CN1846149B - 停车空位的尺寸和位置的确定方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在汽车(10)经过停车空位(11)的过程中确定该停车空位(11)的尺寸(28、30)和相对于汽车(10)的位置的方法和装置，其中停车空位(11)平行于车道具有一尺寸(28)和垂直于车道具有一尺寸(30)。本发明的目的是提出一种基于超声波的停车空位测量系统，该测量系统即使在高的经过速度(高达30公里/小时)和大的停车空位探测深度(至5米)的情况下也比公知的基于超声波的停车空位测量系统精确。通过用具有第一灵敏度的第一超声波传感器(20)来确定停车空位(11)的宽度(28)和用具有第二灵敏度的第二超声波传感器(22)来确定停车空位(11)的深度(30)可达到停车空位测量的较高精度。

Description

停车空位的尺寸和位置的确定方法和装置
技术领域
本发明涉及一种停车空位的尺寸和位置的确定方法和装置。
背景技术
不断增加的交通密度和空地面积上越来越多的建筑尤其是在人口稠密的中心区不断地造成交通空间的变窄。提供的停车空间越来越狭窄，除了越来越多的交通总量寻找一个合适的停车空位给司机带来了负担。特别是在倒着进入一个停车空位时，往往很难正确估计该停车空位的精确尺寸和位置。
为了减轻汽车司机在插空停车时的负担，已有各式各样的装置问世，例如停车空位测量装置或半独立或完全独立的停车辅助系统。
在找到一个合适的停车空位后，半独立的插空停车系统根据停车空位的位置和尺寸算出最佳的驶入车道。借助一个合适的接口(光学的、声学的、或触觉的)把信息传递给司机，告诉他如何转向和给油或制动，才能最佳地驶入该停车空位。与理论轨道的误差由司机自己补偿或自动补偿。纵向运动通常由司机决定。转向也可自动进行，司机只需进行给油和制动。
为了计算驶入车道的理论轨道，既须很精确地确定停车空位界限的位置，又须很精确地断定该停车空位的深度和形状。
US 5701122提出了一种停车空位界限的确定装置。使用光学传感器来探测固定物体的距离。但这种解决方案的缺点是，光学传感器的使用带来了昂贵的价格问题；另一个缺点是，光学传感器易生故障，尤其在汽车的外观弄脏的情况下。
为了克服上述缺点，用超声波传感器来进行汽车附近的物体的探测或距离测量，因为超声波传感器比较便宜。但公知的基于超声波的停车空位测量系统的缺点是精度低，这就严重限制了实用性。特别是在高速(高达30公里/小时)经过被测量的停车空位时，公知的基于超声波的停车空位测量系统不符合要求。
发明内容
本发明的目是提出一种基于超声波的停车空位测量系统，该测量系统即使在高的经过速度(高达30公里/小时)和大的停车空位探测深度(深至5米)的情况下，也比现有技术公知的基于超声波的停车空位测量系统精确。
这个目的是通过按照本发明的方法和装置来实现的。
本发明的方法通过下列的方法步骤来表征：
-借助具有第一灵敏度的第一超声波传感器来确定停车空位的宽度；
-借助具有第二灵敏度的第二超声波传感器来确定停车空位的深度，其中第一超声波传感器的灵敏度比第二超声波传感器的灵敏度低。
通过用不同灵敏度的传感器测量停车空位可达到较高的精度。第一超声波传感器最好比第二超声波传感器的探测范围小。在一个优选的实施方案中，第一超声波传感器的探测范围为3米，而第二超声波传感器的探测范围则为5米。
特别是那些在其宽度内和靠近车道中间的障碍物的位置对驶入车道的理论轨道计算具有最重要的意义。所以本发明建议把灵敏度相对较小的第一传感器最好布置在汽车的前部。这个第一传感器的灵敏度被调节得较小，所以对该传感器视野严重限制，从而可进行限制停车空位的、靠近车道中间的障碍物的可靠定位。第一传感器相对于汽车纵轴线的取向最好为75°至80°，这样就可对一辆停着的汽车的车尾进行特别好的探测，而该汽车通常正是限制停车空位的障碍物。
灵敏度较高的、最好布置在汽车尾部的并相对于汽车纵轴线具有90°角度的第二传感器则主要用于准确探测那些限制停车空位的、远离车道中心的障碍物例如路边石。这个第二传感器的探测范围通过灵敏度参数的匹配选择，使之达到大的有效探测距离，也就是说，这个传感器被调节得很灵敏。通过在0.6米至1.2米范围适当选择灵敏度特性曲线可确保在传感器信号中不产生或只产生很少的地面回波。为了对限制停车空位深度的、通常为路边石的这种障碍物进行完善的探测，第二传感器最好按90°角度相对于汽车的纵轴线取向。
