CN110920555A - 用于机动车辆的主动停车辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(2)的主动停车辅助系统(4)，其中停车辅助系统(4)包含在机动车辆(2)外部以水平圆周的方式基本均匀间隔开的多个电容式超声波转换器(6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o)。

Description

用于机动车辆的主动停车辅助系统

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的主动停车辅助系统。

背景技术

停车辅助系统是旨在有利于机动车辆尤其在紧密空间中停车的设备或系统。

在运行期间，纯声学或者视觉和声学地指示从机动车辆周围的物体到驾驶员的检测距离，取决于制造商和范围。纯声学版本通过警告音表示距离，该警告音发生的越来越快直到成为连续的音调。视觉声学系统最初通过LED(发光二极管)显示器或屏幕上的图在视觉上指示朝向物体的路径，并且在距离很短(大约30cm或更少)的情况下，另外通过快速警告音提供“危险”的声音警告，该警告音成为连续警告音。

这种主动停车辅助系统包含超声波转换器或雷达系统。

压电超声波转换器集成到机动车辆的保险杠中。对双通道、四通道、和六通道系统进行区分，意味着通常涂成车辆颜色的两个、四个或六个圆形传感器集成到每个保险杠中。超声波转换器传输并接收超声波信号并且将获取的数据传输至控制单元，该控制单元接着根据超声波信号的传播时间确定从传感器至障碍物的距离。

基于雷达的停车辅助系统与超声波设计相同；然而，评估雷达信号。劣势在暴雨中变得明显，因为雷达传感器会由于水流过保险杠而偶尔发出警告。

此外，存在所谓的环绕视图系统，该环绕视图系统从空中视角生成图像，即从上方观看机动车辆。为了这个目的，除倒车摄像头之外，附加广角摄像机位于前面并且在两个外后视镜下方。为了这个目的，所有的图像被均衡并且在驾驶舱的监视器上显示。然而，特别是当跟踪物体和检测自由空间时，这需要提供高计算能力。

因此，关于物体跟踪和距离确定，主动停车辅助系统比被动环绕视图系统有优势。然而，主动停车辅助系统仅监视机动车辆前后的区域。

因此，需要展示方法，用于机动车辆的这种主动停车辅助系统可以用该方法进行改进。

发明内容

本发明的目的是通过用于机动车辆的主动停车辅助系统实现的，其中停车辅助系统包含多个电容式超声波转换器，该电容式超声波转换器在机动车辆外部以水平圆周的方式基本均匀地间隔开。

“彼此基本均匀地间隔开”可以理解为意指直接相邻的超声波转换器覆盖的区域至少部分地重叠。相应地，在机动车辆的角落区域，直接相邻的电容式超声波转换器之间的相应距离小于机动车辆两侧上的电容式超声波转换器之间的距离。

这种电容式超声波转换器包含隔膜，该隔膜可以静电移位。因此，可以通过施加电压来产生超声波脉冲。然而，如果超声冲击隔膜，则这引起隔膜的移位，导致由隔膜和反电极组成的电容器装置的电容变化。这种电容变化可以使用测量技术检测并且被评估。

根据一实施例，电容式超声波转换器配置为微系统。微系统可以理解为意指组件，该组件的组成部分在一微米的范围内具有最小的测量值并且作为系统进行交互。通常，微系统是由一个或几个传感器、驱动器组成，并且控制衬底或芯片上的电子产品。单独组件的尺寸在几微米范围内变化。与纳米系统有区分，纳米系统具有更小的数量级。配置为微系统的这种电容式超声波转换器是经济的并且可以大量制造，具有低的功率损耗，可以很好地集成到机动车辆的外观中以便它们几乎不可见或看不到，并且提供高精度和大的带宽，以及低的信噪比或低的噪声容限。

根据附加实施例，电容式超声波转换器配置用于波束成形。波束成形可以理解为意指一种用于确定物体在声场中的位置的方法。相应设备也被称为声学摄像机、麦克风阵列、声学天线。测量原理是以麦克风阵列聚焦于不同的测量点的事实为基础。这通过各个麦克风检测到的信号的时移发生，该时移对应于从测量点到该麦克风的传播时间。相加所有麦克风的时间校正信号，借以产生与各个测量点关联的时间信号。因此来自其他位置的物体的声音衰减，因为其信号不再完全经过时间校正并且部分重叠相消。另一方面，从各个测量点(焦点)发出的声音被放大。

根据另一实施例，电容式超声波转换器设置在环绕机动车辆的装饰元件上。装饰元件可以具有纯装饰功能以便给机动车辆提供视觉上吸引人的外观。然而，可选地或另外，装饰元件也可以配置为保险杠或挡泥板。

根据另一实施例，供电线和/或信号线与装饰元件关联。例如，装饰元件的内部可以包含一个或几个通道，供电线和/或信号线容纳在该通道中，供电线和/或信号线为超声波转换器提供工作功率并且将测量值传输至主动停车辅助系统的控制单元。信号线也可以是总线系统的一部分，以便每个超声波转换器不需要单独的线路。

