CN107521478A - 基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，属于无线电领域，包括获取样本车辆与前方车辆的相对距离；当相对距离小于预设阈值时，激活超声波雷达继续获取相对距离；根据相对距离确定样本车辆与前方车辆之间的碰撞时间；当碰撞时间大于碰撞阈值时，通过毫米波雷达生成紧急制动指令，使得线控制系统根据紧急制动指令完成紧急制动。通过根据目标物与样本车辆之间距离的不同，将超声波雷达与毫米波雷达进行选择性的开启，实现对车辆盲区内障碍物的有效监测，防止使用单一监测方式导致障碍物进入盲区使得监测失效这一情况的出现。

Description

基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法

技术领域

本发明属于无线电领域，特别涉及基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法。

背景技术

在市场前景预期良好的背景下，智能辅助驾驶系统逐渐成为一种不可或缺的功能。对于主机厂而言，加装了智能辅助驾驶系统可以有效提高车辆的行驶安全性和市场竞争力；自动紧急制动系统作为智能辅助驾驶系统中一个关键的功能，正逐步成为车辆的一种标准配置，而目前主流的自动紧急制动系统的解决方案包括了视觉摄像头或者毫米波雷达的方案。而纵观近些年车辆事故的发生比例，其中有相当一部分的事故是由于车辆变道时未注意到盲区内的车辆导致的。若行驶中的车辆配置了盲区监测系统，那么当车辆主动变道时，毫米波雷达会探测是否存在盲区位置的车辆，决定是否需要提醒驾驶员存在的潜在危险，从而有效避免了碰撞危险的发生。毫米波雷达因其测距精度较高，且不受天气的因素影响的原因，目前毫米波雷达是主要的智能驾驶辅助系统传感单元。毫米波雷达可以高精度测距与测速，但是通常当前方目标物距离低于一定阀值(约1.5米)时，毫米波雷达会进入盲区而失去目标物信息。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了根据获取到的目标物与样本车辆之间的相对距离对毫米波雷达与超声波雷达进行选择性开启从而防止使用单一监测方式导致障碍物进入盲区使得监测失效这一情况的出现的控制方法。

为了达到上述技术目的，本发明提供了基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，应用于样本车辆，所述控制方法，包括：

获取样本车辆与前方车辆的相对距离；

当相对距离小于预设阈值时，激活超声波雷达继续获取样本车辆与前方车辆之间的相对距离；或

当相对距离大于预设阈值时，关闭超声波雷达，激活毫米波雷达继续获取样本车辆与前方车辆之间的相对距离；

根据相对距离确定样本车辆与前方车辆之间的碰撞时间；

当碰撞时间大于碰撞阈值时，通过毫米波雷达生成紧急制动指令，使得线控制系统根据紧急制动指令完成紧急制动。

可选的，在所述通过毫米波雷达生成紧急制动指令，使得线控制系统根据紧急制动指令完成紧急制动之前，所述控制方法，还包括：

预警步骤和/或预冲压步骤。

可选的，所述预警步骤，包括：

当碰撞时间大于第一标定阈值时，通过毫米波雷达生成预警指令，使得车辆仪表根据预警指令进行碰撞告警。

可选的，所述预冲压步骤，包括：

当碰撞时间大于第二标定阈值时，通过毫米波雷达生成预冲压指令，使得车辆制动系统根据预冲压指令对制动活塞进行压力填充，消除制动卡钳与刹车盘之间的制动间隙。

可选的，所述控制方法，还包括：

借助设置在车辆盲区范围内的超声波雷达实时获取盲区范围内的目标物信息，将目标物信息传输至毫米波雷达；

根据目标物信息确定目标物与样本车辆之间的相对距离；

如果相对距离小于第一预设阈值，通过超声波雷达持续获取目标物信息。

可选的，所述控制方法，还包括：

如果相对距离大于第一预设阈值，关闭超声波雷达，激活毫米波雷达持续获取目标物信息。

可选的，所述控制方法，还包括：

根据目标物信息确定样本车辆与目标物之间的相对距离和相对速度，根据相对距离与相对速度得到目标物与样本车辆之间的碰撞时间；

如果碰撞时间小于第三标定阈值，通过毫米波雷达生成碰撞危险指令，在车辆仪表或样本车辆后视镜处进行碰撞告警。

可选的，所述控制方法基于安装在样本车辆上的超声波雷达以及毫米波雷达；

在样本车辆的车头位置上均匀分布有第一至第四超声波雷达，在第二超声波雷达与第三超声波雷达之间设有第一毫米波雷达；

在样本车辆的车尾位置上均匀分布有第五超声波雷达和第六超声波雷达，在样本车辆的左后车角和右后车角位置分别安装有第二毫米波雷达以及第三毫米波雷达，在第二毫米波雷达与样本车辆的左后轮之间安装有第七超声波雷达，在第三毫米波雷达与样本车辆的右后轮之间安装有第八超声波雷达。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过毫米波雷达生成紧急制动指令，使得线控制系统根据紧急制动指令完成紧急制动。通过根据目标物与样本车辆之间距离的不同，将超声波雷达与毫米波雷达进行选择性的开启，实现对车辆盲区内障碍物的有效监测，防止使用单一监测方式导致障碍物进入盲区使得监测失效这一情况的出现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法的流程示意图；

