用于周围车辆的低频定位的方法和设备与流程

示意性实施例总体上涉及用于周围车辆的低频定位的方法和设备。

背景技术

很多车辆都配备了辅助进行盲点警示、碰撞警示与防撞、甚至进行自动泊车辅助的先进的安全与警示性警报系统。这些先进的传感器通常利用lidar(激光雷达)系统，lidar系统提供本地对象的合理表示。

对于未配备有lidar的车辆，在现有的产品中存在能够用于或者用于确定其它车辆的位置的传感器，例如360°相机、超声波传感器和雷达。然而，这些传感器中的每一种都存在将不能确定其它车辆的位置的情况。

例如，360°相机在光线弱或无光线区域内将表现地不如期望，超声波传感器的范围相对短并且通常不能为车辆提供全覆盖，雷达或许也同样不能为车辆提供全覆盖。另外，这些现有的技术不能每次都确定它们检测到的对象实际上是否是其它车辆。它们通常仅能够检测到对象的存在。

技术实现要素：

在第一示意性实施例中，一种系统包括第一车辆处理器，第一车辆处理器被配置为：接收从第二车辆广播的信号。所述处理器还被配置为：确定接收所述信号的第一收发器和发送所述信号的第二收发器之间的距离。所述处理器还被配置为：确定第二车辆尺寸。此外，所述处理器还被配置为：数字化地映射围绕第二收发器位置的第二车辆周界，向第一车辆驾驶员提醒可能发生的第二车辆周界与第一车辆周界重叠的状况，其中，第二收发器位置基于所述距离而被确定。

在第二示意性实施例中，一种系统包括处理器，所述处理器被配置为：确定第一车辆已进入停车场。所述处理器还被配置为：接收多个第二车辆的无线广播。此外，所述处理器还被配置为：基于接收到的信号，确定从第一车辆收发器到第二车辆收发器的距离。所述处理器还被配置为：确定围绕第二车辆收发器的第二车辆周界。所述处理器还被配置为：数字化地映射第二车辆周界，以确定第二车辆之间的空白区域；显示停车场地图，停车场地图包括被识别为潜在停车位的空白区域。

根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：确定第二车辆收发器在第二车辆内的位置。

根据本发明的一个实施例，所述处理器被配置为：基于包括在接收到的信号中的信息，确定第二车辆收发器的位置。

根据本发明的一个实施例，所述信息包括第二车辆收发器在第二车辆内的位置。

根据本发明的一个实施例，所述信息包括第二车辆标识信息，并且所述处理器被配置为：基于第二车辆标识信息，查找第二车辆收发器在每个第二车辆内的位置。

在第三示意性实施例中，一种系统包括处理器，所述处理器被配置为：响应于接收到的无线信息，并且基于对接收广播信息的接收收发器和发送广播信息的发送收发器之间的距离的确定以及对围绕发送收发器的广播车辆的周界的确定，来确定广播车辆的距离和周界。所述处理器还被配置为：显示包括接收车辆和广播车辆的地图，所述广播车辆由确定的广播车辆的周界来限定并且按照确定的广播车辆的距离被呈现。

根据本发明，提供一种系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为：基于对接收信号的接收收发器与广播所述信号的多个发送收发器之间的距离的确定以及对发送收发器相互之间的相对位置的确定，来响应于接收到的信号而确定广播车辆的距离和航向；显示包括接收车辆和广播车辆的地图，所述广播车辆按照确定的广播车辆的距离被呈现并且朝向确定的广播车辆的航向。

根据本发明的一个实施例，所述处理器还被配置为：基于包括在接收到的无线信息中的信息，确定发送收发器在广播车辆内的位置和广播车辆的周界，其中，确定的围绕发送收发器的周界表示基于发送收发器在广播车辆内的相对位置的周界。

附图说明

图1示出了示意性的车辆计算系统；

图2示出了两个车辆的低频收发器之间的通信的示意性示例；

图3示出了利用类似的车辆定位构思的停车位检测处理的示意性示例；

图4示出了用于数字化地映射车辆的示意性处理。

具体实施方式

根据需要，在此公开具体的实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示意性的，并且可以以多种可替代形式实施。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，此处所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用所要求保护的主题的代表性基础。

