CN109720335A - 机动车辆的接近辅助系统和驾驶辅助方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机动车辆的接近辅助系统,用于在车辆靠近服务终端时辅助驾驶,包括:探测模块,包括至少一个超声波传感器;控制模块,根据探测模块的探测信号产生控制信号;执行模块,根据控制模块的控制信号执行驾驶辅助操作,以实现车辆与服务终端的对准和/或接近,其中:控制模块接收激活指令,并响应于激活指令扩展至少一个超声波传感器的探测范围。本发明还涉及一种在机动车辆靠近服务终端时用于驾驶辅助的方法,包括:确认车辆正在靠近服务终端;扩展安装在车辆上的至少一个超声波传感器的探测范围;根据至少一个超声波传感器的探测信号执行驾驶辅助操作,以实现车辆与服务终端的对准和/或接近。
Description
技术领域
本发明涉及一种机动车辆的接近辅助系统,用于在车辆靠近服务终端时辅助驾驶,以实现机动车辆与服务终端的对准和/或接近。本发明还涉及一种在机动车辆靠近服务终端时用于驾驶辅助的方法。
背景技术
用于机动车辆的驾驶辅助系统从现有技术中是已知的,例如停车助手(ISO17386MALSO)或半自助停车辅助系统(ISO 16787-APS),用于当驾驶员操纵机动车时辅助驾驶员,特别是当执行停车操作时。
驾驶辅助系统通常包括多个超声波传感器,其分布在机动车辆的前保险杠和后保险杠位置处。在这种情况下,超声波传感器用于测量机动车辆与位于机动车辆周围区域中的障碍物之间的距离。超声波传感器电联接到超声波传感器设备的控制装置,用于驱动超声波传感器。控制装置接收来自超声波传感器的测量数据,并且根据所述测量数据计算停车路径。为了进行距离测量,驱动相应的超声波传感器,以将超声波发射到机动车辆的周围区域中。
图1示出了超声波传感器的探测区域的设置。超声波传感器可采用间接测量和直接测量两种模式。在直接测量的情况下,驱动相同的超声波传感器用于发射目的和用于接收目的二者。在间接测量的情况下,由一个超声波传感器发射超声波,超声波碰到障碍物之后的回波则由至少另一个超声波传感器接收。通常地,驾驶辅助系统还设置有长鸣报警区,其限定一安全距离范围。当机动车辆与障碍物的距离例如小于30cm时,车载的蜂鸣器将发出长鸣的报警声。该安全距离为司机的制动操作留出反应时间,以避免碰撞的发生。
特别地,超声波传感器的探测范围常常通过软件设置而被减小,也就是说,超声波传感器通常在实际探测范围小于其最大探测范围的情况下使用。这是为了避免例如在相对狭窄的街道里行驶而并无碰撞风险时产生不必要的警告信息,其可能干扰驾驶员的判断和操作行为。
然而,在特定的驾驶场景下,例如,当驾驶机动车辆靠近收费站的自助收费机器时,驾驶员往往难以正确地判断车辆与自助收费机器的距离,导致驾驶员不得不下车进行付费操作。这种现象诸见于在日常生活中,特别是在驾驶员本身缺乏大量驾驶经验的情况下。
发明内容
为解决上述驾驶场景中的问题,本发明提出了一种机动车辆的接近辅助系统,用于在车辆靠近服务终端时辅助驾驶,该接近辅助系统包括:探测模块,包括至少一个超声波传感器;控制模块,根据所述探测模块的探测信号产生控制信号;执行模块,根据所述控制模块的控制信号执行驾驶辅助操作,以实现车辆与服务终端的对准和/或接近,其中:控制模块接收激活指令,并响应于所述激活指令扩展所述至少一个超声波传感器的探测范围。
与此同时,控制模块对超声波传感器的灵敏度也相应地进行调整,使得能够在更大的探测范围内可靠地检测到障碍物的存在。由此,在第一驾驶场景下,机动车辆可借助接近辅助系统停靠在目标位置,使得机动车辆靠近驾驶员位置的车窗与该服务终端沿纵向方向对准,且与该服务终端在横向方向上相距30cm至60cm,使得驾驶员可在其臂长范围内便利地执行关于服务终端的操作。
根据本发明的一个方面,所述接近辅助系统包括人机交互模块,当接收到来自驾驶员的声学和/或触觉命令时,向所述控制模块输出所述激活指令。
可选地,所述人机交互模块包括语音识别子模块,用于接收来自驾驶员的所述声学命令。可选地,所述人机交互模块包括实体按钮和/或触控按钮,用于接收来自驾驶员的所述触觉命令。
