CN110603460B - 用于停车检测的车辆环境检测系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种车辆环境检测系统(3)，该车辆环境检测系统在自主车辆(1)中并且包括至少一个控制单元布置(15)和至少一个检测器布置(4,7)，该至少一个检测器布置适于获得多个检测(14)。控制单元布置(15)适于：‑形成所述多个检测(14)的簇(40)。‑形成第一边界线(16)和第二边界线(17)，其中这些边界线(16,17)具有相互纵向的延伸，边界线16、17相互平行并且限定簇(40)的外边界。‑利用边界线(16,17)的长度和/或纵向位移和/或边界线(16,17)之间的距离来确定簇(40)是否对应于对应的停放车辆(18a,18b,18c,18d,18e,18f,18g)的行(13)，该行(13)为停车行(13)。

Description

用于停车检测的车辆环境检测系统
公开内容的描述
本公开涉及一种被布置成安装在自主车辆中并且包括至少一个检测器布置和至少一个控制单元布置的车辆环境检测系统。
如今，通常在车辆中使用一个或多个雷达系统以及其他车辆环境检测系统，例如Lidar(光探测和测距)和相机图像，以便检测周围环境的障碍物。这种雷达系统通常通过以先前熟知的方式使用多普勒效应来将单个目标从周围环境中区分或分辨出来。
除了用于碰撞检测器布置之外，雷达以及其他车辆环境检测系统可例如用于检测停车位的可用空间并在停放车辆时进行辅助。当检测可用的停车空间时，必须自动识别停放车辆行。
用于在停车操作期间辅助车辆驾驶员的方法在EP 2557020中有所描述。相对于在侧向环境中的至少一个第一对象和在所述侧向环境之外的至少一个第二对象来提供和评估表征车辆环境的环境数据。
然而，需要一种用于检测停车位的可用空间的更有效且不复杂的方法和设备。
因此，本公开的目的是提供一种车辆环境检测系统，该检测系统被布置用于以比现有技术中所公开的更有效且不复杂的方式检测停车位的可用空间。
利用被布置成安装在自主车辆中并且包括至少一个检测器布置和至少一个控制单元布置的车辆环境检测系统来实现所述目的。该检测器布置适于获得多个检测。该控制单元布置适于形成所述多个检测的簇，并且适于形成第一边界线和第二边界线。这些边界线具有相互纵向的延伸，这些边界线相互平行并且限定簇的外边界。控制单元布置还适于利用边界线的长度和/或纵向位移和/或边界线之间的距离来确定簇是否对应于对应的停放车辆的行，该行为停车行。
还利用用于自主车辆中的车辆环境检测系统的方法来实现所述目的。该方法包括获得多个检测、形成所述多个检测的簇，以及形成第一边界线和第二边界线。这些边界线具有相互纵向的延伸，这些边界线相互平行并且限定簇的外边界。该方法还包括使用边界线的长度和/或纵向位移和/或边界线之间的距离来确定簇是否对应于对应的停放车辆的行，该行为停车行。
根据一些方面，如果簇已被确定在停车行中构成对应的停放车辆行，则控制单元布置适于确定被布置成连接边界线的至少一条连接线正如何相对于边界线延长，并且适于确定边界线之间的最短距离。然后控制单元布置还适于将所述距离与预先确定的车辆宽度和预先确定的车辆长度进行比较，并且适于确定停车行中的车辆如何相对于车辆环境检测系统的运动方向取向。
根据一些方面，如果簇已被确定在停车行中构成对应的停放车辆行，则控制单元布置适于确定两条边界线之间的在检测中的间隙，以便确定可用的停车位。
本公开的其他方面在从属权利要求中公开。
通过本公开获得了多个优点。例如：
-即使部分被覆盖或与道路边界如相邻建筑合并，也很容易检测到停车行。
-无需参考，即，可在空闲场地或空闲空间中检测到停车行。
-检测独立于自主车辆的运动方向。
-检测独立于被占用的停车位的数量。
-检测独立于自主车辆的速度。
-提供停车行的主要特征，即，停放车辆的取向。
-支持快速、不复杂和稳健的检测。
附图说明
现在用参考附图更详细地描述本公开，附图中：
图1示出了车辆的示意性侧视图；
图2示出了根据本公开的雷达系统的简化示意图；
图3示出了根据第一示例的经过停车行的车辆的示意性顶视图；
图4示出了被分组成簇的雷达检测的示意性俯视图；
图5示出了根据第二示例的经过停车行的车辆的简化示意性顶视图；
图6示出了根据第三示例的经过停车行的车辆的简化示意性顶视图；和
图7示出了根据本公开的方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性地示出了在运动方向F上在道路2上行驶的自主车辆1的侧视图，其中车辆1包括车辆雷达系统3，该车辆雷达系统被布置成通过以先前众所周知的方式使用多普勒效应连同对接收到的反射信号的分析(即通过使用多普勒效应叠加和识别来自相同点的连续回波)来辨别和/或分辨来自周围环境的单个目标。雷达系统位于车辆的右手侧，并且具有主视场10，该主视场瞄准指向方向P，该指向方向或多或少地垂直于运动方向F延伸。根据一些方面，主视场10具有约140°的方位角。