图1示出了用于车辆31的基于车辆的计算系统(vcs)1的示例框式拓扑图。这种基于车辆的计算系统1的示例为由福特汽车公司制造的sync系统。设置有基于车辆的计算系统的车辆可包含位于车辆中的可视前端界面4。如果所述界面设置有例如触摸敏感屏幕，则用户还能够与所述界面进行交互。在另一示意性实施例中，通过按钮按压或具有自动语音识别、语音合成的语音对话系统来进行交互。

在图1所示的示意性实施例1中，处理器3控制基于车辆的计算系统的至少一部分操作。设置在车辆内的处理器允许对命令和例程进行车载处理。另外，处理器连接到非持久性存储器5和持久性存储器7两者。在此示意性实施例中，非持久性存储器是随机存取存储器(ram)，持久性存储器是硬盘驱动器(hdd)或闪存。一般说来，持久性(非暂时性)存储器可包括当计算机或其它装置掉电时保持数据的所有形式的存储器。这些存储器包括但不限于：hdd、cd、dvd、磁带、固态驱动器、便携式usb驱动器和任何其它适当形式的持久性存储器。

处理器还设置有允许用户与处理器进行交互的多个不同的输入。在此示意性实施例中，麦克风29、辅助输入25(用于输入33)、usb输入23、gps输入24、屏幕4(其可为触摸屏显示器)和蓝牙输入15全部被提供。还提供输入选择器51，以允许用户在各种输入之间进行切换。对于麦克风和辅助连接器两者的输入在被传送到处理器之前，由转换器27对所述输入进行模数转换。尽管未示出，但是与vcs进行通信的众多车辆组件和辅助组件可使用车辆网络(诸如但不限于can总线)向vcs(或其组件)传送数据并传送来自vcs(或其组件)的数据。

系统的输出可包括但不限于视觉显示器4以及扬声器13或立体声系统输出。扬声器连接到放大器11，并通过数模转换器9从处理器3接收其信号。还可分别沿19和21所示的双向数据流产生到远程蓝牙装置(诸如个人导航装置(pnd)54)或usb装置(诸如车辆导航装置60)的输出。

在一个示意性实施例中，系统1使用蓝牙收发器15与用户的移动装置53(例如，蜂窝电话、智能电话、pda或具有无线远程网络连接能力的任何其它装置)进行通信(17)。移动装置随后可被用于通过例如与蜂窝塔57的通信(55)来与车辆31外部的网络61进行通信(59)。在一些实施例中，蜂窝塔57可以是wifi接入点。

移动装置与蓝牙收发器之间的示例性通信由信号14表示。

可通过按钮52或类似的输入来指示移动装置53与蓝牙收发器15进行配对。相应地，cpu被指示车载蓝牙收发器将与移动装置中的蓝牙收发器进行配对。

可利用例如与移动装置53关联的数据计划、话上数据或dtmf音在cpu3与网络61之间传送数据。可选地，可期望包括具有天线18的车载调制解调器63以便在cpu3与网络61之间通过语音频带传送数据(16)。移动装置53随后可被用于通过例如与蜂窝塔57的通信(55)来与车辆31外部的网络61进行通信(59)。在一些实施例中，调制解调器63可与蜂窝塔57建立通信20，以与网络61进行通信。作为非限制性示例，调制解调器63可以是usb蜂窝调制解调器，并且通信20可以是蜂窝通信。

在一个示意性实施例中，处理器设置有包括用于与调制解调器应用软件进行通信的api的操作系统。调制解调器应用软件可访问蓝牙收发器上的嵌入式模块或固件，以完成与(诸如在移动装置中发现的)远程蓝牙收发器的无线通信。蓝牙是ieee802pan(个域网)协议的子集。ieee802lan(局域网)协议包括wifi并与ieee802pan具有相当多的交叉功能。两者都适合于车辆内的无线通信。可在该领域中使用的另一通信方式是自由空间光通信(诸如irda)和非标准化消费者红外(ir)协议。

