CN107298096B - 驾驶协助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及如下的驾驶协助装置：向使用者输出车辆的位置及以车辆的位置为基准而探测的目标空间的位置，从而使驾驶员能够识别车辆的路径。根据本发明的实施例，提供一种驾驶协助装置，其包括：空间探测部，其以车辆为基准而探测车辆周边的目标空间；空间信息获得部，其获得所述车辆的位置及所述目标空间的位置；及输出部，其向使用者输出所述车辆的位置及所述目标空间的位置，当启动自动转向功能时，所述输出部以一定周期、优选为实时地更新所述车辆的当前位置而进行输出，直到所述车辆的位置与所述目标空间的位置一致为止。

Description

驾驶协助装置
技术领域
本发明涉及驾驶协助装置，更具体地，涉及如下的驾驶协助装置：向使用者输出车辆的位置及以车辆的位置为基准而探测的目标空间的位置，从而使驾驶员能够识别车辆的路径。
背景技术
最近，随着车辆成为现代人的必需品，急速上市新的车辆而得到运行，由此引发交通堵塞、停车问题等各种社会问题。
特别是，停车问题尤为严重，在有限的地域、城市、国家，车辆越增多，能够停车的停车空间越被减少，为了解决这样的停车空间不足的问题，规划成供一台车辆停放的停车区域逐渐变得狭窄。
另外，在没有停车规划的停车空间中，在多台车辆一起停放的情况下，车辆之间的间隔只能变窄，在该情况下，驾驶员难以用肉眼确认周边障碍物而直接驾驶车辆来停放到狭窄的停车空间或从狭窄的停车空间将车辆驶出(出车)。
如图1及图2所示，以往的出车协助系统由如下步骤构成：选择出车模式的第一步骤、探测出车空间的第二步骤、自动地换挡的第三步骤、向所探测的出车空间控制本车辆的动作的第4至第5步骤、作为出车结束步骤的第六步骤。
但是，在以往的出车协助系统的情况下，无法获知实际出车完成位置，因此驾驶员需要留意在出车方向的后方靠近的障碍物等而进行操作，因此通过这样的方法，尽管进行全自动行驶，但驾驶员无法获知全自动出车控制到何时，因此存在由全自动出车导致的不便。
在图1及图2中对出车模式进行说明，协助自动停车的以往的停车协助装置由如下步骤构成：选择停车模式的第一步骤、探测停车空间的第二步骤、自动地换挡的第三步骤、向所探测的停车空间控制本车辆的动作的第四至第五步骤、作为停车完成步骤的第六步骤。
在以往的停车协助装置的情况下，也同样地无法获知停车完成位置，因此需要留意在停车方向上靠近的障碍物等而进行操作，因此通过这样的方法，尽管进行全自动行驶，但驾驶员无法获知全自动停车控制到何时，因此存在由全自动停车导致的不便。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国公开专利公报第2013-0052856号(2013.05.23)“出车协助系统及出车协助方法”
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供这样的驾驶协助装置：向使用者输出车辆的位置及以车辆的位置为基准而探测的目标空间的位置，当车辆的位置位于以目标空间的位置为基准而预先设定的基准范围内时，告知停车或出车完成，从而使驾驶员能够识别车辆的实时路径及停车或出车完成。
解决课题的手段
为了达到上述目的，根据本发明的实施例提供一种驾驶协助装置，该驾驶协助装置包括：空间探测部，其以车辆为基准而探测车辆周边的目标空间；空间信息获得部，其获得所述车辆的位置及所述目标空间的位置；及输出部，其向使用者输出所述车辆的位置及所述目标空间的位置，当启动自动转向功能时，所述输出部以一定周期、优选为实时地更新所述车辆的当前位置而进行输出，直到所述车辆的位置与所述目标空间的位置一致为止。
发明效果
根据本发明的实施例，向使用者输出车辆的位置及以车辆的位置为基准而探测的目标空间的位置，当车辆的位置位于以目标空间的位置为基准而预先设定的基准范围内时，告知停车或出车完成，从而使驾驶员能够识别车辆的实时路径及停车或出车完成。
另外，根据本发明的实施例，在向目标空间移动的车辆与车辆周边的障碍物之间的距离在预先设定的基准距离以内的情况下，追加地输出警报，由此，在停车或出车时，能够防止与障碍物的冲撞。