通过第一传感器的相对小的灵敏度和第二传感器的较高的灵敏度的调节同样可达到第一传感器比第二传感器以一个较低的概率探测地面回波。在两个传感器的重叠的探测区(最大大约3米)内，可根据位移信号传感器测出的两个距离信号来进行地面回波值的滤波，从而可明显提高停车空位测量的质量。此外，根据车轮脉冲计数器的测定可进行传感器的位置确定。当第二传感器的数据收到后，通过第一传感器的数据存储即可进行地面回波值的滤波。这种滤波的前提是，通过这个不灵敏的第一传感器可探测到真实的障碍物。这可通过第一传感器的灵敏度的适当选择来保证。
根据这个方法的一个特别优选的方案，在横向停车时，第一超声波传感器的探测范围为3米或接近3米，第二超声波传感器的探测范围为5米或接近5米；而在纵向停车时，第一超声波传感器的探测范围为2米或接近2米，第二超声波传感器的探测范围则为3.5米或接近3.5米。
按照本发明的一个停车空位的尺寸和位置的确定装置可通过不同灵敏度的至少两个超声波传感器来表征。最好这两个超声波传感器具有不同的探测范围。在一个特别优选的实施方案中，第一超声波传感器布置在汽车的前侧范围，而第二超声波传感器则布置在汽车的后侧范围。
在一个特别优选的实施方案中，第一超声波传感器相对于汽车纵轴线按大约70°到80°和/或第二超声波传感器相对于汽车纵轴线按一个90°或接近90°的角度取向。
本发明的优点在于，这个装置既可用在汽车左侧，又可用在右侧。也可两侧布置。
本发明的其他优选方案可从各项从属权利要求所述的特征中得知。
附图说明
下面结合附图所示的实施例来详细说明本发明。附图表示：
图1a一辆带有确定停车空位的尺寸和位置的本发明装置的汽车在开始经过该停车空位时的示意图；
图1b一辆带有确定停车空位的尺寸和位置的本发明装置的汽车在经过该停车空位的过程中的示意图；
图1c一辆带有确定停车空位的尺寸和位置的本发明装置的汽车在经过该停车空位结束时的示意图；
图2a一辆带有确定停车空位的尺寸和位置的本发明装置的汽车在经过横向停车空位之前的示意图；
图2b一辆带有确定停车空位的尺寸和位置的本发明装置的汽车在经过横向停车空位的过程中的示意图。
具体实施方式
图1a表示一辆汽车10倒着进行停车过程的开始的示意图。在车道16上沿行驶方向15行驶的汽车10需要一个足够宽和深的停车空位，才能按规定插空停车。为了检查停车空位11的尺寸是否满足汽车10的需要，在汽车10经过停车空位11的过程中必须确定停车空位11的宽度28和停车空位11的深度30。停车空位11的精确位置及其尺寸(宽度28和深度30)的确定必须具有很高的精度，才能向独立的/半独立的插空停车辅助系统提供相应的数据。如果例如对限制停车空位11宽度28的汽车12的前侧区或后侧区估计不正确或不够精确，则按插空停车辅助系统算出的理论轨道(停车轨道)行车可能导致与汽车12之一相撞。为了能用廉价的超声波传感器进行停车空位11的位置和尺寸的尽可能精确的测定，本发明在汽车10上布置了两个超声波传感器20、22。其中超声波传感器20具有较小的探测范围24。这个探测范围24在纵向内大约为3米。第一传感器20相对于汽车的纵轴线大约按70°至85°的角度布置在汽车10的右前侧。而第二传感器22则具有大约5米(纵向)的较大探测范围26。此外，第二传感器22相对于汽车的纵轴线取向90°布置在汽车10的尾部。
在使用不同灵敏度/不同探测范围尺寸的多个传感器20、22的情况下，尽管使用廉价的超声波传感器，但在高的经过速度(高达30公里/小时)时，也能保证高精确地测定停车空位11的宽度28(限制物体：汽车12)和停车空位11的深度30(限制物体：路边石14)。这是因为具有较小灵敏度和较小探测范围24的第一传感器20保证了限制停车空位11的宽度28的汽车12、尤指汽车12的对准停车空位11的左前部或尾部的精确定位的缘故。这类障碍物(汽车边角)的精确定位对紧接着的半自动/自动插空停车特别重要，因为这里在插空停车过程中可能存在撞车的危险。
第二传感器22主要用于探测路边石14，但也用于验证第一传感器20的停车空位的定位结果。
第一传感器20的探测范围24通过探测重复率的选择、通过传感器的盒的选择和通过灵敏度参数的匹配这样进行选择：可进行位于附近的汽车边角或障碍物边角的很精确的定位，也就是说，传感器的灵敏度被调节得相当小，以至产生传感器的严重受限的视野，所以可以进行可靠的边角或障碍物定位。第一传感器20相对于汽车10的纵轴线的取向由于减震器几何形状一般最好大约为75°至80°，这样，在经过停车空位11后，就可很好地测定汽车12的车尾范围。
