CN109552316B - 用于车辆自动泊车的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于车辆(100)的自动泊车的方法。车辆包括被构造为检测车辆附近目标接近的多个接近传感器(104)。该方法包括在车辆内：接收(200)执行泊车操纵的指令；确定(202)车辆的预期泊车区(302)；确定(204)车辆用于到达预期泊车区的移动方向(304)；确定(206)车辆附近在预期泊车区的方向上的操纵地带(306)；确定(208)仅一个目标位于操纵地带内；确定(210)位于操纵地带内的目标是车辆的授权用户；验证(212)授权用户移离操纵地带，从而验证操纵地带清空；以及执行(214)泊车操纵。

Description

用于车辆自动泊车的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于自动远程控制车辆泊车的方法和系统。
背景技术
现代车辆特别是小汽车常常装备有用于执行车辆各种动作的自主或半自主系统。优选自动执行的一个这种操纵是泊车操纵。泊车操纵可以是其中车辆移离泊车场或泊车位的泊出(park-out)动作，或其中车辆移入泊车位的泊入(park-in)动作。
当驾驶员在外部操纵车辆时，重要的是确保控制车辆的自动系统保证车辆安全地执行泊车操纵。
当前可用的泊车系统可能要求驾驶员利用手持装置例如手机向车辆连续地发送“保持在线(keep-alive)”信号用于使车辆执行泊车操纵，有时在泊车操纵之前按压特定遥控上的按钮。因此，有可能合理地确信仅由于驾驶员的有意动作车辆才执行泊车操纵。
但是，上述系统存在若干潜在风险。例如，当执行泊车操纵时，如执行任何任务时，操作者可能趋向于采用最便利的行为。操作者例如可能在距车辆远距离且实际上看不见车辆处发送“保持在线”，这种情况下仅通过车辆的传感器系统确保泊车操纵的安全性。即使车辆内的测距仪被不断地改进，也不能确信在任何情况下都能发现车辆附近的所有目标。
又一潜在的风险在于手机被黑客攻击或暴露于中间人的攻击下，其中，“保持在线”信号能在不为操作者知道的情况下被复制。
因此，即使车辆当前可用的自动泊车系统能够安全地执行泊车操纵，仍然存在风险并且还依赖车辆操作者以特定方式的行为。有鉴于此，仍然需要用于自动泊车的改进的方法和系统，其中泊车操纵的安全性被进一步增加。
发明内容
鉴于自动泊车系统的上述期望特性，本发明的一个目的是提供用于自动泊车的改进方法和系统，其执行泊车操纵时改进了安全性。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于车辆的自动泊车的方法，所述车辆包括被构造为检测车辆附近目标的接近的多个接近传感器(proximity sensor)。所述方法包括在车辆内：接收执行泊车操纵的指令；确定用于车辆的预期泊车区；确定所述车辆用于到达所述预期泊车区的移动方向；确定所述车辆附近在预期泊车区的方向上的操纵地带；确定仅一个目标位于所述操纵地带内；确定位于所述操纵地带内的目标是车辆的授权用户；验证授权用户移离操纵地带，藉此验证所述操纵地带清空；以及执行泊车操纵。
车辆的接近传感器可例如是与通常用作泊车传感器相同类型的超声波传感器。这种传感器能够在距车辆数米的范围内的一定距离处检测目标。能够检测目标的车辆周围地带能够被限定为车辆接近传感系统的近场感测区。但是，也可能单独或与上述超声波传感器组合地使用其它传感器例如红外线或激光为基础的传感系统。当组合地使用所有车辆传感器系统时，可能通过可能的检测地带限定近场感测区。接近传感器不仅能够确定车辆附近是否有目标，还能以充分的精确度确定用于此处所述实施例的这种目标的位置。此外，接近传感器系统优选能够检测车辆周围360°区域内的目标。
通过位于车辆外部的远程装置发出的泊车指令或通过利用车辆控制面板等等从车辆内部发出指令来启动用于自动泊车的所述方法。例如可通过利用授权钥匙发出泊车指令。
用于车辆的预期泊车区是其中一旦结束泊车操纵则预期所述车辆停止的区域，并且操纵地带限定了车辆将从其起动位置不得不横穿以到达泊车区的大致区域。应注意到，操纵区域优选限定有一定的安全裕度使得操纵地带大于执行泊车操纵车辆所需的实际区域。泊车区因而是车辆将移入且随后当结束泊车操纵时所占据的区域。