另外，根据本发明的实施例，还具有如下效果：尽管车辆的位置不在以目标空间的位置为基准而预先设定的基准范围内，但如果与车辆周边的障碍物之间的距离在基准距离以内，则将车辆的当前位置变更为目标空间的位置，从而缩短完成停车或出车所需的时间。
并且，根据本发明的实施例，还具有如下效果：当车辆的位置与目标空间的位置一致时，变更用于表示目标空间的位置的指示符的颜色，从而提高驾驶员的目视识别性，并使驾驶员容易识别状况。
附图说明
图1及图2是用于说明利用以往的出车协助系统的出车协助步骤的图。
图3是用于说明本发明的一实施例的驾驶协助装置的图。
图4是用于说明本发明的另一实施例的利用了驾驶协助装置的驾驶协助方法的动作流程图。
图5是用于说明平行左侧出车控制时的驾驶协助方法的画面例示图。
图6是用于说明平行右侧停车控制时的驾驶协助方法的画面例示图。
图7是用于说明与车辆模型相关的数学式的图。
图8是为了说明停车轨迹而示出直线及曲线的路径的图。
图9是用于说明车辆的外观形状所造成的冲撞的图。
附图标记说明
10：前方感应部；20：后方感应部；30：开关；40：电子控制单元；50：HMI；
60：制动控制装置；70：转向控制装置；75：扬声器；80：发动机控制装置；90：AHB；95：AVM。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。
图3是用于说明本发明的一实施例的驾驶协助装置的图。
参照图3，本发明的驾驶协助装置是协助车辆的停车或出车的装置。这样的驾驶协助装置包括：障碍物感应部，其设于车辆的前方及后方；SPAS电子控制单元40(以下，称为“电子控制单元”)，其与障碍物感应部连接；开关30，其用于选择自动停车或自动出车；扬声器75，其用于输出警报音或告警信息；制动控制装置60，其根据电子控制单元40的控制而对车辆的动作进行控制，以执行向所探测的可停车空间或可出车空间(统称为目标空间)的自动停车或从停车空间自动出车；转向控制装置70；及发动机控制装置80。
障碍物感应部包括设于车辆的前方的前方感应部10和设于车辆的后方的后方感应部20。
进而，驾驶协助装置还包括车辆再生制动装置即主动式液压助力器(AHB，ActiveHydraulic Booster)90和以车辆为基准而探测车辆周边的目标空间的空间探测部即全景式监控系统(AVM，Around View Monitoring)95。AVM 95通过设于车辆的前后方及侧面的共4个照相机来掌握位于车辆的四面的障碍物，从而起到帮助驾驶员的停车或出车的功能。特别地，电子控制单元40还可将通过AVM 95而接收的周边的影像信息显示在显示部上。
另外，本发明的驾驶协助装置还包括HMI 50，该HMI 50将根据电子控制单元40的控制而停车的停车状态、出车的出车状态或车辆的状态信息显示在显示部(未图示)上。
前方感应部10及后方感应部20作为超声波传感器，由超声波传感器来接收被位于车辆的周边的障碍物反射而返回的超声波信号，由此测量到障碍物为止的距离。由电子控制单元40接收这样通过前方感应部10及后方感应部20而感应到的感应信号。在此，说明了对前方感应部10及后方感应部20使用超声波传感器的情况，但也可以使用雷达。
前方感应部10分别设于前方的中央及角落，并可设有多个。后方感应部20也同样分别设于后方的中央及角落，并可设有多个。
电子控制单元40在停车或出车控制时计算出车辆的位置及以车辆的位置为基准而探测的可停车空间或可出车空间相关的坐标，来获得停车完成位置或出车完成位置(统称为，目标空间的位置)，并将此显示在显示部上。此时，当启动自动转向功能时，电子控制单元40以一定周期、优选为实时地更新而显示上述车辆的当前位置，直到上述车辆的位置与上述目标空间的位置一致为止。
另外，电子控制单元40将车辆的当前位置及目标空间的位置重叠于在显示器画面上显示的俯视(top view)影像而输出，当车辆的位置位于以目标空间的位置为基准而预先设定的基准范围内时，输出移动完成告警，当车辆的位置与上述目标空间的位置一致时，变更用于表示上述目标空间的位置的指示符的颜色而输出到上述显示器画面上。由此，驾驶员能够获知全自动停车或出车到何时为止，从而能够解决由全自动停车或出车导致的以往的不便。