第二传感器22的探测范围26通过灵敏度参数的匹配进行这样选择，使其达到大的有效探测距离，也就是说，这个传感器被调节得很灵敏。所以第二传感器22主要用于横向停车空位和纵向停车空位的路边石14的探测。通过在0.6米至1.2米范围内的灵敏度特性曲线的适当选择确保不产生或只产生很少的地面回波。为了达到路边石14的良好探测，车尾传感器最好按90°的角度取向。除了这个功能外，第二传感器22还用于改善停车空位测量的边角定位。
如图1b和1c所示，通过具有不同探测范围24和26的传感器20、22既可高精确地实现作为限制停车空位11的宽度28的物体即汽车12的精确定位，又可实现作为限制停车空位11的深度30的物体即路边石14的精确定位。所以在汽车10经过停车空位11后可向半自动/自动的停车辅助系统或别的信息处理系统提供停车空位11的位置和尺寸的很精确的信息。只有通过这些精确的信息，特别是通过汽车12的边角的位置才可算出插空停车过程的相应的理论轨道。
通过第一传感器20的较小灵敏度和第二传感器22的较高灵敏度的调节同样可达到第一传感器20比第二传感器22以一个较低的概率探测地面回波。在两个传感器的重叠的探测区(大约到3米)可根据位移信号传感器测出的两个距离信号进行地面回波值的滤波。此外，根据车轮脉冲计数器的测定可进行传感器的位置确定。当第二传感器22的数据被接收后，通过第一传感器20的数据存储即可进行地面回波值的滤波。这样滤波的前提是，通过不灵敏的传感器20可探测到真实的障碍物(汽车12)。这可通过第一传感器20的灵敏度参数的适当选择来保证。
本发明不受这里示出的实施例的限制，更确切地说，通过上述机构和特征的组合和修改可实现别的实施方案，而不偏离本发明的范围。

Claims (11)

1.在汽车经过一个停车空位过程中确定该停车空位的尺寸和相对于汽车的位置的方法，该停车空位平行于和垂直于车道分别具有一种宽度和深度的尺寸，该方法通过下列方法步骤来表征：
-借助具有第一灵敏度的第一超声波传感器(20)来确定停车空位(11)的宽度(28)；
-借助具有第二灵敏度的第二超声波传感器(22)来确定停车空位(11)的深度(30)，其中第一超声波传感器(20)的灵敏度比第二超声波传感器(22)的灵敏低。
2.按权利要求1所述的方法，
其特征为，
第一超声波传感器(20)的探测范围比第二超声波传感器(22)小。
3.按权利要求1或2所述的方法：
其特征为，
第一超声波传感器(20)相对于汽车(10)纵轴线按70°至80°的角度取向和/或第二超声波传感器(22)相对于汽车(10)纵轴线按90°的角度取向。
4.按权利要求1或2所述的方法，
其特征为，
借助第二超声波传感器(22)来附加地确定停车空位(11)的宽度(28)，并将结果与借助第一超声波传感器(20)确定的停车空位(11)的宽度(28)的结果进行比较。
5.按权利要求1或2所述的方法，
其特征为，
停车空位(11)相对于汽车(10)的位置还借助至少一个位移信号传感器和/或至少一个转向角度传感器和/或一个偏航传感器来确定。
6.按权利要求1或2所述的方法，
其特征为，
在两个传感器(20，22)的重叠的探测区内，通过与第一超声波传感器(20)的信号比较来进行第二超声波传感器(22)的信号的地面回波信号的滤波。
7.在汽车经过一个停车空位过程中确定该停车空位的尺寸和相对于汽车的位置的装置，该停车空位平行于和垂直于车道分别具有一种宽度和深度的尺寸，该装置具有测量物体相对于汽车的距离机构和处理测出距离的机构，
其特征为，
具有至少两个不同灵敏度的超声波传感器(20，22)。
8.按权利要求7的装置，
其特征为，
所述超声波传感器(20，22)具有不同的探测范围(24，26)。
9.按权利要求7或8所述的装置，
其特征为，
第一超声波传感器(20)布置在汽车(10)的前侧范围，而第二超声波传感器(22)则布置在汽车(10)的后侧范围。
10.按权利要求9所述的装置，
其特征为，
第一超声波传感器(20)相对于汽车(10)的纵轴线按70°至80°的角度取向和/或第二超声波传感器(22)相对于汽车(10)的纵轴线按90°的角度取向。
11.按权利要求7或8所述的装置，
其特征为，
该装置还具有位移信号传感器和/或转向角度传感器和/或偏航传感器。
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