根据本发明的一个方面,所述接近辅助系统包括检测模块,当所述检测模块确认车辆正在靠近所述服务终端时,向所述控制模块输出所述激活指令。
可选地,所述检测模块包括图像检测子模块,其借助图像识别技术从采集的周围环境图像中识别所述服务终端。可选地,所述检测模块包括定位检测子模块,其借助GPS和/或蜂窝网络获取车辆与所述服务终端的相对位置信息。可选地,所述检测模块包括无线射频识别子模块,其借助无线射频识别技术接收并处理由所述服务终端发射的信号。
根据本发明的一个方面,所述执行模块以手动模式操作,其借助声学和/或光学和/或触觉上可察觉的信号为驾驶员提供转向引导信息,由驾驶员执行车辆的横向控制和纵向控制。可选地,所述执行模块以半自主驾驶辅助模式操作,其执行车辆的横向控制,由驾驶员执行车辆的纵向控制。可选地,所述执行模块以自主驾驶辅助模式操作,其执行车辆的横向控制和纵向控制二者。
根据本发明的一个方面,所述服务终端为自动收费机器或身份验证机器或快餐外卖站点。
本发明还涉及一种在机动车辆靠近服务终端时用于驾驶辅助的方法,所述方法包括:
第一步骤:确认车辆正在靠近所述服务终端;
第二步骤:扩展安装在车辆上的至少一个超声波传感器的探测范围;
第三步骤:根据所述至少一个超声波传感器的探测信号执行驾驶辅助操作,以实现车辆与所述服务终端的对准和/或接近。
在所述第一步骤中,可通过来自驾驶员的声学和/或触觉的命令,确认车辆正在靠近所述服务终端,或者,可通过图像检测和/或定位检测和/或无线射频识别,确认车辆正在靠近所述服务终端。
附图说明
下文将通过参考附图并借助作为非限制性示例给出的具体实施方式进一步说明本发明的特征和优势,在附图中:
图1是根据现有技术的驾驶辅助系统的超声传感器探测区域的示意图;
图2示出了配备有根据本发明的接近辅助系统的机动车辆在第一驾驶场景下的示意图;
图3是根据本发明的接近辅助系统的模块示意图;
图4示出了在第一驾驶场景下根据本发明的驾驶辅助方法的步骤图。
具体实施方式
在本说明书中,“纵向”方向应被理解为沿机动车辆纵向轴线的方向,“横向”方向应被理解为垂直于机动车辆纵向轴线的方向。
图2示出了机动车辆1正在靠近服务终端2时的第一驾驶场景。所述机动车辆1例如是乘用车。所述服务终端2应被理解为自助终端机器或人工服务站点,其可在驾驶座位置在与该服务终端大致对准的情况下,为就座于驾驶座上的驾驶员提供服务。所述服务终端2例如为收费站的自动收费机器、或小区门禁的身份验证机器、或快餐外卖站点。
在一个实施例中,第一驾驶场景可包括横向方向上位于两侧的界限,例如壁3a、3b,壁3a、3b纵向延伸并限定一相对狭长的通过空间,服务终端2可例如存在于壁3a一侧。机动车辆可配备有接近辅助系统,从而在第一驾驶场景下,借助于接近辅助系统,机动车辆1沿纵向方向进入该相对狭长的通过空间,朝向该服务终端2行驶并被引导至一目标位置。该目标位置优选地被设定为,使得机动车辆靠近驾驶员位置的车窗与该服务终端沿纵向方向对准,并且与该服务终端在横向方向上相距30cm至60cm。由此,驾驶员可在其臂长范围内便利地接取服务终端2。
图3示出了机动车辆的接近辅助系统,其被配置为根据车辆的周围环境信息执行驾驶辅助操作,以实现机动车辆在第一驾驶场景下与服务终端的对准和/或接近,使其最终停靠在所述目标位置。
根据本发明的接近辅助系统首先包括控制模块,其可例如包括微控制器和/或数字信号处理器。控制模块联接至探测模块,其包括至少一个超声波传感器。在一个实施例中,所述至少一个距离传感器分布在车辆的前保险杠和后保险杠处,用于捕获存在于车辆周围环境中的障碍物并连续地测量障碍物与车辆之间的距离值,作为周围环境信息。探测模块向控制模块发送包含周围环境信息的探测信号,控制模块可根据周围环境信息和预定的目标位置计算接近路径,并产生相应的控制信号。沿着该接近路径,车辆可最终停靠在目标位置处。在此过程中,没有发生碰撞的风险,也不会出现停车位置与服务终端之间距离过大的情况。
