TW201604051A - 障礙物偵測系統及使用該系統之障礙物偵測方法 - Google Patents

Abstract

一種障礙物偵測系統包括處理器及與處理器電性連接之電磁波發射單元及警示器。處理器包括存儲單元、計算單元、比較單元及控制單元，存儲單元存儲有電磁波發射單元於工作頻率段內不同頻率點處之折返損失及根據要偵測之距離所設定之相應頻率點所對應之基準值，計算單元計算電磁波發射單元實際之折返損失，並計算出該折返損失與存儲單元內存儲之相應之折返損失之差值，比較單元比較該差值與相應之基準值，當該差值大於所對應之基準值，則確定陣列天線於要偵測之距離內存在障礙物，控制單元控制警示器工作。本發明還提供一種障礙物偵測方法。

Description

障礙物偵測系統及使用該系統之障礙物偵測方法

本發明涉及一種障礙物偵測系統，尤其涉及一種倒車過程中，對汽車後方之障礙物進行偵測之障礙物偵測系統及使用該系統之障礙物偵測方法。

汽車倒車過程中，通常需要先感知位於汽車後方之障礙物，以避免倒車過程中撞上障礙物。目前一般使用於汽車之尾部上安裝雷達探頭，於倒車前首先使用雷達探頭髮出超聲波信號，信號遇到障礙物時產生回波信號，汽車上安裝之雷達控制器接收到回波信號後進行資料處理，判斷出位於汽車後方之障礙物之位置。然，上述雷達發出之超聲波信號時會存在一定盲區，盲區內之障礙物無法被偵測出來，因此，倒車過程中，使用雷達對汽車後方之障礙物進行偵測時不能準確偵測汽車後方所有位置中之障礙物。

鑒於上述狀況，有必要提供一種能夠偵測車輛後方盲區內障礙物之障礙物偵測系統及障礙物偵測方法。

一種障礙物偵測系統，用以偵測汽車後方是否有障礙物，該障礙物偵測系統包括警示器，該障礙偵測系統還包括電磁波發射單元及處理器，該電磁波發射單元及該警示器均與該處理器電性連接，該電磁波發射單元用以發射電磁波，該處理器包括存儲單元、計算單元、比較單元及控制單元，該存儲單元存儲有該電磁波發射單元於該電磁波發射單元之工作頻率段內不同頻率點處之折返損失及根據要偵測之距離所設定之相應頻率點所對應之基準值，該計算單元用於計算該電磁波發射單元於使用過程中實際之折返損失以得出該折返損失與存儲單元內存儲之相應之頻率點所對應之折返損失之差值，該比較單元比較該差值與相應之基準值，當該比較單元比較得到該差值大於所對應之基準值，則確定該電磁波發射單元於要偵測之距離內存在障礙物，並將該電磁波發射單元於偵測之距離內存在障礙物反饋至該控制單元，以使該控制單元控制警示器工作。

一種障礙物偵測方法，包括以下步驟：

提供上述之障礙物偵測系統；

將電磁波發射單元於工作頻率段內不同頻率點處所對應之折返損失存儲於存儲單元中；

根據要偵測之距離設定該頻率段內上述不同頻率點所對應之基準值，並存儲於存儲單元中；

計算單元計算使用過程中電磁波發射單元實際之折返損失，並計算出該實際之折返損失與存儲與該存儲單元內相應頻率點對應之折返損失之差值；

比較單元比較該差值與相應頻率點處對應之基準值，以確定該電磁波發射單元於要偵測之距離內是否有障礙物；

該控制單元根據該比較單元輸出之結果控制該警示器工作。

本發明中之障礙物偵測系統利用電磁波發射單元周圍有障礙物會改變電磁波發射單元之輻射場形，從而導致電磁波發射單元之折返損失產生變化之原理，藉由設定基準值，將電磁波發射單元實際之折返損失與存儲單元內存儲之相應頻率點之折返損失之差值與所設定之該頻率點對應之基準值進行比較，以判斷電磁波發射單元於要偵測之距離內是否有障礙物。進一步地，電磁波發射單元周圍只要存在障礙物即可改變電磁波發射單元之輻射場形，電磁波發射單元之折返損失就會與存儲與存儲單元所對應頻率點之折返損失不同，因此不會存在盲區。進一步地，只要將每一頻率所對應之基準值設定得越小，則偵測距離越遠。

圖1為本發明之障礙物偵測系統之結構框圖。

圖2為圖1所示障礙物偵測系統偵測障礙物之流程圖。

請參閱圖1，本發明實施方式提供之障礙物偵測系統100用以偵測汽車後方是否有障礙物，其包括電磁波發射單元10、處理器30及警示器50。處理器30與電磁波發射單元10及警示器50電性連接。處理器30能夠判斷汽車後方是否有障礙物以選擇性地控制警示器50工作。本實施方式中，警示器50為喇叭。