在另一实施例中，移动装置53包括用于语音频带或宽带数据通信的调制解调器。在话上数据的实施例中，当移动装置的所有者可在数据被传送的同时通过装置说话时，可实施已知为频分复用的技术。在其它时间，当所有者没有在使用装置时，数据传送可使用整个带宽(在一个示例中是300hz至3.4khz)。尽管频分复用对于车辆与互联网之间的模拟蜂窝通信而言会是常见的并仍在被使用，但其已经在很大程度上被用于数字蜂窝通信的码域多址(cdma)、时域多址(tdma)、空域多址(sdma)的混合体所替代。如果用户具有与移动装置关联的数据计划，则所述数据计划可允许宽带传输且系统可使用宽得多的带宽(加速数据传送)。在另一实施例中，移动装置53被安装至车辆31的蜂窝通信装置(未示出)所替代。在另一实施例中，移动装置(nd)53可以是能够通过例如(而不限于)802.11g网络(即，wifi)或wimax网络进行通信的无线局域网(lan)装置。

在一个实施例中，传入数据可经由话上数据或数据计划通过移动装置，通过车载蓝牙收发器，并进入车辆的内部处理器3。例如，在某些临时数据的情况下，数据可被存储在hdd或其它存储介质7上，直至不再需要所述数据时为止。

可与车辆进行交互的其它的源包括：具有例如usb连接56和/或天线58的个人导航装置54、具有usb62或其它连接的车辆导航装置60、车载gps装置24或具有与网络61的连接能力的远程导航系统(未示出)。usb是一类串行联网协议中的一种。ieee1394(火线^tm(苹果)、i.link^tm(索尼)和lynx^tm(德州仪器))、eia(电子工业协会)串行协议、ieee1284(centronics端口)、s/pdif(索尼/飞利浦数字互连格式)和usb-if(usb开发者论坛)形成了装置-装置串行标准的骨干。多数协议可针对电通信或光通信来被实施。

此外，cpu可与各种其它的辅助装置65进行通信。这些装置可通过无线连接67或有线连接69来连接。辅助装置65可包括但不限于个人媒体播放器、无线保健装置、便携式计算机等。

此外或可选地，可使用例如wifi(ieee803.11)收发器71将cpu连接到基于车辆的无线路由器73。这可允许cpu在本地路由器73的范围内连接到远程网络。

除了由位于车辆中的车辆计算系统执行示例性处理之外，在某些实施例中，还可由与车辆计算系统通信的计算系统来执行示例性处理。这样的系统可包括但不限于：无线装置(例如，但不限于，移动电话)或通过无线装置连接的远程计算系统(例如，但不限于，服务器)。这样的系统可被统称为与车辆关联的计算系统(vacs)。在某些实施例中，vacs的特定组件可根据系统的特定实施来执行处理的特定部分。通过示例而并非限制的方式，如果处理具有与配对的无线装置进行发送或者接收信息的步骤，则很可能由于无线装置不会与自身进行信息的“发送和接收”而使得无线装置不执行该处理的这一部分。本领域的普通技术人员将理解何时不适合对给定解决方案应用特定的计算系统。

在每个在此讨论的示意性实施例中，示出了可由计算系统执行的处理的示例性的、非限制的示例。针对每个处理，执行处理的计算系统出于执行处理的有限目的而变成被配置为专用处理器以执行处理是可行的。所有的处理不需要全部被执行，并且被理解为是可被执行以实现本发明的要素的多种类型的处理的示例。可根据需要向示例性处理添加额外的步骤或从示例性处理去除额外的步骤。

针对在示出示意性处理流程的附图中描述的示意性实施例，应注意的是，通用处理器可被临时用作专用处理器，以用于执行通过这些附图示出的部分或全部示例性方法的目的。当执行提供用于执行所述方法的部分或全部步骤的指令的代码时，处理器可被临时改用为专用处理器，直到所述方法完成时为止。在另一示例中，在适当的程度上，根据预先配置的处理器运行的固件可使得处理器充当为了执行所述方法或所述方法的某种合理变型的目的而被提供的专用处理器。

低频(lf)信号(诸如用于检测车辆钥匙的低频信号)可用于精确确定其它车辆相对于该车辆的位置，而不管光线条件如何或其它车辆的方向如何。与现有的检测对象/其它车辆的方法不同，lf数据包确认对象确实是车辆。此方案可以帮助增强车辆/驾驶员在行驶时对路上的其它车辆以及处于停车状态的其它车辆的意识。驾驶时利用lf检测其它车辆可对新型的驾驶员辅助技术敞开大门，同时对现有技术产生积极影响。例如，盲区辅助目前使用雷达来检测位于当前车辆的盲区内的车辆。利用lf定位，可以检测一条或更多条车道上的潜在地会在当前车辆并入相同车道时驶向当前车辆的盲区的车辆，这样的车道并线情况会造成碰撞。