根据本发明的接近辅助系统可包括人机交互模块,当车辆正在靠近服务终端时,驾驶员可通过其自身的判断确认需要执行车辆与服务终端的对准和/或接近,并向人机交互模块发出声学和/或触觉命令。人机交互模块继而向控制模块发出激活指令,响应于该激活指令,启动接近辅助系统在第一驾驶场景下的特别模式。在特别模式中,控制模块扩展所述至少一个超声波传感器的探测范围。优选地,如图2所示,位于车辆前部两侧的超声波传感器通过软件设置被调整至其最大探测范围,从而形成朝向车辆前方倾斜地延伸的探测区域4。与此同时,控制模块对超声波传感器的灵敏度也相应地进行调整,使得能够在更大的探测范围内可靠地检测到障碍物的存在。由此,在第一驾驶场景下,机动车辆可借助接近辅助系统实现与服务终端的对准和/或接近,使得驾驶员可在其臂长范围内便利地执行关于服务终端的操作。
在一个实施例中,人机交互模块被设置为接收来自驾驶员的所述声学命令,其可例如包括语音识别子模块,用于对驾驶员的声学命令进行语音数据识别处理,并由此向所述控制模块输出所述激活指令,从而启动第一驾驶场景下的特别模式。
在另一个实施例中,人机交互模块被设置为接收来自驾驶员的触觉命令,并向所述控制模块输出所述激活指令,从而驾驶员可以手动的方式启动第一驾驶场景下的特别模式。可选地,人机交互模块包括实体按钮,其可被形成为方向盘上或方向盘附近的按钮,或者可被布置在驾驶室的中控台上,或者也可被布置在驾驶座和副驾驶座之间的操作台上。可选地,人机交互模块包括触控按钮,其被集成于驾驶室中控台的触摸感应显示器中。
附加地或替换地,根据本发明的接近辅助系统可包括检测模块,其电联接至所述控制模块。当检测模块确认车辆正在靠近所述服务终端时,向控制模块输出所述激活指令,而不需要借助驾驶员自身的判断。响应于该激活指令,启动接近辅助系统在第一驾驶场景下的特别模式。在特别模式中,控制模块扩展所述至少一个超声波传感器的探测范围。优选地,如图2所示,位于车辆前部两侧的超声波传感器通过软件设置被调整至其最大探测范围,从而形成朝向车辆前方倾斜地延伸的探测区域4。与此同时,控制模块对超声波传感器的灵敏度也相应地进行调整,使得能够在更大的探测范围内可靠地检测到障碍物的存在。
在一个实施例中,检测模块包括图像检测子模块,其包括位于车辆上的至少一个摄像头。所述摄像头可为CCD摄像机或者CMOS摄像机。优选地,所述摄像头为前置摄像头,其例如布置在车辆前挡风玻璃后方,用于采集车辆前方的周围环境图像。
图像检测子模块还包括验证器件,其电联接至所述至少一个摄像头,用于从摄像头采集的周围环境图像中识别预定义的物体,例如服务终端2。在此,可以对服务终端2的几何轮廓进行识别,替换地,也可以对服务终端2上设置的特殊标志的几何形状进行识别。图像识别技术在现有技术中为已知,通过执行关于预定义物体的图像识别,能够可靠地辨别特定的几何形状,诸如车辆或行人。基于图像识别得到的结果,可以确认车辆正在靠近服务终端2,图像检测子模块由此向控制模块输出激活指令。
在一个实施例中,检测模块包括定位检测子模块,基于车辆与服务终端的相对位置信息,确认车辆正在靠近服务终端,由此向控制模块输出激活指令。可选地,定位检测子模块包括GPS接收器和导航单元(例如陀螺仪)。所述GPS接收器可获取车辆的当前地理位置,定位检测子模块由此能够确定车辆与服务终端的相对位置。所述导航单元用于将机动车辆引导至服务终端附近,进而定位检测子模块向控制模块输出激活指令。可选地,定位检测子模块也可借助蜂窝网络无线定位技术来确定车辆与服务终端的相对位置,并确认车辆正在靠近服务终端。
在一个实施例中,检测模块包括无线射频识别(RFID)子模块。可选地,服务终端上附着有无源标签,车辆的RFID子模块可发射特定频率的射频信号。当无源标签进入RFID子模块的有效识别区域时,其可接受来自RFID子模块的射频信号,借由在磁场中的感应电流所获得的能量发送某一频率的无线信号。可选地,服务终端上包含有源标签,其可主动发送某一频率的无线信号。RFID子模块进而可接收并处理由无源标签所发射的无线信号,由此确认车辆正在靠近服务终端,并向控制模块输出激活指令。响应于该激活指令,启动接近辅助系统在第一驾驶场景下的特别模式。
