵列之外或者非芯片集成地布置在自由可编程的门阵列、数字的应用特定的集成电路或者中央单元中。

发明内容

在根据本发明的用于驾驶辅助系统的组件中，至少一个超声阵列传感器和至少一个另外的超声传感器集成到所述组件中。

根据本发明提出，将经组合的传感机构集成在一组件中，以便利用由此产生的合成效应。具有一个或多个超声阵列传感器和一个或多个超声传感器的共同的组件简化了车辆制造商处的生产过程，因为相对于以下系统减少了布线耗费：在所述系统中超声阵列传感器和另外的超声传感器非集成地存在。

在此，组件具有通信接口。所述通信接口可以是至总线系统、例如CAN总线或Flex-Ray总线的接口，或者是在使用点到点协议的情况下的接口。有利地，所述组件借助通信接口设置用于与上一级控制单元、例如与上一级驾驶辅助系统(ADAS，AdvancedDriverAssistanceSystem：高级驾驶员辅助系统)或者与并存的组件通信。

根据本发明的一种实施方式，通过通信接口提供在车辆的上一级驾驶辅助控制单元中或者在车身计算机(BCM，bodycontrolmodule：车身控制模块)中的集成。所述集成可以借助简单的接口实现，从而有利地不必须将硬件元件集成在驾驶辅助控制单元或者车身计算机中。根据本发明的一种优选的实施方式，放弃用于所述组件的单独的组件控制单元，由此显著减少布线耗费。

根据一种替代的实施方式，所述组件包括自身的、单独的组件控制单元(ECU，电子控制单元)，所述组件控制单元设置用于处理至少一个超声阵列传感器和至少一个另外的超声传感器的信号。这例如当不能实现集成到上一级驾驶辅助系统的控制单元中时才可以设置。

设置用于控制组件的控制单元例如具有调制单元、用于信号的编码或解码的单元或者具有触发器装置，以便在时间上控制信号。此外，为了处理到达的信号可以设置，所述控制单元具有滤波装置，所述滤波装置例如可以包括前置放大器、模拟数字转换器、解调装置和/或噪声抑制单元。

根据一种优选的实施方式，设置用于控制所述组件的控制单元根据所述至少一个超声阵列传感器和所述至少一个另外的超声传感器的信号实施对象识别，尤其以便求取关于所述组件的检测区域中的对象的位置和速度的信息。所述控制单元尤其可以设置用于执行分配给超声阵列传感器的算法，以便例如给超声阵列传感器的各个超声传感器施加射束波形或者分析处理射束波形并且确定各个超声传感器的信号的彼此的相关性。此外优选地，至少一个另外的超声传感器的数据被进一步处理并且尤其为了所探测的对象的间距确定进行分析处理。

此外，根据本发明的一种优选的实施方式，通过由超声阵列传感器和超声传感器共同使用的电子元件的集成也减少电子硬件。与车辆网络的连接和与车载电网的连接尤其可以由超声阵列传感器和另外的超声传感器共同使用，但也可以如此设计对象识别的和数据处理的元件，使得所述元件共同分配给超声阵列传感器和另外的超声传感器、尤其共同处理它们的数据和测量值。

所述组件优选具有超声阵列传感器并且优选具有2至4个单个的超声传感器。所述组件例如安装在车辆左半部分上在前保险杠上，而第二组件安装在车辆右半部分上在前保险杠上。在尾部区域中，同样可以在后保险杠上的左边和右边设置两个所述组件，或者对此替代地，具有中央超声阵列传感器的一个唯一的组件在保险杠的中间而四个单个的超声传感器分布在保险杠上。所述组件中的每一个优选自给自足地起作用，即仅仅需要供给电压和至处理信息的控制单元、通常驾驶辅助控制单元或者车身计算机的通信线路、优选总线。

在本发明的范畴内，只要不提及其相应的区别，超声阵列传感器和超声传感器也共同地称作传感器。超声传感器例如可以涉及超声发射器、超声接收器或者组合的发射器/接收器(“换能器(Transducer)”)，其例如基于压电地工作。超声阵列传感器包括多个超声传感器，所述多个超声传感器在确定的基面上优选以有规律的彼此间距布置。例如，所述传感器可以在圆形的或矩形的或方形的区域中或者栅格状地布置或者沿着所述区域的边界布置、尤其环形地、圆形地或矩形地布置。超声阵列传感器中的超声传感器的数量优选位于2和50之间。适合的超声阵列传感器能够根据超声传感器在基面上的固定的几何布置实现超声阵列传感器的检测区域中的对象的间距确定。此外，适合的超声阵列传感器也能够实现所述对象的方向确定，例如借助方位角和偏振角。