还参考图2，雷达系统3包括发射器布置4，该发射器布置又包括信号发生器5和发射器天线布置6。车辆雷达系统3还包括接收器布置7，该接收器布置又包括接收器8和接收器天线布置9。
发射信号11被反射，并且接收器8经由接收器天线布置9接收反射信号12。当使用时，发射器天线布置6在自主车辆1行驶经过停车位13时在指向方向P上发送信号，雷达系统3具有沿停车位13经过的所述特定视场10。雷达系统3随后利用接收器天线布置8接收发射信号11的回波。视场10以先前已知的方式对应于天线布置6、9的波束宽度。
还参考图3，在自主车辆1在运动方向F上运动时，根据需要在预先确定的频带上重复上述过程多次，以获得多个雷达检测14。
接收器布置7将被转换成数字信号的被过滤IF(中间频率)信号提供给包括DSP(数字信号处理器)功能的控制单元布置15，该控制单元布置适于以先前众所周知的方式利用第一FFT(快速傅里叶变换)进行雷达信号处理以将数字信号转换成距离域，并且利用第二FFT将来自连续雷达循环的结果组合到多普勒域中。
控制单元布置15因此被布置成通过对接收信号12的相位和振幅同时进行采样和分析来提供可能目标对象的方位角。每个雷达检测具有如图2示意性所示的特定检测方位角α、距离r和径向速度v。
根据本公开，还参考图4，控制单元布置15还包括聚类功能，并且适于在聚类过程中将雷达检测14分组到簇40中。一般来讲，簇对应于结构诸如停车行，或其中包括停车行的结构；例如，房屋的墙壁和/或平行的现有停车行。
利用形成的簇40，控制单元布置15还适于形成第一边界线16和第二边界线17，其中这些边界线16、17具有相互纵向的延伸，边界线16、17相互平行并且限定形成的簇40的外边界。利用边界线16、17之间的关系，控制单元布置15适于确定形成的簇40是否包括对应的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g的行13—停车行13，以及这些车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g如何停放，即停车行13的特征。根据一些方面，这利用对边界线16的长度和/或纵向位移和/或其间的距离的分析以及它们如何相关来确定。这将在下文进行更详细地描述。
控制单元布置15适于利用已知算法例如DBSCAN(具有噪声的基于密度的空间聚类应用)方法形成簇40，并且利用另外的已知算法例如最小二乘拟合、RANSAC(随机样本一致性)或Hough变换来确定边界线16、17。
第一边界线16是由停放行13中的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g引起的雷达检测的表示。第二边界线17是由停车行的限制引起的雷达检测的表示，例如环境对象诸如路缘、墙壁20、灌木篱墙等，或停车行13中的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g的背侧处的车圈和/或其他车辆部件。
在另一个步骤中，控制单元布置15适于确定两条边界线16、17之间的在检测中的间隙19a、19b，以便确定自主车辆1的可用停车位，其中停车行13的取向和到自主车辆1的距离是已知的。
控制单元布置15还适于通过分析边界线16、17来确定所检测的停车行的特征。
根据图4中的第一示例，簇40具有平行延伸并且由第一连接线21a和第二连接线21b连接的第一边界线16和第二边界线17，其中连接线21a、21b垂直于边界线16、17延伸。另外通过确定边界线16、17之间的最短距离22超过车辆的典型的预先确定的长度，可确定该停车行包括以垂直于边界线16、17的直线方式停放的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g。
参考图5，根据第二示例的停车行23具有平行延伸并且由第一连接线26a和第二连接线26b连接的第一边界线24和第二边界线25。第一连接线26a以第一角度
Figure BDA0002262391040000051
延伸至最靠近自主车辆1的边界线24，该第一角度低于90°。第二连接线26b以第二角度θ延伸至最靠近自主车辆1的边界线24，该第二角度超过90°。因此，确定这些角度/>
Figure BDA0002262391040000052
θ不同于90°。
另外通过确定边界线24、25之间的最短距离27超过车辆的典型的预先确定的长度，可确定该停车行包括以与边界线16、17成一角度的倾斜方式停放的停放车辆28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g，该角度低于90°或超过90°，取决于自主车辆1接近簇40的方向。