授权用户典型地可为车辆驾驶员，并且通过确定操纵地带内检测到的目标的位置对应于传输泊车指令的授权装置的位置，能够执行用户的授权。这种授权装置可以是在启动泊车操纵之前或与启动泊车操纵相关地被识别和验证的钥匙、密钥卡(key fob)、手机等等。可假定利用车辆与远程钥匙之间已知的通信和验证方法例如利用RF通信执行远程装置的授权。
本发明基于这样的认识：授权用户能够有助于车辆的泊车系统改进泊车操纵的安全性。特别地，授权用户作为接近传感器系统中的附加传感器，进一步地确保操纵地带清空而无障碍。由于操作者作为传感器，故所述传感器系统可被称为传感器融合系统(sensorfusion system)，其中彼此独立的两个传感器系统验证操纵地带清空。此外，操纵地带内授权用户的检测也作为确定接近传感器正确起作用的测试。从而，已经存在的接近传感系统能以简单和成本有效的方式用于车辆的改进自动泊车系统。
根据本发明的一个实施例，所述方法可进一步包括：如果在启动泊车操纵之后目标进入操纵地带则停止泊车操纵。在此，假定接近传感系统连续地监控操纵地带以确定是否有目标进入操纵地带。从而，确保了泊车操纵的安全性。
根据本发明的一个实施例，所述方法可进一步包括：如果已观察到进入操纵地带的目标离开了操纵地带则重新恢复泊车操纵。藉此，如果目标穿过操纵地带则不需要重启整个泊车工序。相反，车辆停止并且等待目标穿过和离开操纵地带。
根据本发明的一个实施例，所述方法可进一步包括：验证授权用户在朝向预期泊车区的方向上离开操纵地带。藉此，能够确定朝向预期泊车区的路径被清空。对于泊入操纵来说，预期泊车区可以是通过泊车系统识别的泊车位，并且对于泊出操纵来说，可通过选择用于车辆的期望行进方向例如向右、向左或笔直向前离开泊车位来限定预期泊车区。
根据本发明的一个实施例，所述方法可进一步包括：验证授权用户正在监控泊车操纵。为了确保泊车操纵被车辆安全地执行，可要求授权用户验证用户处于“环中(in-the-loop)”，意味着授权用户以某种方式主动监控泊车操纵。这例如能够通过要求授权用户在手机屏幕上例如两个固定位置之间持续地移动手指，从而维持“保持在线”信号以验证驾驶员处于环中来实现。手机与车辆的泊车控制系统相联系，藉此能够验证授权用户正在监控泊车操纵。
根据本发明的一个实施例，所述方法进一步包括：如果所述授权用户未在监控泊车操纵则停止泊车操纵。
根据本发明的一个实施例，确定位于操纵地带内的目标是车辆的授权用户可包括确定授权钥匙位于操纵地带内。在泊车程序开始之前识别和验证授权钥匙。这可利用车辆与远程钥匙之间已知的通信和验证方法例如利用RF通信执行。此外，授权钥匙可以是密钥卡、手机或能够且适合于与车辆通信的任何其它电子装置。
根据本发明的一个实施例，所述方法可进一步包括追踪操纵地带内目标的位置。通过追踪授权用户的位置，能够验证操纵地带已被授权用户而非可能进入操纵地带的任何其它移动目标所清空。
根据本发明的一个实施例，所述方法可进一步包括：在验证授权用户移离操纵地带之后验证授权用户位于朝向期望泊车区的方向上。从而能够假定授权用户位于操纵地带的外部同时仍然处于近场感测区内。藉此，接近传感系统能够追踪所述移动并且确定授权用户的位置。当朝向泊车区操纵时授权用户的位置随后可能作为用于车辆的引导。也可要求授权用户朝向用于车辆的泊车区移动以执行泊车操纵。接近传感系统也可被构造为验证授权用户在大致朝向泊车区的方向上离开操纵地带。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于车辆的自动泊车的系统，所述系统包括：设置在车辆内且被构造为检测车辆附近目标存在的多个接近传感器；以及泊车控制单元。泊车控制单元被构造为：接收执行泊车操纵的指令；确定用于车辆的预期泊车区；确定所述车辆用于到达预期泊车区的移动方向；确定车辆附近在预期泊车区的方向上的操纵地带；确定仅一个目标位于操纵地带内；确定位于操纵地带内的目标是车辆的授权用户；验证授权用户移离操纵地带，从而验证操纵地带清空；以及控制车辆执行泊车操纵。
