停車空間探索裝置及其探索方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在自動(dòng)停車輔助系統(tǒng)中利用超聲波傳感器探索停車空間的停車空間 探索裝置及其探索方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 最近，正在開發(fā)支持后退平行停車及直角停車等的停車輔助系統(tǒng)（Smart Parking Assist System:SPAS)〇
[0003] 這種SPAS如圖la所示，可以由多個(gè)超聲波傳感器、ESC、MDPS、SPAS E⑶、HMI等構(gòu) 成。
[0004] 一般而言，車輛中加裝的多個(gè)超聲波傳感器由8個(gè)（8EA)前后方超聲波傳感器和 4個(gè)（4EA)側(cè)方超聲波傳感器構(gòu)成，前后方超聲波傳感器以車輛的行駛方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，探知縱 向的障礙物，側(cè)方超聲波傳感器探知橫向的障礙物。探知的障礙物信息傳遞給SPAS控制 器。
[0005] SPAS E⑶如圖lb所示，以探知的障礙物信息為基礎(chǔ)，探索障礙物的位置及停車空 間（S12)，為了在探索的停車空間停車，探索停車軌跡，把與探索的停車軌跡對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向命 令傳遞給轉(zhuǎn)向裝置（S14)。
[0006] 轉(zhuǎn)向裝置根據(jù)轉(zhuǎn)向命令控制車輛的轉(zhuǎn)向后（S16)，調(diào)正車輛的姿勢(shì)，完成車輛自動(dòng) 停車的輔助（S18)。
[0007] 如上所述，停車輔助系統(tǒng)執(zhí)行多個(gè)步驟，其中最先執(zhí)行的停車空間探索步驟（S12) 是對(duì)車輛的停車軌跡生成及停車完成性能產(chǎn)生較多影響的極其重要的步驟。
[0008] 因此，停車空間探索步驟應(yīng)正確識(shí)別停車空間及障礙物，但以往的停車輔助系統(tǒng) 使用的超聲波傳感器除測(cè)量至障礙物距離之外，在正確識(shí)別停車空間及障礙物方面，其性 能存在局限。
[0009] 盡管如此，在以往的停車輔助系統(tǒng)中，從價(jià)格方面而言，難以用其它傳感器替代。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010](要解決的技術(shù)課題）
[0011] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠利用原有的超聲波傳感器使停車空間探索 性能提高的停車空間探索裝置及其探索方法。
[0012] (解決的解決手段）
[0013] 旨在達(dá)成所述目的的本發(fā)明一方面的停車空間探索裝置包括：信號(hào)預(yù)處理部，其 對(duì)從附著于車輛的超聲波傳感器射出的超聲波信號(hào)在障礙物的邊角區(qū)間反射而返回的反 射信號(hào)進(jìn)行過濾；基于圖案的邊角推定部，其提取以隨著所述車輛的移動(dòng)而從所述反射信 號(hào)收集的多個(gè)測(cè)量距離為半徑的多個(gè)圓的交點(diǎn)，推定在以所述超聲波傳感器的附著位置 為基準(zhǔn)點(diǎn)的所述超聲波傳感器的感知區(qū)域內(nèi)，在把所述感知區(qū)域進(jìn)行二等分的第一線（a first line)和連接所述基準(zhǔn)點(diǎn)與所述交點(diǎn)的第二線（a second line)間定義的反射角，基 于所述推定的反射角，推定所述障礙物的邊角區(qū)間；及停車空間探索部，其根據(jù)推定的所述 邊角區(qū)間，探索所述車輛的停車空間。
[0014] 本發(fā)明另一方面的停車空間探索方法包括：過濾步驟，對(duì)從附著于車輛的超聲波 傳感器射出的超聲波信號(hào)在障礙物的邊角區(qū)間反射而返回的反射信號(hào)進(jìn)行過濾；交點(diǎn)提取 步驟，提取以隨著所述車輛的移動(dòng)而從所述反射信號(hào)收集的多個(gè)測(cè)量距離為半徑的多個(gè)圓 的交點(diǎn)；反射角推定步驟，在以所述超聲波傳感器的附著位置為基準(zhǔn)點(diǎn)的所述超聲波傳感 器的感知區(qū)域內(nèi)，推定把所述感知區(qū)域內(nèi)進(jìn)行二等分的第一線（a first line)和連接所述 基準(zhǔn)點(diǎn)與所述交點(diǎn)的第二線（a second line)間的反射角；基于圖案的邊角推定步驟，基于 所述推定的反射角，推定所述障礙物的邊角區(qū)間；及停車空間探索步驟，根據(jù)推定的所述邊 角區(qū)間，探索所述車輛的停車空間。