所述组件的至少一个超声阵列传感器和所述至少一个另外的超声传感器的检测区域可以重叠。对于至少一个超声阵列传感器和所述至少一个另外的超声传感器的定向基本上以相同的方向设置的情形，例如可以如此存在重叠，使得第一传感器的检测区域完全位于第二传感器的检测区域中。在这种情形中，通过一个传感器获得的附加信息可以用于确认通过另一传感器求取的信息。也可以设置，两个传感器具有一个共同的大的检测区域，例如在50％和90％之间。这例如可以通过以下实现：所述传感器略微彼此间隔开地布置或者所述传感器彼此倾斜地定向，但基本上布置在相同的位置处。在这些情形中，通过一个传感器获得的信息可以补充通过另一传感器求取的信息。

然而优选地设置，所述组件的至少一个超声阵列传感器和所述至少一个另外的超声传感器的检测区域不重叠或者不显著地重叠。这包括以下情形：在所述情形中存在小于50％、优选小于10％的重叠，并且尤其包括以下情形：在所述情形中不存在重叠。在所述情形中，通过一个传感器获得的信息同样可以补充通过另一传感器求取的信息。

根据另一实施方式，所述组件具有电压预处理单元(Spannungsaufbereitungseinheit)，所述电压预处理单元设置用于以运行电压供给所述至少一个超声阵列传感器和所述至少一个另外的超声传感器。电压预处理单元提供电池电压的预调整，这尤其可以包括电压峰的去除、电池电压的缓冲和滤波。

所述组件优选还具有用于多个组件的时间同步的数字接口。所述数字接口例如可以通过上述通信接口实现。由此可以提供相邻组件的超声信号的分析处理的可能性。为了对于所述信号的渡越时间求取已知所发射的超声信号的起始时刻，可以通过数字接口例如设置触发器，使得相邻组件同时地或者以一限定的时间错位地进行发射并且分配信号。

根据本发明的另一方面，提出一种驾驶辅助系统，所述驾驶辅助系统包括先前所描述的组件中的至少一个、优选三个或四个。在此，多个组件的布线例如可以总线形地或者星形地实现。

根据一种实施方式，所述驾驶辅助系统具有控制单元，所述控制单元设置用于控制所述组件。除设置用于实施进一步的信号处理、尤其对象识别的单独的组件控制单元以外，在所述实施方式中驾驶辅助系统包括中央元件，所述中央元件根据所述组件的原始数据或者所述组件的经处理的数据实施对象识别。

除集成到所述组件中的电压预处理单元以外，驾驶辅助系统可以具有中央电压预处理装置，所述中央电压预处理装置给全部的超声阵列传感器和超声传感器提供运行电压的预调整。

根据本发明的组件尤其可以用于所述驾驶辅助系统，所述驾驶辅助系统涉及车辆周围环境的检测。所述驾驶辅助系统例如是间距调节速度控制器(AdaptiveCruiseControl，ACC：自适应巡航控制)、碰撞避免辅助装置(例如BackOverAvoidanceSystems：倒车碰撞避免系统)或者死角探测系统(BlindSpotDetectionSystems，BSD：盲点探测系统)。

在此，根据本发明的组件用作周围环境传感器，所述周围环境传感器为了泊车辅助和/或碰撞避免的目的例如设置在车辆的前保险杠或后保险杠中。在此，超声信号通常通过介质(例如空气或水)从发射器传送至接收器或者从发射器传送到周围环境中，或者检测由位于周围环境中的对象反射的超声信号，并且求取超声信号的渡越时间和/或渡越时间差和/或其他参量、例如振幅和相位并且用于车辆周围环境中的对象的探测、间距确定以及必要时方向确定。

根据另一方面，说明一种用于运行所述驾驶辅助系统的方法，所述驾驶辅助系统具有组件，所述组件具有至少一个超声阵列传感器、至少一个另外的超声传感器和组件控制单元，其中所述组件控制单元检测、处理所述至少一个超声阵列传感器和所述至少一个另外的超声传感器的信号并且为了驾驶辅助的目的将所述信号提供给上一级控制单元。优选地，组件控制单元在此实施对象识别。