图2是本发明提供的样本车辆上的超声波雷达以及毫米波雷达的安装位置示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

本发明提供了基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，应用于样本车辆，所述控制方法如图1所示，包括：

11、获取样本车辆与前方车辆的相对距离；

12、当相对距离小于预设阈值时，激活超声波雷达继续获取样本车辆与前方车辆之间的相对距离；或

13、当相对距离大于预设阈值时，关闭超声波雷达，激活毫米波雷达继续获取样本车辆与前方车辆之间的相对距离；

14、根据相对距离确定样本车辆与前方车辆之间的碰撞时间；

15、当碰撞时间大于碰撞阈值时，通过毫米波雷达生成紧急制动指令，使得线控制系统根据紧急制动指令完成紧急制动。

在实施中，本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于超声波雷达与毫米波雷达的智能驾驶辅助系统，能够应用在常规汽车或者电动汽车上，具备近距离模式(0-60米)和远距离模式(60米-180米)的目标物探测能力。可以实现当前方存在碰撞危险时触发自动紧急制动，从而有效避免或者减缓碰撞危险；可以实现对车辆两侧盲区内的车辆进行探测，从而对驾驶员提供有效的警告信息，避免因为变道而造成的事故。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于超声波雷达与毫米波雷达的距离探测方法，当车辆开启探测功能时，毫米波雷达和超声波雷达会根据需要打开探测请求，当探测到障碍物距离较远时，毫米波雷达可以实现精确的距离和速度计算，当探测到前方障碍物逐渐接近，并且接近于毫米波雷达的盲区时(一般小于等于1.5米)，超声波雷达打开探测，两者可以实现自如的切换。

对于自动紧急制动系统而言，超声波雷达控制单元将探测的目标物信息，包含相对角度和相对距离结果输入给毫米波雷达，毫米波雷达控制器中集成了自动紧急制动的算法。该自动紧急制动系统融合了毫米波雷达的距离信息与超声波雷达的距离信息，当毫米波雷达探测的前方目标物距离小于1.5米时，启用超声波雷达探测，当前方目标物距离大于1.5米时，关闭超声波雷达探测。

自动紧急制动是根据本车与前车之间的碰撞时间进行判断，当该碰撞时间大于某一标定阀值(1s)时，由毫米波雷达发送自动紧急制动指令，线控制动系统执行紧急制动。对于盲区监测系统而言，超声波雷达控制单元将探测的目标物信息，包含相对角度和相对距离结果输入给毫米波雷达，毫米波雷达控制器中集成了盲区监测的算法。

该盲区监测系统融合了两侧毫米波雷达的距离信息和超声波雷达的距离信息，当毫米波雷达探测的侧边目标物距离小于1.5米时，启用超声波雷达探测，当侧边目标物距离大于1.5米时，关闭超声波雷达探测，启用毫米波雷达。

根据本车与两侧盲区位置的车辆的距离和相对速度进行比较，当安全距离(TTC＝1s)不足时，毫米波雷达会发出碰撞危险警告，由仪表或者左右后视镜执行报警灯光的闪烁。

可选的，在所述通过毫米波雷达生成紧急制动指令，使得线控制系统根据紧急制动指令完成紧急制动之前，所述控制方法，还包括：

预警步骤和/或预冲压步骤。

在实施中，预警步骤，包括：

当碰撞时间大于第一标定阈值时，通过毫米波雷达生成预警指令，使得车辆仪表根据预警指令进行碰撞告警。

而预冲压步骤，包括：

当碰撞时间大于第二标定阈值时，通过毫米波雷达生成预冲压指令，使得车辆制动系统根据预冲压指令对制动活塞进行压力填充，消除制动卡钳与刹车盘之间的制动间隙。

在触发自动紧急制动之前也可分成几个阶段，包括预警阶段和预充压阶段。例如当该碰撞时间大于某一标定阀值(1.6s)时，由毫米波雷达发送预警指令，汽车仪表执行报警警告；例如当该碰撞时间大于某一标定阀值(1.2s)时，由毫米波雷达发送预充压指令，汽车制动系统预充压消除制动间隙。