此外，本发明包含具有这种主动停车辅助系统的机动车辆。

附图说明

现在将借助于附图描述本发明。描述如下：

图1描绘包含主动停车辅助系统的机动车辆的示意图。

具体实施方式

描绘一场景，在该场景中机动车辆2(在示例性实施例中，乘用车)在行驶方向F上向后移动，例如以便停放机动车辆2。

机动车辆2包含主动停车辅助系统4，在图1描绘的场景中，该主动停车辅助系统4监视后方区域10a和侧区域10b中可能与机动车辆2碰撞的物体。

为了这个目的，主动停车辅助系统4包含多个电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o。

电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o设置在机动车辆2的前侧和后侧以及设置在机动车辆2的侧面。

在示例性实施例中，有15个电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o，其中的两个电容式超声波转换器6a、6b设置在前侧，三个电容式超声波转换器6h、6i、6j设置在后侧，并且五个电容式超声波转换器6c、6d、6e、6f、6g、6k、6l、6m、6n、6o设置在机动车辆2的两个侧面中的每一个侧面上。背离示例性实施例，可以有不同数量的电容式超声波转换器。同样，电容式超声波转换器也可以不同地分布在机动车辆2的前侧、后侧以及两个侧面。

因此，它们围绕机动车辆2的竖直轴线运行一次，确切地说水平环绕机动车辆。在这种情况下，电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o彼此基本均匀地间隔开。“彼此基本均匀地间隔开”可以理解为意指直接相邻的超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o覆盖的各个区域10a、10b的区域至少部分地重叠。相应地，在机动车辆2的角落区域，直接相邻的电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o之间的相应距离小于机动车辆2侧面上的电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o之间的距离。

电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o配置为微系统或配置为CMUTs(电容式微加工超声传感器)。

这种电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o的主要部件是空腔、隔膜、以及反电极。

隔膜和反电极通过施加DC(直流)电压偏置，并且经由附加AC(交流)电流信号来控制以便协调地移动隔膜。

使用例如表面微机械加工、体微机械加工、或晶片键合这样的制造方法，形成电容器装置，其中隔膜具有例如金属涂层，并且反电极是经由高度掺杂的硅衬底形成。此外，可以提供电绝缘层。芯片可以包含形成阵列的多个转换器元件。在这种情况下，每个电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o分别包含多个转换器元件，每个转换器元件具有空腔、隔膜和反电极。

在示例性实施例中，电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o设置在环绕机动车辆2的装饰元件8上。装饰元件8配置为保险杠或挡泥板。然而，偏离示例性实施例，装饰元件8可以仅具有为机动车辆2提供视觉上有吸引力的外观的功能。

此外，在示例性实施例中，装饰元件8的内部包含一个或多个通道，供电线和/或信号线容纳在该通道中，供电线和/或信号线为电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o提供工作功率并且将测量值传输至主动停车辅助系统的控制单元。

在操作期间，电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o以发生波束形成操作的方式被控制单元控制。

在这种情况下，单独的电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o从物体接收大范围的反射信号。控制单元接着确定相应距离和方向。为了这个目的，控制单元可以使用比如PCA(主成分分析)、LDA(判别函数)、MUSIC(多重信号分类)、或ESPRIT(特征值估计)这样的算法。

接着可以纯声学或者视觉和声学地指示距机动车辆2周围物体的检测距离。

因此，可以通过多个电容式超声波转换器6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o的警告来改进这种主动停车辅助系统4。

附图标记列表

2 机动车辆

4 停车辅助系统

6a 超声波转换器

6b 超声波转换器

6c 超声波转换器

6d 超声波转换器

6e 超声波转换器

6f 超声波转换器

6g 超声波转换器

6h 超声波转换器

6i 超声波转换器

6j 超声波转换器

6k 超声波转换器

6l 超声波转换器

6m 超声波转换器

6n 超声波转换器

6o 超声波转换器

8 装饰元件

10a 区域

10b 区域

F 行驶方向

Claims (6)

1.一种用于机动车辆(2)的主动停车辅助系统(4)，其中所述停车辅助系统(4)包含在所述机动车辆(2)外部以水平圆周的方式基本均匀间隔开的多个电容式超声波转换器(6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o)。

2.根据权利要求1所述的主动停车辅助系统(4)，其中所述电容式超声波转换器(6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o)配置为微系统。

3.根据权利要求1或2所述的主动停车辅助系统(4)，其中所述电容式超声波转换器(6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o)配置用于波束成形。

4.根据权利要求1、2或3所述的主动停车辅助系统(4)，其中所述电容式超声波转换器(6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6i、6j、6k、6l、6m、6n、6o)设置在环绕所述机动车辆(2)的装饰元件(8)上。

5.根据权利要求4所述的主动停车辅助系统(4)，其中供电线和/或信号线与所述装饰元件(8)关联。

6.一种包含根据权利要求1至5中任一项所述的主动停车辅助系统(4)的机动车辆(2)。

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