[0015] (發(fā)明效果）
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，利用原有的超聲波傳感器推定障礙物的邊角的位置，從而提高停車 空間探索正確度，最終提高車輛的自動(dòng)停車輔助系統(tǒng)的整體性能。
【附圖說明】
[0017] 圖la及圖lb是用于說明普通的車輛的自動(dòng)停車輔助系統(tǒng)的圖。
[0018] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的停車空間探索裝置框圖。
[0019] 圖3a及圖3b是用于說明本發(fā)明的停車空間探索裝置的插值超聲波反射信號(hào)的動(dòng) 作的圖。
[0020] 圖4是用于說明超聲波傳感器的障礙物感知特性的示例圖。
[0021] 圖5是顯示借助于本發(fā)明的停車空間探索裝置而建模的反射信號(hào)的示例圖。
[0022] 圖6是用于說明借助于本發(fā)明的停車空間探索裝置而基于圖案推定障礙物邊角 的步驟的圖。
[0023] 圖7a及圖7b是根據(jù)本發(fā)明，在基于圖案推定障礙物邊角的步驟中生成的反射角 曲線圖。
[0024] 圖8是用于說明借助于本發(fā)明的停車空間探索裝置而基于反射角推定障礙物邊 角的步驟的圖。
[0025] 圖9a及圖9b是用于說明借助于本發(fā)明的停車空間探索裝置而基于三角測(cè)量推定 障礙物邊角的步驟的圖。
[0026] 圖10a、圖10b及圖10c是用于說明借助于本發(fā)明的停車空間探索裝置而基于傳感 器地圖推定障礙物邊角的步驟的圖。
[0027] 圖11是用于說明本發(fā)明的停車空間探索裝置的探索停車空間的動(dòng)作的圖。
[0028] 圖12是用于說明本發(fā)明的停車空間探索裝置的對(duì)面障礙物識(shí)別動(dòng)作的圖。
[0029] 圖13是本發(fā)明實(shí)施例的停車空間探索裝置的動(dòng)作流程圖。
[0030] 符號(hào)說明
[0031] 100:停車空間探索裝置
[0032] 110:信號(hào)預(yù)處理部 120:邊角推定部
[0033] 121:基于圖案的邊角推定部 122:基于反射角的邊角推定部
[0034] 123:基于三角測(cè)量的邊角推定部
[0035] 124:基于傳感器地圖的邊角推定部
[0036] 130:停車空間探索部
【具體實(shí)施方式】
[0037] 本發(fā)明一方面的停車空間探索裝置包括：信號(hào)預(yù)處理部，其對(duì)從附著于車輛的超 聲波傳感器射出的超聲波信號(hào)在障礙物的邊角區(qū)間反射而返回的反射信號(hào)進(jìn)行過濾；基于 圖案的邊角推定部，其提取以隨著所述車輛的移動(dòng)而從所述反射信號(hào)收集的多個(gè)測(cè)量距離 為半徑的多個(gè)圓的交點(diǎn)，在以所述超聲波傳感器的當(dāng)前位置為基準(zhǔn)點(diǎn)的所述超聲波傳感器 的感知區(qū)域內(nèi)，推定在把所述感知區(qū)域進(jìn)行二等分的第一線（a first line)和連接所述基 準(zhǔn)點(diǎn)與所述交點(diǎn)的第二線（a second line)間定義的反射角，基于所述推定的反射角，推定 所述障礙物的邊角區(qū)間；及停車空間探索部，其根據(jù)推定的所述邊角區(qū)間，探索所述車輛的 停車空間。
[0038] 其中，所述基于圖案的邊角推定部，基于因所述車輛的移動(dòng)而引起的所述反射角 的變化率，推定所述障礙物的邊角區(qū)間，且分割成所述反射角減小的第一區(qū)間、與所述第一 區(qū)間連續(xù)且所述反射角保持0°的第二區(qū)間、及與所述第二區(qū)間連續(xù)且所述反射角增加的 第三區(qū)間，推定所述邊角區(qū)間。
[0039] 所述基于圖案的邊角推定部，與所述第一區(qū)間的長度相應(yīng)地補(bǔ)償所述第二區(qū)間的 起點(diǎn)（拐點(diǎn)），與所述第三區(qū)間的長度相應(yīng)地補(bǔ)償所述第二區(qū)間的終點(diǎn)（拐點(diǎn)），推定所述 邊角區(qū)間。