集成于毫米波雷达中的自动紧急制动系统可以根据与前车的碰撞时间进行判断，当该碰撞时间小于等于标定阀值(1s)时，该毫米波雷达会将紧急制动的指令通过整车CAN通信发送给线控制动系统进行主动刹车，也避免了当目标物距离减少时，毫米波雷达突然进入盲区时释放制动力的问题。在触发自动紧急制动之前也可分成几个阶段，包括预警阶段和预充压阶段。例如当该碰撞时间大于某一标定阀值(1.6s)时，由毫米波雷达发送预警指令，汽车仪表执行报警警告；例如当该碰撞时间大于某一标定阀值(1.2s)时，由毫米波雷达发送预充压指令，汽车制动系统预充压消除制动间隙。

可选的，所述控制方法，还包括：

借助设置在车辆盲区范围内的超声波雷达实时获取盲区范围内的目标物信息，将目标物信息传输至毫米波雷达；

根据目标物信息确定目标物与样本车辆之间的相对距离；

如果相对距离小于第一预设阈值，通过超声波雷达持续获取目标物信息。

在实施中，这里基于超声波雷达获取到的目标物信息包括目标物相对于样本车辆的相对速度、直线距离以及相对于样本车辆行驶方向的角度，这样使得样本车辆能够根据目标物信息确定目标物与样本车辆之间的相对距离，进而结合样本车辆的时速对目标物可能产生的隐患进行准确判断。

进一步的，如果相对距离大于第一预设阈值，关闭超声波雷达，激活毫米波雷达持续获取目标物信息。

这里之所以使用毫米波雷达，是因为超声波雷达的有效探测距离有限，仅在0.1～3米之间，因此在相对距离过大的情况下，需要将探测设备切换至毫米波雷达，以便进行有效的监测。

可选的，所述控制方法，还包括：

根据目标物信息确定样本车辆与目标物之间的相对距离和相对速度，根据相对距离与相对速度得到目标物与样本车辆之间的碰撞时间；

如果碰撞时间小于第三标定阈值，通过毫米波雷达生成碰撞危险指令，在车辆仪表或样本车辆后视镜处进行碰撞告警。

在实施中，还需要依靠前文获取的目标物信息中的相对距离和相对速度，得到目标物与样本车辆之间可能会发生碰撞的碰撞时间。如果得到的碰撞时间低于第三标定阈值，意味着即将发生碰撞，需要在车辆仪表或样本车辆后视镜处进行碰撞告警。

可选的，所述控制方法基于安装在样本车辆上的超声波雷达以及毫米波雷达；

在样本车辆的车头位置上均匀分布有第一至第四超声波雷达，在第二超声波雷达与第三超声波雷达之间设有第一毫米波雷达；

在样本车辆的车尾位置上均匀分布有第五超声波雷达和第六超声波雷达，在样本车辆的左后车角和右后车角位置分别安装有第二毫米波雷达以及第三毫米波雷达，在第二毫米波雷达与样本车辆的左后轮之间安装有第七超声波雷达，在第三毫米波雷达与样本车辆的右后轮之间安装有第八超声波雷达。

在实施中，如图2所示，对于基于超声波雷达与毫米波雷达的盲区监测系统而言，包括了超声波雷达装置和毫米波雷达装置，其中超声波雷达装置包括设置在样本车辆车头位置的第一超声波雷达1、第二超声波雷达2、第三超声波雷达3、第四超声波雷达4，以及设置在样本车辆车尾位置的第五超声波雷达5、第六超声波雷达6、第七超声波雷达7、第八超声波雷达8。

毫米波雷达装置包括设置在样本车辆车头中央位置的第一第二毫米波雷达10，以及设置在样本车辆的左后车角和右后车角位置分别安装有第二毫米波雷达10以及第三毫米波雷达11。

第五超声波雷达5、第六超声波雷达6、第七超声波雷达7、第八超声波雷达8分别安装在车辆后方的保险杠位置，均匀分布，以合理覆盖工作面为准。第二毫米波雷达10和第三毫米波雷达11分别安装在车辆后方塑料保险杠位置两侧，毫米波雷达前方无金属覆盖物遮挡.