参考图6，根据第三示例的停车行29具有平行延伸并且由第一连接线32a和第二连接线32b连接的第一边界线30和第二边界线31，其中连接线21a、21b垂直于边界线16、17延伸。另外通过确定边界线30、31之间的最短距离33对应于车辆的典型的预先确定的宽度，可确定该停车行包括以平行于边界线16、17的平行方式停放的停放车辆34a、34b、34c、34d。
利用这种方法，可确定检测到的是否是停放车辆行，如果是，则确定该停车行的特征。然后，确定是否存在任何可用的停车位。
为清楚起见，图3中示出仅几个雷达检测14，并且在图5和图6中未示出雷达检测。当然，实际上存在大量的雷达检测。根据一些方面，来自雷达周期的检测被保存在检测存储器中直到下一个雷达循环，以便提供更好的环境表示。
参考图7，本公开还涉及用于自主车辆1中的车辆环境检测系统3的方法。该方法包括：
35：获得多个检测14。
36：形成所述多个检测14的簇40。
37：形成第一边界线16和第二边界线17，其中这些边界线16、17具有相互纵向的延伸，边界线16、17相互平行并且限定簇40的外边界。
38：使用边界线16、17的长度和/或纵向位移和/或边界线16、17之间的距离来确定簇40是否对应于对应的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g的行13，该行13为停车行13。
根据一些方面，如果簇40已被确定构成停车行13、23、29中的对应的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g；28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g；34a、34b、34c、34d的行13，则该方法包括：
39：确定被布置成连接边界线16、17；24、25；30、31的至少一条连接线13、26、32如何相对于边界线16、17；24、25；30、31延长。40：确定边界线16、17；24、25；30、31之间的最短距离22、27、33。
41：将所述距离与预先确定的车辆宽度和预先确定的车辆长度进行比较。
42：确定停车行13、23、29中的车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g；28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g；34a、34b、34c、34d如何相对于车辆环境检测系统3的运动方向F取向。
本公开不限于以上示例，而可以在所附权利要求书的范围内自由变化。例如，雷达系统可在任何类型的车辆中实现，诸如汽车、卡车和公共汽车以及船和飞机。
所有附图都被简化，仅示出了被认为与本公开的充分描述有关的部分。应当理解，此类雷达系统的整体设计在本领域是众所周知的。
包括在发射器天线布置6和接收器天线布置9中的天线的结构可以是任何合适的设计，诸如贴片天线的缝隙天线。发射器天线布置6和接收器天线布置9可以组合在被布置用于利用例如时分来进行发射和接收两者的一个天线布置中。
术语诸如垂直和平行不应被解释为数学上准确的，而是在本发明上下文中的实际范围内。边界线具有相互纵向的延伸并且相互平行，但当然，由于实际原因，可能发生较小的偏差。
根据一些方面，控制单元布置15包括一起或以分布式方式布置的一个或若干个单独的控制单元。
根据一些方面，自主车辆1并非必须正在移动，而是可以静止的。
根据一些方面，车辆雷达系统3可由任何类型的合适的车辆环境检测系统诸如Lidar构成。此类车辆环境检测系统3可包括在车辆的任何合适的对应位置处的至少一个检测器布置4、7和至少一个控制单元布置15。所述检测器布置4、7适于获得多个检测14。
运动方向F可指向向前运动方向以及向后运动方向。
根据一些方面，自主车辆1可从任何角度接近停车行；只要停车行在雷达系统3的视场或检测存储器中，则每个接近角度都是可能的。
一般来讲，本公开涉及一种被布置成安装在自主车辆1中并且包括至少一个检测器布置4、7和至少一个控制单元布置15的车辆环境检测系统3，其中所述检测器布置4、7适于获得多个检测14。控制单元布置15适于：
-形成所述多个检测14的簇40；
-形成第一边界线16和第二边界线17，其中这些边界线16、17具有相互纵向的延伸，边界线16、17相互平行并且限定簇40的外边界；以及
-利用边界线16、17的长度和/或纵向位移和/或边界线16、17之间的距离来确定簇40是否对应于对应的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g的行13，该行13为停车行13。