附图说明

在附图中示出并且在随后的描述中详细阐述本发明的实施例。附图示出：

图1：根据本发明的驾驶辅助系统的示意图；

图2：在其中安装有根据本发明的组件的车辆区段的示意图。

具体实施方式

图1以示意图示出驾驶辅助系统1，所述驾驶辅助系统包括根据本发明的组件2。在此，一个超声阵列传感器4和两个另外的超声传感器6示例性地集成在组件2中。超声阵列传感器4和另外的超声传感器6例如安装在车辆的保险杠中并且设置用于检测车辆周围环境。

在所示出的实施方式中，组件2包括组件控制单元8，所述组件控制单元具有信号处理装置10。虽然在图1中对于分配给组件2的每一个超声阵列传感器4和每一个超声传感器6示出一个信号处理装置10，但根据本发明的其他实施方式可以设置，设置一个共同的信号处理装置来进一步处理多个超声阵列传感器4和/或超声传感器6的信号。根据本发明的一种优选的实施方式还可以设置，组件控制单元8通过分配给上一级驾驶辅助系统的控制单元替代。

所接收的回波信号通常具有有用信号份额和干扰信号份额并且尤其也经过信号处理装置10，以便过滤出回波信号的有用信号份额。为此，在信号处理装置10中预处理、例如放大、数字化、采样以及通过低通、高通或带通滤波器来滤波所接收的信号。此外，干扰信号可以经受信号变换、例如希尔伯特变换。信号处理装置10还可以包括以下装置：在所述装置中进一步处理所接收的信号的所谓的同相分量并且在所述装置中进一步处理所述信号的所谓的正交分量。信号处理装置10还可以包括调制装置，通过所述调制装置以其他信号、例如正弦信号、方波信号或者锯齿波信号来调制回波信号。信号处理装置10还可以具有所谓的匹配滤波器(MF，matchedfilter：匹配滤波器)并且具有其他用于信号编码或者解码的装置。此外，信号处理装置10可以具有信号评估单元，所述信号评估单元例如提供用于信号的强度的阈值，在所述阈值之上信号被识别为有效。分配给超声阵列传感器4的信号处理装置10还可以实施通常的算法，所述算法适于分析处理超声阵列传感器4的信号、例如所谓的波束成形算法或者相关性确定算法。

将由信号处理装置10处理的信号提供给对象识别装置12。在对象识别装置12中，根据所处理的信号求取关于传感器的检测区域中的对象的信息，所谓的对象信息。对象信息例如包括所求取的对象与组件2的间距，对象的方向、例如以方位和极坐标和θ的形式，以及优选还包括关于所求取的信号的强度的信息。

对象识别装置12还根据另外的超声传感器6的信号求取关于对象的附加信息。如果对象信息通过附加的传感器确认，则对象信息的品质上升。在优选的实施方式中，所述另外的传感器尤其用于扩展检测区域。

在所述实施方式中，由对象识别装置12求取的对象信息通过总线系统16上的总线接口14提供给另一控制单元18。所示出的另一控制单元18例如可以是上一级控制单元，例如ADAS(AdvancedDriverAssistanceSystem：高级驾驶员辅助系统)或者也可以是并存的同样具有到总线系统16的通道(Zugang)的控制单元。除具有总线接口14的总线系统16以外，也可以设置具有相应的接口的点到点线路。

组件2包括电压预处理单元20。电压预处理单元20设置用于预调整由电压源24、例如车辆电池提供的用于超声阵列传感器4和超声传感器6的电压。为此，电压预处理单元20包括例如缓冲装置、例如电容器，以便拦截短时的电压衰落，所述电压衰落例如通过接通功率用电器产生，例如在启动/停止自动控制的情况下启动发电机。此外，电压预处理单元20可以包括滤波装置或者电压转换器，以便给所使用的超声阵列传感器提供所需的运行电压。电压预处理单元20通过印制导线22接通超声阵列传感器4和超声传感器6，其中在超声传感器6的情形中使用线缆，因为所述超声传感器6没有布置在超声阵列传感器4的壳体中。