根据本发明的一个实施例，所述系统可进一步包括被构造为向车辆传输泊车指令的远程装置。远程装置例如是钥匙、密钥卡或被构造为与车辆通信的手机。手机可有利地包括专用于启动和/或控制泊车操纵的用户界面。
根据本发明的一个实施例，接近传感器可以是超声波传感器。基于超声波的接近传感系统被用作车辆内的泊车传感器以警告驾驶员目标接近车辆。这种接近传感系统也可被构造为能够跟踪车辆近场感测区内目标的位置。因此，在很大程度上能够利用车辆内现有的传感器和部件形成所述接近传感系统。
本发明第二方面的附加效果和特征主要类似于如上所述与本发明第一方面相关的那些。
当研究所附权利要求和随后的描述时本发明的其它特征和优点将变得更明显。本领域技术人员认识到，本发明的不同特征可能组合以形成除了下文中描述的那些之外的实施例而不脱离本发明的范围。
附图说明
现在将参照示出本发明示例实施例的附图更详细地描述本发明的这些及其他方面，其中：
图1示意性地示出根据本发明一个实施例的自动泊车系统；
图2是描绘根据本发明一个实施例的方法的一般步骤的流程图；以及
图3A-F示意性地示出根据本发明一个实施例的方法的步骤。
具体实施方式
在本详细说明中，主要参照其中授权用户也是车辆驾驶员的方法和系统来描述根据本发明的系统和方法的各种实施例。然而，也可能授权用户是作用为在泊车操纵期间引导车辆的机器人或其它自动特征。
图1示意性地示出根据本发明一个实施例的车辆102中的自动泊车系统100。系统100包括设置在车辆102中的多个接近传感器104。接近传感器104被构造为检测车辆102附近目标的接近。接近传感器104例如可为能够传输和发送超声波信号的超声波转换器，其中系统被构造为检测和追踪处于接近传感器104的范围内的目标的位置。特别地，如果至少两个不同的接近传感器104能够向目标传输信号并且从目标接收相应的反射信号，则接近传感器104能够准确地确定目标的位置。这种传感器构造能例如通过在车辆的每个拐角内设置一个接近传感器104来获得，其中传感器在地平面的覆盖范围是270°。当然也可能利用车辆内设置的更大数目的接近传感器104来获得相同的效果。
系统100进一步包括无线收发器106例如蓝牙装置和/或射频收发器(RFtransceiver)，其设置在车辆102内且被构造为与位于车辆102外部的授权密钥108通信，并且车辆还包括泊车控制单元110。钥匙108的授权可藉此例如基于已知的方法利用RF通信执行，其中来自车辆102的广播可用于发现钥匙108。
车辆102的泊车控制单元110被构造为控制车辆102、接近传感器104以及车辆102与用户装置108之间的通信从而执行用于下文中所述的自动泊车的方法步骤。
泊车控制单元110可包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或其它可编程装置。控制单元110也可包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程序逻辑装置或数字信号处理器或由以上替代。也可通过若干不同的物理单元提供控制单元110的功能。其中控制单元110包括可编程装置例如如上所述的微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器，处理器可进一步包括控制可编程装置操作的计算机可执行代码。此外，泊车控制单元110可以是车辆102的通用控制单元，或可能为被构造为控制自动泊车系统100的专用控制单元110。
还应当注意，根据本发明各种实施例的泊车操纵典型地通过车辆102的驾驶员启动。驾驶员例如可能利用车辆102内的接口、利用手机112等等或通过按压钥匙或密钥卡108上的专用按钮来发出泊车指令。藉此，能够从车辆102内部和从车辆102外部启动泊车操纵。此外，典型地要求在车辆102接收任何指令之前车辆102已经认识到授权钥匙108的存在或以任何其它方式接收授权。
图2是示出根据本发明应该实施例的方法的一般步骤的流程图。将进一步地参照图3A-F论述图2的流程图描绘的方法，图3A-F示意性地示出根据本发明一个实施例的执行泊出操纵的车辆102。但是应当注意，所述发明同样适用于执行泊入操纵。
在第一步骤中，如图3A所示，车辆接收200执行泊车操纵的指令。能够从用户操作的装置例如手机114经由WiFi连接的蓝牙接收指令。