[0040] 另外，所述基于圖案的邊角推定部，比較所述第一及第三區(qū)間各自的長度與已設(shè) 置的長度，對(duì)所述障礙物的圖案進(jìn)行分類，且在所述第一及第三區(qū)間各自的長度為已設(shè)置 的長度以上時(shí)，把所述障礙物分類為停車的車輛圖案，在所述第一及第三區(qū)間各自的長度 不足已設(shè)置的長度時(shí)，把所述障礙物分類為方柱圖案。
[0041] 在把所述障礙物分類為方柱圖案時(shí)，所述基于圖案的邊角推定部把所述第二區(qū)間 的起點(diǎn)與終點(diǎn)推定為所述邊角區(qū)間。
[0042] 所述停車空間探索裝置還包括：基于反射角的邊角推定部，其演算所述超聲波傳 感器的當(dāng)前位置、從在所述當(dāng)前位置接收的所述反射信號(hào)收集的至所述邊角區(qū)間的距離及 在所述當(dāng)前位置的所述反射角，推定所述障礙物的所述邊角區(qū)間；基于三角測(cè)量的邊角推 定部，其利用三角測(cè)量法，利用在所述多個(gè)測(cè)量距離內(nèi)的點(diǎn)中，從所述反射角增減的m(其 中，m為2以上的自然數(shù)）個(gè)點(diǎn)（反?；夭c(diǎn)）提取的邊角推定點(diǎn)，推定所述邊角區(qū)間；及 基于傳感器地圖的邊角推定部，隨著所述車輛的移動(dòng)，從所述障礙物最初接收的反射信號(hào) 和最終接收的反射信號(hào)根據(jù)所述超聲波傳感器的固有感知角度形成傳感器地圖，其利用在 所述傳感器地圖外廓附近接收的點(diǎn)，推定所述邊角區(qū)間。
[0043] 另外，所述停車空間探索裝置還包括最終邊角推定部，其把與借助于所述基于圖 案的邊角推定部、所述基于反射角的邊角推定部、所述基于三角測(cè)量的邊角推定部及所述 基于傳感器地圖的邊角推定部而推定的各邊角區(qū)間對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值分別乘以互不相同的加 權(quán)值，對(duì)加權(quán)化的結(jié)果值進(jìn)行合算，把合算的加權(quán)化的結(jié)果值除以所述互不相同的加權(quán)值 合算結(jié)果值，把獲得的結(jié)果值推定為最終邊角區(qū)間。
[0044] 另一方面，本發(fā)明另一方面的停車空間探索方法包括：過濾步驟，對(duì)從附著于車輛 的超聲波傳感器射出的超聲波信號(hào)在障礙物的邊角區(qū)間反射而返回的反射信號(hào)進(jìn)行過濾； 交點(diǎn)提取步驟，提取以隨著所述車輛的移動(dòng)而從所述反射信號(hào)收集的多個(gè)測(cè)量距離為半徑 的多個(gè)圓的交點(diǎn)；反射角推定步驟，在以所述超聲波傳感器的附著位置為基準(zhǔn)點(diǎn)的所述超 聲波傳感器的感知區(qū)域內(nèi)，推定把所述感知區(qū)域進(jìn)行二等分的第一線（a first line)和連 接所述基準(zhǔn)點(diǎn)與所述交點(diǎn)的第二線（a second line)間的反射角；基于圖案的邊角推定步 驟，基于所述推定的反射角，推定所述障礙物的邊角區(qū)間；及停車空間探索步驟，根據(jù)推定 的所述邊角區(qū)間，探索所述車輛的停車空間。
[0045] 其中，所述基于圖案的邊角推定步驟包括：基于因所述車輛的移動(dòng)而引起的所述 反射角的變化率，把所述邊角區(qū)間分割成所述反射角減小的第一區(qū)間、與所述第一區(qū)間連 續(xù)且所述反射角保持0°的第二區(qū)間及與所述第二區(qū)間連續(xù)且所述反射角增加的第三區(qū) 間，推定所述第二區(qū)間的起點(diǎn)（拐點(diǎn)）與終點(diǎn)（拐點(diǎn)）的步驟；比較所述第一及第三區(qū)間各 自的長度與已設(shè)置的長度，對(duì)所述障礙物的圖案進(jìn)行分類的步驟；根據(jù)所述分類的障礙物 的圖案，決定所述第二區(qū)間的起點(diǎn)與終點(diǎn)的補(bǔ)償量的步驟；及把根據(jù)所述決定的補(bǔ)償量進(jìn) 行補(bǔ)償?shù)乃龅诙^(qū)間的起點(diǎn)與終點(diǎn)推定為所述邊角區(qū)間的步驟。
[0046] 所述對(duì)障礙物的圖案進(jìn)行分類的步驟是，當(dāng)所述第一及第三區(qū)間各自的長度為所 述已設(shè)置的長度以上時(shí)，把所述障礙物分類為車輛圖案，當(dāng)所述第一及第三區(qū)間各自的長 度不足所述已設(shè)置的長度時(shí)，把所述障礙物分類為方柱圖案的步驟。
[0047] 所述決定補(bǔ)償量的