在此，停车完成位置是，在与所探测的可停车空间的大小相应的坐标值内分别指定上述车辆的四个角落点，并将所指定的四个角落点连成线而设定的，出车完成位置是，在与所探测的可出车空间的大小相应的坐标值内分别指定车辆的四个角落点，并将所指定的四个角落点连成线而设定的。特别是，关于出车完成位置，将车辆移动一定距离的地点探测为可出车空间或将从停车空间驶出而与周边的障碍物处于预先设定的基准距离内的地点探测为可出车空间。在本实施例中，将停车完成位置或出车完成位置表示为矩形框，但本发明不限于该形状。
另外，停车完成位置是，在与所探测的可停车空间的大小相关的坐标值内被决定的，但是，出车完成位置是，将从停车空间驶出而与位于车辆的周边的障碍物之间的距离超出预先设定的基准距离(例如30cm)的地点探测为可出车空间，并在与该所探测的可出车空间的大小相应的坐标值内被决定的。
另外，电子控制单元40计算要向停车完成位置或出车完成位置移动的车辆的当前位置(车辆的坐标信息)而更新到显示部上。
即，电子控制单元40在协助自动停车或自动出车时，输入要向停车完成位置或出车完成位置移动的车辆的传感器信号(例如，车轮脉冲(wheel pulse)及转向角)，通过车辆模型而计算车辆的坐标信息。
更具体而言，电子控制单元40在内部具备与基于转向角信号的车辆的轮速相关的映射(map)，根据车轮脉冲信号而计算车辆的前进/后退行驶距离信息，并输入该信息，通过基于‘自行车模型(Bicycle Model)’的车辆模型而计算车辆的坐标信息(车辆的x，y，theta)。此时，车辆的坐标信息中的x值是利用车轮脉冲信号而计算的，车辆的坐标信息中的y值和theta值是利用车轮脉冲及转向角信号而计算的。
关于车辆的模型进一步进行说明，作为基本上基于‘阿克曼几何(AckermanGeometry)’的‘运动模型(Kinematic Model)’，利用‘自行车模型(Bicycle Model)’而估计车辆的位置信息(x，y，θ)。为了应用这样的‘阿克曼几何模型(Ackerman geometrymodel)’，输入不是驾驶员的转向车轮角度的反映车辆的变速比(gear ratio)的行走轮角度(Road Wheel Angle)即车轮的旋转角、车速或轮速及非驱动轮车轮移动距离信号，计算车辆的当前位置(x，y，θ)而进行输出。需要通过车辆的变位和角度变化而控制车辆的当前位置(x，y，θ)，因此通过非完整系统(Non-holonomic system)条件而获得的关于模型的数学式如图7所示。
为了该模型数学式，进行了两种假设。在停车系统的情况下，因为在低速条件(10kph以下)下进行动作，因此在车辆旋转时，不发生β(side Slip Angle：侧滑角)或所发生的β非常小，因此可忽视，只有前轮转向角的输入对车辆的行走轮角度(Road WheelAngle)产生影响。在如上述的假设下，输入转向角和车轮脉冲，在全局坐标(Globalcoordinate)下计算车辆的当前位置(x，y，θ)而用于进行控制。
在本实施例中，对于车轮脉冲信号和转向角信号，虽然可通过设于车辆的传感器而接收，但是也可从利用车轮脉冲信号和转向角信号而执行电子控制的设于车辆内的电子控制单元(未图示)通过CAN通信方式而接收。
另外，电子控制单元40在向停车完成位置或出车完成位置移动的过程中，在与位于车辆的周边的障碍物之间的距离为预先设定的基准距离以内的情况下，追加地通知预先设定的警报。
另外，可将电子控制单元40实现为如下：在上述车辆的位置靠近停车完成位置或出车完成位置的情况下，尽管车辆的位置不在预先设定的基准范围内，但如果与位于车辆的周边的障碍物之间的距离在基准距离以内，则将车辆的当前位置变更为停车完成位置或出车完成位置，并告知停车完成或出车完成。
在此，对变更停车完成位置或出车完成位置的情况进行了说明，在上述车辆的位置靠近停车完成位置或出车完成位置，并且超出预先设定的基准范围的情况下，如果与位于车辆的周边的障碍物之间的距离在基准距离以内，则可将车辆的位置变更为停车完成位置或出车完成位置。