第二毫米波雷达10、第三毫米波雷达11与第五超声波雷达5、第六超声波雷达6、第七超声波雷达7、第八超声波雷达8之间通过通信线缆12传输，该线缆主要用于超声波雷达信号与毫米波雷达之间的数据处理。

第二毫米波雷达10将融合本身的目标物距离信息和超声波雷达的距离信息，当第二毫米波雷达10或者毫米波雷达13进入探测盲区(小于等于1.5米)时，超声波雷达的距离信息可以弥补毫米波雷达的探测盲区，也就是毫米波雷达可以根据目标障碍物的距离信息，在1.5米范围内选择超声波雷达的信号处理结果作为毫米波雷达目标物的补偿。集成于第二毫米波雷达10中的盲区监测系统根据本车与两侧盲区位置的车辆的距离和相对速度进行比较，当安全距离不足时，毫米波雷达会发出碰撞危险警告，由仪表或者左右后视镜执行报警灯光的闪烁，这也避免了当目标物距离减少时，毫米波雷达突然进入盲区时无法准确报警的问题。

本发明提供了基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，包括获取样本车辆与前方车辆的相对距离；当相对距离小于预设阈值时，激活超声波雷达继续获取样本车辆与前方车辆之间的相对距离；或当相对距离大于预设阈值时，关闭超声波雷达，激活毫米波雷达继续获取样本车辆与前方车辆之间的相对距离；根据相对距离确定样本车辆与前方车辆之间的碰撞时间；当碰撞时间大于碰撞阈值时，通过毫米波雷达生成紧急制动指令，使得线控制系统根据紧急制动指令完成紧急制动。通过根据目标物与样本车辆之间距离的不同，将超声波雷达与毫米波雷达进行选择性的开启，实现对车辆盲区内障碍物的有效监测，防止使用单一监测方式导致障碍物进入盲区使得监测失效这一情况的出现。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，应用于样本车辆，其特征在于，所述控制方法，包括：

获取样本车辆与前方车辆的相对距离；

当相对距离小于预设阈值时，激活超声波雷达继续获取样本车辆与前方车辆之间的相对距离；或

当相对距离大于预设阈值时，关闭超声波雷达，激活毫米波雷达继续获取样本车辆与前方车辆之间的相对距离；

根据相对距离确定样本车辆与前方车辆之间的碰撞时间；

当碰撞时间大于碰撞阈值时，通过毫米波雷达生成紧急制动指令，使得线控制系统根据紧急制动指令完成紧急制动。

2.根据权利要求1所述的基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，其特征在于，在所述通过毫米波雷达生成紧急制动指令，使得线控制系统根据紧急制动指令完成紧急制动之前，所述控制方法，还包括：

预警步骤和/或预冲压步骤。

3.根据权利要求2所述的基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，其特征在于，所述预警步骤，包括：

当碰撞时间大于第一标定阈值时，通过毫米波雷达生成预警指令，使得车辆仪表根据预警指令进行碰撞告警。

4.根据权利要求2所述的基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，其特征在于，所述预冲压步骤，包括：

当碰撞时间大于第二标定阈值时，通过毫米波雷达生成预冲压指令，使得车辆制动系统根据预冲压指令对制动活塞进行压力填充，消除制动卡钳与刹车盘之间的制动间隙。

5.根据权利要求1所述的基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，其特征在于，所述控制方法，还包括：

借助设置在车辆盲区范围内的超声波雷达实时获取盲区范围内的目标物信息，将目标物信息传输至毫米波雷达；

根据目标物信息确定目标物与样本车辆之间的相对距离；

如果相对距离小于第一预设阈值，通过超声波雷达持续获取目标物信息。

6.根据权利要求5所述的基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，其特征在于，所述控制方法，还包括：

如果相对距离大于第一预设阈值，关闭超声波雷达，激活毫米波雷达持续获取目标物信息。

7.根据权利要求5或6所述的基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，其特征在于，所述控制方法，还包括：

根据目标物信息确定样本车辆与目标物之间的相对距离和相对速度，根据相对距离与相对速度得到目标物与样本车辆之间的碰撞时间；

如果碰撞时间小于第三标定阈值，通过毫米波雷达生成碰撞危险指令，在车辆仪表或样本车辆后视镜处进行碰撞告警。

8.根据权利要求1至6任一项所述的基于超声波雷达与毫米波雷达的控制方法，其特征在于，所述控制方法基于安装在样本车辆上的超声波雷达以及毫米波雷达；

在样本车辆的车头位置上均匀分布有第一至第四超声波雷达，在第二超声波雷达与第三超声波雷达之间设有第一毫米波雷达；

在样本车辆的车尾位置上均匀分布有第五超声波雷达和第六超声波雷达，在样本车辆的左后车角和右后车角位置分别安装有第二毫米波雷达以及第三毫米波雷达，在第二毫米波雷达与样本车辆的左后轮之间安装有第七超声波雷达，在第三毫米波雷达与样本车辆的右后轮之间安装有第八超声波雷达。