如图3所示,根据本发明的接近辅助系统还包括执行模块,其电联接至控制模块,并可根据控制模块的控制信号执行驾驶辅助操作。执行模块可包括车辆的转向系统、动力传动系、驱动发动机以及制动系统。
在一个实施例中,执行模块以手动方式操作。这意味着,由驾驶员执行车辆的横向控制和纵向控制。在此,执行模块还可包括通知装置,例如车载扬声器、显示器或振动器。控制装置可被设计为基于探测模块所探测的距离产生转向引导信息,通知装置进而可借助声学和/或光学和/或触觉上可察觉的信号为驾驶员提供转向引导信息。可选地,转向引导信息可通过车载的扬声器以人类语音信号的形式输出,这样的人类语音信号例如以导航系统中已知的形式被设计。或者,转向引导信息可显示在驾驶座中控台的显示器上,驾驶员可根据显示器上的信息执行相应的转向动作。优选地,转向引导信息可通过触觉装置来输出,例如集成在方向盘上的振动器,驾驶员可由此通过触觉上可感知的方式得到关于转向操作细节的通知。由此,驾驶员可以在转向引导信息的帮助下执行车辆的横向控制和纵向控制,而不需要持续地监控车辆的周边环境情况。此外,车辆抵达目标位置的通知也可以使用上述方式向驾驶员发出信号。
在一个实施例中,执行模块以半自主驾驶辅助模式操作。这意味着,一方面,分配给驾驶员操纵油门和制动的任务,由驾驶员自己执行车辆的纵向控制。另一方面,由接近辅助系统接管车辆的横向控制,其中,控制信号被传送至转向系统,以便执行车辆的横向控制。在这种情况下,接近辅助系统确保机动车辆在一特定的最大速度范围内行驶,例如2m/s。该最大速度根据客户需求、视不同的车型而定。
在一个实施例中,执行模块以自主驾驶辅助模式操作。这意味着,一方面控制信号被传送至转向系统,以便执行车辆的横向控制。另一方面,控制信号还被传送至动力传动系、驱动发动机以及制动系统,以便执行车辆的纵向控制,即,可以自动的方式实现加速和/或制动。在自主驾驶辅助模式中,驾驶员仅须允许驾驶辅助操作,且还可以在任何时候将其中断。
图4示出了在第一驾驶场景下用于机动车辆的驾驶辅助方法。借助该方法,可实现机动车辆与服务终端的对准和/或接近,使其最终停靠在目标位置。所述方法包括以下步骤:
第一步骤S1:确认车辆正在靠近所述服务终端;
第二步骤S2:扩展安装在车辆上的至少一个超声波传感器的探测范围;
第三步骤S3:根据所述至少一个超声波传感器的探测信号执行驾驶辅助操作,以实现车辆与所述服务终端的对准和/或接近。
第一步骤S1中,可通过来自驾驶员的声学和/或触觉的命令,确认车辆正在靠近所述服务终端。在此,驾驶员可通过其自身的判断确认需要执行车辆与服务终端的对准和/或接近,启动在第一驾驶场景下的特别模式。附加地或替换地,也可通过图像检测和/或定位检测和/或无线射频识别,确认车辆正在靠近所述服务终端。在此,车辆根据检测结果自行启动在第一驾驶场景下的特别模式。
第二步骤S2中,在特别模式下,扩展安装在车辆上的至少一个超声波传感器的探测范围。优选地,位于车辆前部两侧的超声波传感器通过软件设置被调整至其最大探测范围,从而形成朝向车辆前方倾斜地延伸的探测区域。与此同时,对超声波传感器的灵敏度也相应地进行调整,使得能够在更大的探测范围内可靠地检测到障碍物的存在。
第三步骤S3中,根据所述至少一个超声波传感器的探测信号,执行车辆的驾驶辅助操作。可选地,在靠近服务终端的过程中,可借助声学和/或光学和/或触觉上可察觉的信号为驾驶员提供转向引导信息,车辆的横向控制和纵向控制都由驾驶员执行。可选地,在靠近服务终端的过程中,车辆在半自主驾驶辅助模式下运行。这意味着,车辆的纵向控制由驾驶员执行,车辆的纵向控制则由车辆根据所述至少一个超声波传感器的探测信号自主地执行。可选地,在靠近服务终端的过程中,车辆在自主驾驶辅助模式下运行,这意味着,车辆的横向控制和纵向控制皆由车辆根据所述至少一个超声波传感器的探测信号自主地执行。