根据一些方面，车辆环境检测系统由雷达系统3构成，其中所述检测器布置包括发射器布置4和接收器布置7，其中发射器布置4包括被布置用于发射信号11的信号发生器5和发射器天线布置6，并且其中接收器布置7包括被布置用于接收反射信号12的接收器8和接收器天线布置9。
根据一些方面，如果簇40已被确定构成停车行13、23、29中的对应的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g；28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g；34a、34b、34c、34d的行13，则控制单元布置15适于：确定被布置成连接边界线16、17；24、25；30、31的至少一条连接线13、26、32如何相对于边界线16、17；24、25；30、31延长；
确定边界线16、17；24、25；30、31之间的最短距离22、27、33；将所述距离与预先确定的车辆宽度和预先确定的车辆长度进行比较；以及
确定停车行13、23、29中的车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g；28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g；34a、34b、34c、34d如何相对于车辆环境检测系统3的运动方向F取向。根据一些方面，如果簇40已被确定构成停车行13、23、29中的对应的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g；28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g；34a、34b、34c、34d的行13，则控制单元布置15适于确定两条边界线16、17；24、25；30、31之间的在检测中的间隙19a、19b，以便确定可用的停车位。
一般地讲，本公开还涉及用于自主车辆1中的车辆环境检测系统3的方法，其中该方法包括：
35：获得多个检测14。
36：形成所述多个检测14的簇40；
37：形成第一边界线16和第二边界线17，其中这些边界线16、17具有相互纵向的延伸，边界线16、17相互平行并且限定簇40的外边界；和
38：使用边界线16、17的长度和/或纵向位移和/或边界线16、17之间的距离来确定簇40是否对应于对应的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g的行13，该行13为停车行13。
根据一些方面，如果簇40已被确定构成停车行13、23、29中的对应的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g；28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g；34a、34b、34c、34d的行13，则该方法包括：
39：确定被布置成连接边界线16、17；24、25；30、31的至少一条连接线13、26、32如何相对于边界线16、17；24、25；30、31延长；40：确定边界线16、17；24、25；30、31之间的最短距离22、27、33；
41：将所述距离与预先确定的车辆宽度和预先确定的车辆长度进行比较；和
42：确定停车行13、23、29中的车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g；28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g；34a、34b、34c、34d如何相对于车辆环境检测系统3的运动方向F取向。
根据一些方面，如果簇40已被确定构成停车行13、23、29中的对应的停放车辆18a、18b、18c、18d、18e、18f、18g；28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g；34a、34b、34c、34d的行13，则该方法包括确定两条边界线16、17；24、25；30、31之间的在检测中的间隙19a、19b，以便确定可用的停车位。

Claims (7)

1.一种车辆环境检测系统(3)，所述车辆环境检测系统被布置成安装在自主车辆(1)中并且包括至少一个检测器布置(4,7)和至少一个控制单元布置(15)，其中所述检测器布置(4,7)适于获得多个检测(14)，其特征在于，所述控制单元布置(15)适于：
-形成所述多个检测(14)的簇(40)；
-形成第一边界线(16)和第二边界线(17)，其中这两条边界线(16,17)具有相互纵向的延伸，所述两条边界线(16,17)相互平行并且限定所述簇(40)的外边界；以及