電磁波發射單元10包括依次連接之發射器11、饋線12及陣列天線13。饋線12與陣列天線13連接處為陣列天線之輸入端，也即為饋電點。陣列天線13固定於汽車尾部（圖未示）。饋線12具有預設之特性阻抗。當陣列天線13之輸入阻抗等於饋線12之特性阻抗時，饋線12上沒有反射波，只有入射波。當陣列天線13之輸入阻抗與饋線12之特性阻抗不匹配時，部分能量被吸收，未被吸收之能量將反射回去以形成反射波，此時饋線12內同時存在入射波及反射波，即會存在有折返損失（Return Loss）。陣列天線13之周圍沒有障礙物時，由於陣列天線13自身之特性會導致於陣列天線13之工作頻率段內不同頻率點處對應存在特定之折返損失，且不同頻率點所對應之折返損失不同。於實際使用過程中，當陣列天線13周圍存在障礙物時，由於障礙物會改變陣列天線13之輻射場形，導致陣列天線13之工作頻率段發生偏移，且折返損失發生變化，即偏移後之頻率段內不同頻率點處對應之折返損失與陣列天線13周圍沒有障礙物時陣列天線13工作頻率段內對應之頻率點所對應之折返損失不同。障礙物離陣列天線13越遠，則陣列天線13於實際工作頻率段內不同頻率點之折返損失與對應存儲於存儲單元31內之折返損失之差值越小。

處理器30包括存儲單元31、計算單元32、比較單元33及控制單元34。存儲單元31內存儲有由於陣列天線13本身之特性導致陣列天線13於一段頻率內，不同頻率點所對應之不同之折返損失及不同頻率點所對應之基準值。本實施方式中，該基準值根據要偵測之距離之遠近進行設定，該基準值作為陣列天線13實際使用時於實際工作頻率點處之折返損失與存儲單元31存儲對應之折返損失之差值之參照基準。每一頻率點所對應之基準值根據想要偵測障礙物之距離進行設定。

計算單元32用以計算陣列天線13於使用過程中實際工作頻率點之折返損失，並計算該實際之折返與存儲於存儲單元31中存儲對應頻率點所對應之折返損失之差值，並將該差值反饋至比較單元33。比較單元33用以比較該差值與該對應頻率點所對應之標準值進行比較，以確定陣列天線13於要偵測之距離內是否有障礙物。比較單元33能夠將確定陣列天線13於要偵測之距離內有障礙物之結果反饋至控制單元34。控制單元34根據比較單元33反饋之陣列天線13於要偵測之距離內有障礙物之結果控制警示器50工作。本實施方式中，當比較單元33比較得到該差值小於該相應頻率點所對應之標準值，則判斷陣列天線13於要偵測之距離內存在障礙物，並將陣列天線13於要偵測之距離內存在障礙物之結果反饋控制單元34，以使控制單元34控制警示器50工作。本實施方式中，當每一頻率點處設定之基準值越小，該障礙物偵測系統100偵測陣列天線13有障礙物之距離越遠。

請參閱圖2，利用障礙物偵測系統100之障礙物偵測方法包括以下步驟：

S101：將陣列天線13工作頻率段內不同頻率點處所對應之折返損失存儲於存儲單元31中；

該陣列天線13之工作頻率段內不同頻率點所對應之折返損失是由陣列天線13本身之特性導致之折返損失。

S102：根據要偵測之距離設定該頻率段內不同頻率點所對應之基準值，並存儲於存儲單元31中；

該基準值作為陣列天線13於實際工作頻率點處之折返損失與存儲單元31存儲對應之折返損失之差值之參照基準。

S103：計算單元32計算得出使用過程中陣列天線13實際之折返損失，並計算出該實際之折返損失與存儲於該存儲單元31內對應之折返損失之差值；

S104：計算單元32將該差值反饋至該比較單元33；

S105：比較單元33比較該差值與對應頻率點處基準值；

當該差值大於該基準值時，則比較單元33確定陣列天線13於設定基準值所對應距離內存在障礙物，跳轉至S106，反之，一直執行S105。

S106：比較單元33將確定陣列天線13於要偵測之距離內存在障礙物之結果反饋至控制單元34；

S107：控制單元34控制警示器50工作。

本發明中之障礙物偵測系統100利用陣列天線13周圍有障礙物會改變陣列天線13之輻射場形，從而導致陣列天線13之折返損失產生變化之原理，藉由設定基準值，將陣列天線13實際之折返損失與存儲單元31內存儲之相應頻率點之折返損失之差值與所設定之該頻率點對應之基準值進行比較，以判斷陣列天線13於要偵測之距離內是否有障礙物。進一步地，陣列天線13周圍只要存在障礙物即可改變陣列天線13之輻射場形，陣列天線13之折返損失就會與存儲與存儲單元31所對應頻率點之折返損失不同，因此不會存在盲區。進一步地，只要將每一頻率所對應之基準值設定得越小，則偵測距離越遠。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。