当前用于无钥匙进入/无钥匙启动(peps)车辆的产品系统使用125khz的lf天线来执行peps遥控钥匙的三边测量/定位。这种定位利用遥控钥匙和车辆上的多个lf发送器之间的标准的接收信号强度指示(rssi)数据。由于所述发送器在车辆上的位置不同，因此，每个发送器固有的、本身与遥控钥匙之间的rssi值不同，算法利用这种差异来基于这些值确定遥控钥匙的位置。

类似的构思可以用于确定其它车辆的位置。通过测量一个车辆的lf收发器和另一车辆的lf收发器之间的rssi，并将这些值馈送给三边测量/定位算法，能够实时确定其它车辆位置的准确估计。

图2示出了两个车辆的lf收发器之间的通信的示意性示例。在此示意性示例中，车辆利用通常用于钥匙通信的lf收发器来与另一个车辆的lf收发器进行通信。使用车辆专用信号不仅提供了与类似配备的车辆进行通信的能力，而且使用这种信号还提供了以高精度确定位置的能力。在很多情况下，每个车辆将包括多个lf收发器，因此，一对多通信或多对一通信可如下面所描述地被用于确立感兴趣的车辆的位置。

车辆lf钥匙通信收发器能够进行±10cm误差范围的钥匙位置确定。类似的构思可用于确定其它信号接收单元(和/或响应单元)的位置，但是，这只能告诉用户收发器的相对位置。由于收发器可能在不同的车辆内被布置在不同的位置，因此，关于检测到的收发器的布置的附加信息可以辅助确定收发器周围的车辆布局。

在这个示例中，行驶的车辆201利用lf收发器广播(205)可被附近的一个或多个车辆203的收发单元检测到的lf信号。此外，在这个示例中，某种形式的车辆数据也被包括在传输中(207)，例如所述车辆数据可以指示相对的收发器位置(中央、驾驶员侧等)或者允许接收单元确定收发器周围的车辆形状的型号或其它标记。例如，也可包括其它数据，诸如，指示围绕收发器的周界的坐标系统。

例如，在一个实例中，处理可包括关于广播单元位于福特探险者(fordexplorer)中央的信息。这可通过指示vin(vin还能唯一地标识车辆，以防本地出现多辆福特探险者)或型号或者甚至只是指示数学参数来实现。在前两种实例中，接收单元可查找探险者的尺寸，确定接收单元位于中央(通过查找或作为接收到的信号的一部分)，确定车辆向收发器前方和后方各延伸8英尺并且向两侧各延伸4英尺。这样，一个围绕收发器位置的16×8的长方形近似地指示车辆位置。

在后一示例中，接收车辆可接收中央收发器的指示以及车辆两侧各+4英尺和车辆前后各+8英尺的指示符。然后接收车辆可运行一些简单数学运算，以数字化地表示发送车辆，并且可将数字化地表示的车辆放置在数字地图上。

如果存在一对多或多对一通信，则处理可利用已知的广播收发器位置信息(车辆内的位置)以及可识别或可查找的所接收的信息来确定感兴趣的车辆的形状以及与对象车辆的相对位置。

接收车辆203接收(209)lf传输数据和车辆标识数据。单元可提取(211)相关的标识数据，并确定(213)发送收发器在发送车辆内的位置。注意，这可以通过查找本地数据表或参考包括在所接收的信号内的位置数据来实现。

在接收车辆中的处理还可确定(215)与发送收发器之间的距离。因为所述距离为接收收发器和发送收发器之间的距离，所以，考虑到发送收发器在车辆内的位置和接收收发器在车辆内的位置两者，将需要做一些计算(217)。单个数据点将给出发送器的相对距离，但是，除非关于发送车辆的信号方向性或数据是已知的(例如，速度+航向或其它运动数据)，否则单个数据点代表围绕接收单元的可能位置的圆周。