车辆的位置靠近停车完成位置或出车完成位置的情况是指，与车辆的位置相应的坐标值从于停车完成位置或出车完成位置相应的坐标值位于预先设定的界限内。
参照图3，对利用具备这样的结构的驾驶协助装置的驾驶协助方法进行说明。
图4表示本发明的另一实施例的利用驾驶协助装置的驾驶协助方法的动作流程图。
参照图4，电子控制单元40从设于车辆内的开关30接收停车或出车请求信号(S11)。开关30可以是能够请求停车或出车的按钮。在此，在通过开关30而请求停车或出车的情况进行了说明，但是本发明不限于此，也可以通过设于车辆内的终端机的画面而以触摸方式接收停车或出车请求信号。
电子控制单元40根据从开关30接收的停车或出车请求信号而计算以车辆的位置为基准而探测的可停车空间或可出车空间相关的坐标(S13)。
电子控制单元40利用可停车空间或可出车空间的大小和车辆的四个角落点而设定停车完成位置或出车完成位置(S15)。停车完成位置或出车完成位置是，在与所探测的可停车空间或可出车空间的大小相关的坐标值内分别指定车辆的四个角落点，并将所指定的四个角落点连成线而设定的。
电子控制单元40将所设定的停车完成位置或出车完成位置显示在显示部上(S17)。
之后，电子控制单元40判断是否接收到基于自动转向的转向角信号(S19)。
在上述S19步骤的判断结果，在未接收到转向角信号的情况下，电子控制单元40在维持规定的时间的待机状态之后，将流程移动到上述S13步骤。
在上述S19步骤的判断结果为接收到转向角信号的情况下，电子控制单元40利用从设于车辆的传感器接收的传感器信号即车轮脉冲和基于转向角的轮速而计算车辆的当前位置，并在显示部上连续地更新车辆的位置(S21)。关于车辆的当前位置，作为要向所设定的停车完成位置或出车完成位置移动的车辆的坐标信息，通过车轮脉冲而计算坐标信息的x值，通过车轮脉冲及转向角而计算y值和θ值。
电子控制单元40判断如上述(S21)步骤这样连续地更新的车辆的当前位置是否与上述(S15)步骤中设定的停车结束位置或出车结束位置一致(S23)。
在上述(S23)步骤的判断结果为已更新的车辆的当前位置与所设定的停车结束位置或出车结束位置一致的情况下，电子控制单元40输出告知停车完成或出车完成的告警信息(S25)。告警信息是预先设定的，告警信息可包括告知停车或出车已完成的信息。
在上述(S23)步骤的判断结果为已更新的车辆的当前位置与所设定的停车结束位置或出车结束位置不一致的情况下，电子控制单元40将流程移动到上述S21步骤，并将车辆的当前位置更新到显示部上。
之后，电子控制单元40进一步判断已更新的车辆的当前位置是否位于以所设定的停车结束位置或出车结束位置为基准而设定的界限内，在车辆的当前位置位于界限内的情况下，并且在与位于车辆的周边的障碍物之间的距离在预先设定的基准距离内的情况下，将车辆的当前位置变更为上述的停车结束位置或出车结束位置，并输出告知停车完成或出车完成的告警信息。
图5示出用于说明平行左侧出车控制时的驾驶协助方法的画面例示图。
参照图5，电子控制单元40以停放于停车空间的车辆的位置为基准而设定如图5的(a)所示的出车结束位置UE。出车结束位置UE是，与以车辆的位置为基准而探测的可出车空间的大小相应的坐标值内的地点，也即、在与可出车空间的大小相应的坐标值内将与车辆的模型信息即与车辆的四个角落点相应的坐标点连成线而设定的。关于可出车空间，探测为在出车之后与位于车辆的周边的障碍物之间的距离在预先设定的基准距离以内的地点、或移动了一定距离的地点。
在车辆的位置在显示部上更新为图5的(a)所示的出车结束位置UE、并且如图5的(b)所示地车辆的当前位置与出车结束位置UE一致的情况下，电子控制单元40输出告知出车完成的告警信息。由此，驾驶员可容易地识别全自动出车已完成。
图6示出用于说明平行右侧停车控制时的驾驶协助方法的画面例示图。
参照图6，电子控制单元40以车辆的位置为基准探测可停车空间，利用所探测的可停车空间的坐标而设定如图6的(a)所示的停车结束位置PE。停车结束位置PE是，将与所探测的可停车空间的大小相应的坐标值内的地点，也即、在与可停车空间的大小相应的坐标值内将车辆的模型信息即与车辆的四个角落点相应的坐标点连成线而设定的。