优选地,当车辆停靠在目标位置后,特别模式结束,安装在车辆上的至少一个超声波传感器的探测范围被恢复至其正常状态,即实际探测范围小于最大探测范围的状态。探测范围的这种调整能够避免扩展的探测范围在其他驾驶场景下对驾驶员产生不必要的干扰。
以上所述和附图所示的实施例不是限制性的,而仅用于更清楚地阐述本发明的构思。本发明的保护范围由所附权利要求限定。在本发明的教导之下,本领域技术人员可对实施例中的布置进行增加、替换、省略、组合、分离等各种变型,这些变型均落入本发明的保护范围中。
Claims (15)
1.一种机动车辆的接近辅助系统,用于在车辆靠近服务终端时辅助驾驶,包括:
探测模块,包括至少一个超声波传感器;
控制模块,根据所述探测模块的探测信号产生控制信号;
执行模块,根据所述控制模块的控制信号执行驾驶辅助操作,以实现车辆与服务终端的对准和/或接近,其中:
控制模块接收激活指令,并响应于所述激活指令扩展所述至少一个超声波传感器的探测范围。
2.根据权利要求1所述的接近辅助系统,其中,所述接近辅助系统包括人机交互模块,当接收到来自驾驶员的声学和/或触觉命令时,向所述控制模块输出所述激活指令。
3.根据权利要求2所述的接近辅助系统,其中,所述人机交互模块包括语音识别子模块,用于接收来自驾驶员的所述声学命令。
4.根据权利要求2或3所述的接近辅助系统,其中,所述人机交互模块包括实体按钮和/或触控按钮,用于接收来自驾驶员的所述触觉命令。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的接近辅助系统,其中,所述接近辅助系统包括检测模块,当所述检测模块确认车辆正在靠近所述服务终端时,向所述控制模块输出所述激活指令。
6.根据权利要求5所述的接近辅助系统,其中,所述检测模块包括图像检测子模块,其借助图像识别技术从采集的周围环境图像中识别所述服务终端。
7.根据权利要求5或6所述的接近辅助系统,其中,所述检测模块包括定位检测子模块,其借助GPS和/或蜂窝网络获取车辆与所述服务终端的相对位置信息。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的接近辅助系统,其中,所述检测模块包括无线射频识别子模块,其借助无线射频识别技术接收并处理由所述服务终端发射的信号。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的接近辅助系统,其中,所述执行模块以手动模式操作,其借助声学和/或光学和/或触觉上可察觉的信号为驾驶员提供转向引导信息,由驾驶员执行车辆的横向控制和纵向控制。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的接近辅助系统,其中,所述执行模块以半自主驾驶辅助模式操作,其执行车辆的横向控制,由驾驶员执行车辆的纵向控制。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的接近辅助系统,其中,所述执行模块以自主驾驶辅助模式操作,其执行车辆的横向控制和纵向控制二者。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的接近辅助系统,其中,所述服务终端为自动收费机器或身份验证机器或快餐外卖站点。
13.一种在机动车辆靠近服务终端时用于驾驶辅助的方法,所述方法包括:
确认车辆正在靠近所述服务终端;
扩展安装在车辆上的至少一个超声波传感器的探测范围;
根据所述至少一个超声波传感器的探测信号执行驾驶辅助操作,以实现车辆与所述服务终端的对准和/或接近。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,通过来自驾驶员的声学和/或触觉的命令,确认车辆正在靠近所述服务终端。
15.根据权利要求13或14所述的方法,其中,通过图像检测和/或定位检测和/或无线射频识别,确认车辆正在靠近所述服务终端。
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