100‧‧‧障礙物偵測系統

10‧‧‧電磁波發射單元

11‧‧‧發射器

12‧‧‧饋線

13‧‧‧陣列天線

30‧‧‧處理器

31‧‧‧存儲單元

32‧‧‧計算單元

33‧‧‧比較單元

34‧‧‧控制單元

50‧‧‧警示器

無

100‧‧‧障礙物偵測系統

10‧‧‧電磁波發射單元

11‧‧‧發射器

12‧‧‧饋線

13‧‧‧陣列天線

30‧‧‧處理器

31‧‧‧存儲單元

32‧‧‧計算單元

33‧‧‧比較單元

34‧‧‧控制單元

50‧‧‧警示器

Claims (7)

1. 一種障礙物偵測系統，用以偵測汽車後方是否有障礙物，該障礙物偵測系統包括警示器，其改良在於：該障礙偵測系統還包括電磁波發射單元及處理器，該電磁波發射單元及該警示器均與該處理器電性連接，該電磁波發射單元用以發射電磁波，該處理器包括存儲單元、計算單元、比較單元及控制單元，該存儲單元存儲有該電磁波發射單元於該電磁波發射單元之工作頻率段內不同頻率點處之折返損失及根據要偵測之距離所設定之相應頻率點所對應之基準值，該計算單元用於計算該電磁波發射單元於使用過程中實際之折返損失以得出該折返損失與存儲單元內存儲之相應之頻率點所對應之折返損失之差值，該比較單元比較該差值與相應之基準值，當該比較單元比較得到該差值大於所對應之基準值，則確定該電磁波發射單元於要偵測之距離內存在障礙物，並將該電磁波發射單元於偵測之距離內存在障礙物反饋至該控制單元，以使該控制單元控制警示器工作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之障礙物偵測系統，其中該基準值根據要偵測之距離進行設定，要偵測距離越遠則設定該電磁波發射單元於工作頻率段內不同頻率點所對應基準值越小。
3. 如申請專利範圍第1項所述之障礙物偵測系統，其中該電磁波發射單元包括依次電性連接之發射器、饋線及陣列天線，當該陣列天線周圍存在障礙物時能夠改變該陣列天線之輻射場形，從而導致該陣列天線之工作頻率段發生偏移，且折返損失發生變化，當障礙物離該陣列天線越遠，該陣列天線於實際工作頻率段內之折返損失與對應存儲於該存儲單元內相應頻率之折返損失之差值越小。
4. 一種障礙物偵測方法，包括以下步驟：
   提供如申請專利範圍第1項所述之障礙物偵測系統；
   將電磁波發射單元於工作頻率段內不同頻率點處所對應之折返損失存儲於存儲單元中；
   根據要偵測之距離設定該頻率段內上述不同頻率點所對應之基準值，並存儲於存儲單元中；
   計算單元計算使用過程中電磁波發射單元實際之折返損失，並計算出該實際之折返損失與存儲與該存儲單元內相應頻率點對應之折返損失之差值；
   比較單元比較該差值與相應頻率點處對應之基準值，以確定該電磁波發射單元於要偵測之距離內是否有障礙物；
   該控制單元根據該比較單元輸出之結果控制該警示器工作。
5. 如申請專利範圍第4項所述之障礙物偵測方法，還包括該計算單元將該差值反饋至該比較單元，該比較單元比較得到該差值大於相應頻率點處對應之基準值，以確定該電磁波發射單元於要偵測之距離內有障礙物。
6. 如申請專利範圍第5項所述之障礙物偵測方法，還包括該比較單元將確定該電磁波發射單元於要偵測之距離內存在障礙物之結果反饋至該控制單元，該控制單元根據該比較單元反饋之該電磁波發射單元於要偵測之距離內存在障礙物之結果控制警示器工作。
7. 如申請專利範圍第4所述之障礙物偵測方法，其中該基準值根據要偵測之距離進行設定，要偵測距離越遠則設定該電磁波發射單元於工作頻率段內不同頻率點所對應基準值越小。