通常，为了设计停车轨迹，关于当前车辆的位置(x，y，θ)和目标位置(x_G，y_G，θ_G)之间，如图3这样设计直线和曲线的路径而连接。
但是，在单纯地考虑通过质点之间的关系而得到的回旋旋转半径而设计路径的情况下，如图9所示，可通过车辆的外观形状而发生冲撞。由此，除了需要考虑与车辆的位置相关的信息之外，还需要考虑车辆的外观形状而判断冲撞与否的冲撞判断算法。即，在上述的情况下，需要检查车辆的前方右侧角落点是否与物体发生干扰而对路径进行确认(Confirm)的步骤，在车辆的角落点的情况下，通过车辆的外观形状，以本车辆模型的中心即后轮中心(Rear Wheel Center)点为基准而提取对各个角落的位置点的偏移(Offset)值而使用。
在车辆的位置在显示部上更新为如图6的(a)所示的停车结束位置PE而如图6的(b)所示地车辆的当前位置与停车结束位置PE一致的情况下，电子控制单元40输出告知停车完成的告警信息。
在图5中例举了平行左侧出车控制，在图6中例举了平行右侧停车控制，但是，在停车/出车时，在平行左侧、平行右侧、直角前方、直角后方等中也能同样地应用是理所当然的。
这样，将以车辆的位置为基准而设定的停车完成位置或出车完成位置显示在显示部上，更新要向停车完成位置或出车完成位置移动的车辆的当前位置，在停车完成位置或出车完成位置与已更新的车辆的当前位置一致的情况下，告知停车完成或出车完成，从而驾驶员能够获知全自动停车或出车到何时为止，由此能够解决由全自动停车或出车导致的以往的不便。
以上的本发明不限于上述的实施例，本领域技术人员可进行各种变形及变更，而这包括在所附的权利要求书中所定义的本发明的主旨和范围内。

Claims (6)

1.一种驾驶协助装置，该驾驶协助装置包括：
空间探测部，其以车辆为基准而探测车辆周边的目标空间；
空间信息获得部，其获得所述车辆的位置及所述目标空间的位置；及
输出部，其向使用者输出所述车辆的位置及所述目标空间的位置，
所述目标空间是所探测的可停车空间或可出车空间，且所述目标空间的位置是在停车或出车控制时计算出所述车辆的位置及以所述车辆的位置为基准而探测的所述可停车空间或所述可出车空间的相关坐标来获得的，
当启动自动转向功能时，所述输出部以一定周期实时地更新所述车辆的当前位置而进行输出，直到所述车辆的位置与所述目标空间的位置一致为止，
所述空间信息获得部在与所述目标空间的大小相应的坐标值内分别指定所述车辆的四个角落点，并将所指定的四个角落点连成线来获得所述目标空间的位置，所述四个角落点是通过所述车辆的外观形状，以后轮中心点为基准而提取对各个角落的位置点的偏移值来得到的，
所述空间信息获得部根据向所述目标空间移动的所述车辆的车轮脉冲及基于转向角的轮速，获得所述车辆的当前位置。
2.根据权利要求1所述的驾驶协助装置，其中，
所述输出部将所述车辆的当前位置及所述目标空间的位置重叠于在显示器画面上显示的俯视影像而输出。
3.根据权利要求1所述的驾驶协助装置，其中，
当所述车辆的位置位于以所述目标空间的位置为基准而预先设定的基准范围内时，所述输出部输出移动完成告警。
4.根据权利要求1所述的驾驶协助装置，其中，
当所述车辆的位置与所述目标空间的位置一致时，所述输出部变更用于表示所述目标空间的位置的指示符的颜色而输出到显示器画面上。
5.根据权利要求1所述的驾驶协助装置，其中，
该驾驶协助装置还包括障碍物感应部，所述障碍物感应部感应车辆周边的障碍物，
当向所述目标空间移动的所述车辆与所述车辆周边障碍物之间的距离在预先设定的基准距离以内的情况下，所述输出部追加地输出警报。
6.根据权利要求5所述的驾驶协助装置，其中，
尽管所述车辆的位置不在基准范围内，但与所述车辆周边的障碍物之间的距离在基准距离以内，则所述空间探测部将所述车辆的当前位置变更为所述目标空间的位置，其中所述基准范围是以所述目标空间的位置为基准而预先设定的。
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