接下来，确定202用于车辆102的预期泊车区302，如图3B所示。预期泊车区302是在完成泊车操纵之后车辆102被控制至停止的区域。在图3B中，预期泊车区302是泊车窝(parking pocket)外部的区域，在该处驾驶员能够便利地进入车辆102。例如通过驾驶员利用手机114上的接口选择泊车区302从而选择用于车辆114的准确泊车位置。在一个实施例中，通过车辆102确定一组可能的泊车位置并且将其呈现给驾驶员以便选择。也可通过向车辆发出简化指令例如“左”、“右”或“笔直向前”来限定泊车区，在这种情况下车辆根据所接收的指令确定准确的最终泊车位置。
一旦确定了泊车区302，则用于到达预期泊车区302的车辆102运动方向304也被确定，如图3B所示。
接下来，在车辆102与泊车区302之间在预期泊车区302的方向上在车辆102附近确定操纵地带306，如图3C所示。车辆102在泊车操纵期间预期行进的区域被限定为操纵地带306，其具有一定的安全裕度。操纵地带306可例如被限定为大致对应于手动泊车操纵中的典型包络。
在接下来的步骤中，确定208仅一个目标位于操纵地带302内。进一步地确定210位于操纵地带302内的所述目标是车辆102的授权用户112。确定位于操纵地带302内的目标是授权用户112包括确定授权钥匙108位于操纵地带306内。能够假定钥匙108已经被早先授权，例如与泊车指令的发出有关。例如可利用在钥匙108与车辆102之间在先建立的RF通信通道结合车辆102的接近传感系统确定授权钥匙108的位置。授权钥匙108的所确定位置随后与操纵地带306相匹配以验证钥匙108处于操纵地带306内。但是，因为操纵地带304典型地具有特定的范围，故不要求精确地确定钥匙108的位置。能验证钥匙108处于正确区域内就足够了。
接下来的步骤包括确定208仅一个目标位于操纵地带306内并且确定210位于操纵地带306内的目标是车辆102的授权用户112，其能够利用接近传感系统尽可能地结合建立在车辆102与钥匙108之间的通信通道来执行。如果接近传感系统仅在操纵地带306内检测到一个目标，并且如果能够确定钥匙108的位置处于操纵地带306内，则检测目标能够被限定为授权用户112，如图3D所示。如果可得到可能更精确地确定钥匙108位置的位置确定系统，则验证授权用户112可包括确定钥匙108的位置与操纵地带306内仅有的检测目标的位置相同。
一旦确定授权用户112是位于操纵地带306内的仅有目标，则接下来的步骤包括验证212授权用户112移离操纵地带306，如图3E所示。藉此，能确立操纵地带306清空(clear)；并且泊车操纵能够开始。授权用户112藉此被视为自动泊车系统的附加传感器，其中授权用户112“清空”操纵地带306。还可假定如果授权用户112观察到操纵地带306内的未被接近传感系统检测到的目标，则授权用户112根本不触发泊车操纵。
最后，车辆102执行214泊车操纵，如图3F所示。在泊车操纵期间，可以理解接近传感系统连续地监控操纵地带306以检测任何进入可驾驶区域的目标。为了使制动系统能够及时停止车辆，车辆的速度和加速度以及近场感测区内距目标的距离被保持在预定界限内。
如果在泊车操纵期间任何目标进入操纵地带306，则停止或暂停泊车操纵。如果能够确定已观察到进入操纵地带的目标离开了操纵地带从而操纵地带再一次清空时则可重新恢复泊车操纵。在泊车操纵期间也可重新限定和移动操纵地带306，例如当泊车操纵要求车辆102沿着自其起动位置不完全地被车辆102可见的路径移动时。因此，初始确定的操纵地带306在此受到接近传感系统的视野的限制。
虽然已经参照特定的例示实施例描述了本发明，很多不同的变化、改进等等是本领域技术人员显而易见的。同样，应注意到可能省略、互换或以各种方式设置所述方法和系统的零件，但是所述方法和系统能够实现本发明的功能。
额外地，实施所请求发明的本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求能够理解和影响公开实施例的变型。在权利要求中，单词“包括”不排除其它元件或步骤，不定冠词“一个”不排除多个。某些测量值记载在彼此不同的从属权利要求中这个纯粹事实不表示这些测量值的组合不能用于获利。