如果多个组件分别设置有超声阵列传感器4，则存在以下可能性：在每个组件中存在一个电压预处理单元20。这是特别有利的，因为因此仅仅数据必须传送到上一级单元、例如上一级驾驶辅助系统并且集成耗费是非常小的。对此替代地，电压预处理单元20可以安置在上一级驾驶辅助系统中。为此，需要电压预处理单元20集成在上一级驾驶辅助系统的控制单元中，伴随着的是更高的开发耗费。

图2示出车辆区段26的一示意性部分，在其外侧28上超声阵列传感器4和超声传感器6以一间距36彼此相邻地布置。超声阵列传感器4和超声传感器6是参照图1所描述的组件2的一部分。超声阵列传感器4具有检测区域30，所述检测区域的特征在于相对于超声阵列传感器4的定向38所成的角α。超声传感器6具有检测区域32，所述检测区域的特征在于相对于超声阵列传感器6的定向40所成的角β。

在所示出的实施例中，超声阵列传感器4和超声传感器6以如此彼此布置，使得它们的定向38、40彼此成角γ。超声阵列传感器4相对于超声传感器6的所述定向引起检测区域30、32不重叠。通过一个传感器的对象信息的分析处理可以补充通过另一传感器求取的对象信息。

当超声阵列传感器4和超声传感器6彼此平行地但彼此间隔开地布置时，存在另一情况。如果足够大地选择传感器之间的间距36，则得出超声传感器6的检测区域32，所述检测区域与超声阵列传感器4的检测区域30不重叠或者不显著地重叠。在这种情形中，通过一个传感器的对象信息的分析处理也可以补充通过另一传感器求取的对象信息。

对此替代地也可以设置，一个传感器的检测区域基本上完全落入到所述另一传感器的检测区域中。在这种情形中，通过一个传感器的对象信息的分析处理可以验证通过所述另一传感器求取的对象信息。

本发明不限于在此描述的实施例和在其中突出的方面。相反地，在通过权利要求预给定的范围内能够实现处于本领域技术人员的能力范围内的多种修改。

Claims (10)

1.一种用于驾驶辅助系统(1)的组件(2)，其中，在所述组件(2)中集成至少一个超声阵列传感器(4)和至少一个另外的超声传感器(6)。

2.根据权利要求1所述的组件(2)，其特征在于，所述组件(2)具有通信接口(14)。

3.根据以上权利要求中任一项所述的组件(2)，其特征在于，所述组件(2)具有组件控制单元(8)，所述组件控制单元设置用于处理所述至少一个超声阵列传感器(4)和所述至少一个另外的超声传感器(6)的信号。

4.根据权利要求3所述的组件(2)，其特征在于，所述组件控制单元(8)设置用于根据所述至少一个超声阵列传感器(4)和所述至少一个另外的超声传感器(6)的信号实施对象识别。

5.根据以上权利要求中任一项所述的组件(2)，其特征在于，所述至少一个超声阵列传感器(4)和所述至少一个另外的超声传感器(6)的检测区域(30，32)不重叠。

6.根据以上权利要求中任一项所述的组件(2)，其特征在于，所述组件(2)具有电压预处理单元(20)，所述电压预处理单元设置用于以运行电压供给所述至少一个超声阵列传感器(4)和所述至少一个另外的超声传感器(6)。

7.一种用于车辆的驾驶辅助系统(1)，所述驾驶辅助系统具有根据权利要求1或2中任一项所述的组件(2)，其中，所述驾驶辅助系统(1)具有控制单元，所述控制单元设置用于控制所述组件(2)。

8.一种用于车辆的具有根据权利要求3至5中任一项所述的组件(2)的驾驶辅助系统(1)或者根据权利要求7所述的驾驶辅助系统(1)，其中，所述驾驶辅助系统(1)具有中央电压预处理单元，所述中央电压预处理单元设置用于以运行电压供给所述超声阵列传感器(4)和超声传感器(6)。

9.一种用于运行驾驶辅助系统(1)的方法，所述驾驶辅助系统具有组件(2)，所述组件具有至少一个超声阵列传感器(4)、至少一个另外的超声传感器(6)并且具有组件控制单元(8)，其中，所述组件控制单元(8)检测、处理所述至少一个超声阵列传感器(4)和所述至少一个另外的超声传感器(6)的信号并且为了驾驶辅助的目的将所述信号提供给另一控制单元(18)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述组件控制单元(8)根据所述至少一个超声阵列传感器(4)和所述至少一个另外的超声传感器(6)的信号实施对象识别。