-利用所述两条边界线(16,17)的长度和/或纵向位移和/或所述两条边界线(16,17)之间的距离来确定所述簇(40)是否对应于对应的停放车辆(18a,18b,18c,18d,18e,18f,18g)的行(13)，所述行(13)为停车行(13)。
2.根据权利要求1所述的车辆环境检测系统(3)，其特征在于，所述车辆环境检测系统由雷达系统(3)构成，其中所述检测器布置包括发射器布置(4)和接收器布置(7)，其中所述发射器布置(4)包括被布置用于发射信号(11)的信号发生器(5)和发射器天线布置(6)，并且其中所述接收器布置(7)包括被布置用于接收反射信号(12)的接收器(8)和接收器天线布置(9)。
3.根据权利要求1或2所述的车辆环境检测系统(3)，其特征在于，如果所述簇(40)已被确定构成所述停车行(13,23,29)中的对应的停放车辆(18a,18b,18c,18d,18e,18f,18g；28a,28b,28c,28d,28e,28f,28g；
34a,34b,34c,34d)的行(13)，则所述控制单元布置(15)适于：
确定被布置成连接所述两条边界线(16,17；24,25；30,31)的至少一条连接线(13,26,32)如何相对于所述两条边界线(16,17；24,25；30,31)延长；
确定所述两条边界线(16,17；24,25；30,31)之间的最短距离(22,27,33)；将所述距离与预先确定的车辆宽度和预先确定的车辆长度进行比较；以及
确定所述停车行(13,23,29)中的所述车辆(18a,18b,18c,18d,18e,18f,18g；28a,28b,28c,28d,28e,28f,28g；34a,34b,34c,34d)如何相对于所述车辆环境检测系统(3)的运动方向(F)取向。
4.根据权利要求1或2所述的车辆环境检测系统(3)，其特征在于，如果所述簇(40)已被确定构成所述停车行(13,23,29)中的对应的停放车辆(18a,18b,18c,18d,18e,18f,18g；28a,28b,28c,28d,28e,28f,28g；
34a,34b,34c,34d)的行(13)，则所述控制单元布置(15)适于确定所述两条边界线(16,17；24,25；30,31)之间的在检测中的间隙(19a,19b)，以便确定可用的停车位。
5.一种用于自主车辆(1)中的车辆环境检测系统(3)的方法，其中所述方法包括：
(35)获得多个检测(14)，其特征在于，所述方法还包括：
(36)形成所述多个检测(14)的簇(40)；
(37)形成第一边界线(16)和第二边界线(17)，其中这些边界线(16,17)具有相互纵向的延伸，所述两条边界线(16,17)相互平行并且限定所述簇(40)的外边界；以及
(38)利用所述两条边界线(16,17)的长度和/或纵向位移和/或所述两条边界线(16,17)之间的距离来确定所述簇(40)是否对应于对应的停放车辆(18a,18b,18c,18d,18e,18f,18g)的行(13)，所述行(13)为停车行(13)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，如果所述簇(40)已被确定构成所述停车行(13,23,29)中的对应的停放车辆(18a,18b,18c,18d,18e,18f,18g；28a,28b,28c,28d,28e,28f,28g；34a,34b,34c,34d)的行(13)，则所述方法包括：
(39)确定被布置成连接所述两条边界线(16,17；24,25；30,31)的至少一条连接线(13,26,32)如何相对于所述两条边界线(16,17；24,25；30,31)延长；
(40)确定所述两条边界线(16,17；24,25；30,31)之间的最短距离(22,27,33)；
(41)将所述距离与预先确定的车辆宽度和预先确定的车辆长度进行比较；以及
(42)确定所述停车行(13,23,29)中的所述车辆(18a,18b,18c,18d,18e,18f,18g；28a,28b,28c,28d,28e,28f,28g；34a,34b,34c,34d)如何相对于所述车辆环境检测系统(3)的运动方向(F)取向。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，如果所述簇(40)已被确定构成所述停车行(13,23,29)中的对应的停放车辆(18a,18b,18c,18d,18e,18f,18g；28a,28b,28c,28d,28e,28f,28g；34a,34b,34c,34d)的行(13)，则所述方法包括确定所述两条边界线(16,17；24,25；30,31)之间的在检测中的间隙(19a,19b)，以便确定可用的停车位。
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