Claims (15)

1.一种用于车辆(102)的自动泊车的方法，所述车辆包括被构造为检测所述车辆附近目标的接近的多个接近传感器(104)，所述方法包括在所述车辆中：
接收(200)执行泊车操纵的指令；
确定(202)用于所述车辆的预期泊车区(302)，所述预期泊车区是其中一旦结束泊车操纵则预期所述车辆停止的区域；
确定(204)所述车辆用于到达所述预期泊车区的移动方向(304)；
确定(206)所述车辆附近在所述预期泊车区的方向上的操纵地带(306)；
确定(208)仅一个目标位于所述操纵地带内；
确定(210)位于所述操纵地带内的所述目标是所述车辆的授权用户；
验证(212)所述授权用户移离所述操纵地带，藉此确立所述操纵地带清空；和
执行(214)所述泊车操纵。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在启动所述泊车操纵之后如果目标进入所述操纵地带则停止所述泊车操纵。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：如果已观察到进入所述操纵地带的目标离开所述操纵地带则重新恢复所述泊车操纵。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，进一步包括：验证所述授权用户沿朝向所述预期泊车区的方向离开所述操纵地带。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，进一步包括：验证所述授权用户正在监控所述泊车操纵。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：如果所述授权用户未在监控所述泊车操纵则停止所述泊车操纵。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其中确定位于所述操纵地带内的目标是所述车辆的授权用户包括确定授权钥匙位于所述操纵地带内。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，进一步包括：追踪所述操纵地带内的目标的位置。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，进一步包括：在验证所述授权用户移离所述操纵地带之后验证所述授权用户位于朝向所述预期泊车区的方向上。
10.一种用于车辆(102)的自动泊车的系统(100)，所述系统包括：
设置在所述车辆中且被构造为检测所述车辆附近目标存在的多个接近传感器(104)；以及
泊车控制单元(110)，其被构造为：
接收执行泊车操纵的指令；
确定用于所述车辆的预期泊车区(302)，所述预期泊车区是其中一旦结束泊车操纵则预期所述车辆停止的区域；
确定所述车辆用于到达所述预期泊车区的移动方向；
确定所述车辆附近在所述预期泊车区的方向上的操纵地带(306)；
确定仅一个目标位于所述操纵地带内；
确定位于所述操纵地带内的所述目标是所述车辆的授权用户(112)；
验证所述授权用户移离所述操纵地带，藉此确立所述操纵地带清空；并且
控制所述车辆以执行所述泊车操纵。
11.根据权利要求10所述的系统，进一步包括：被构造为向所述车辆传输泊车指令的远程装置(108,114)。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述远程装置是被构造为与所述车辆通信的钥匙、密钥卡(108)或手机(114)。
13.根据权利要求10-12任意一项所述的系统，其中所述接近传感器是超声波传感器。
14.根据权利要求10-12任意一项所述的系统，其中所述泊车控制单元进一步被构造为如果在启动所述泊车操纵之后目标进入所述操纵地带则停止所述泊车操纵。
15.根据权利要求10-12任意一项所述的系统，其中所述泊车控制单元进一步被构造为如果已观察到进入所述操纵地带的目标离开所述操纵地带则重新恢复所述泊车操纵。
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