当接收器接收到多于一个数据点时(219)，处理可利用圆周的重叠(作为一个示例)来确定发送车辆的位置。在其它实例中，地图数据和/或发送车辆的速度和航向数据可辅助确定发送车辆的位置。可以利用通过多个数据点或基于速度、航向等进行的对车辆位置的任何合理的确定。

在一对多或多对一的示例中，不同收发器之间的单次传输足以识别本地车辆相对于对象车辆的位置。在一对多的情况下，主(对象)车辆的单个车载收发器向感兴趣的车辆中的多个收发器发送通信。由于这些收发器中的每个收发器在车辆内有固定的位置并且有相对于彼此的相对位置，所以可以分析传入数据以确定：例如收发器1(t1)为13英尺远，收发器2(t2)为15.5英尺远，收发器3(t3)为15英尺远，收发器4(t4)为18.5英尺远。如果收发器被布置在车门内并且处理知道例如t1在驾驶员侧前门内、t2在乘客侧前门内、t3在驾驶员侧后门内以及t4在另一侧后门内，则处理可容易地确定感兴趣的车辆的相对位置(只有一组感兴趣的车辆的方向和位置匹配数据点)。

可通过多对一通信执行类似的处理，但是在这种情况下，可能需要道路数据或其它信息来最终确定感兴趣的车辆的航向，这是因为多对一通信将识别空间内的离散点，但不一定提供关于感兴趣的车辆的航向的保证。向感兴趣的车辆内的任意另一个lf收发器的二次传输也能解决这个问题，只要感兴趣的车辆内的两个收发器的相对位置是已知或可知的(例如，可查找的或包括在通信中的)。

接收单元将分离出(221)可能的发送收发器位置，并且在数字地图上数字化地映射(223)发送车辆以用于显示。这个处理可包括填充围绕检测到的发送收发器位置的车辆周界。然后，接收车辆可在接收车辆内呈现显示(225)，所述显示包括检测到的发送车辆的相对位置的显示。

这种确定可以在车辆运动时快速准确地完成，并且可以辅助驾驶员映射周围车辆的位置。由于数据基于在两个车辆之间建立的无线通信而不是基于例如相机或雷达，因此，车辆能够“知道”所检测和确定的对象确实是车辆，而不是道路异常或道路/地理特征。

即使当显示功能未被启用时，处理也可以通过(在存储器中)数字化地呈现当前车辆位置与发送车辆位置并且保持注意可能的潜在重叠(指示潜在碰撞)，来向驾驶员提醒有接近的车辆。

图3示出了利用类似的车辆定位构思的停车位检测处理的示意性示例。尽管车辆收发器的范围不可能是无限的，但是车辆收发器可以有允许车辆与本地停放的车辆的收发器通信的合理范围。由于接收车辆能确定每个本地停放的车辆内的收发器的位置，因此，接收单元能够绘制出关于车辆在停车场内的位置的合理近似地图。另外，要么应知道信号的方向，要么接收车辆将需要至少移动定义的量，以便相对于接收到的信号分离出每个车辆的位置。

在此示例中，在步骤301，车辆确定车辆已进入停车场。例如，这可以基于地图数据，或者可基于接收到来自多个停放的车辆的多个信号(指示车辆有可能在停车场中)。在这个示例中，为了保护停放的车辆的车辆电池寿命，感兴趣的(接收)车辆将唤醒停放的车辆的收发器，利用相同的方式，在车主按下钥匙上的按钮时钥匙唤醒对象车辆的收发器。

在步骤303，感兴趣的接收车辆广播lf传输信号，周围的停放的车辆接收lf传输信号。与车辆响应于钥匙传输而被唤醒类似，这些车辆被唤醒并进行响应。在另一范例中，如果不考虑电池寿命，则这些车辆也可连续或周期性地广播自己的lf数据。

这里，在步骤305，接收车辆以与参照图2描述的接收信号的方式类似的方式从周围停放的车辆接收lf传输。接收的信号也可包括发送车辆的标识信息(例如，型号或收发器位置)，在步骤307，接收车辆可因此确定每个车辆的围绕发送收发器的周界以及车辆的相对位置。在步骤309，这些车辆可被绘制到数字地图上，并且在这种情况下，可基于关于停车场的已知事实(诸如，在典型停车场中车位按规则方式对齐的事实)进行车辆位置的某种微调。任何没有被发送车辆描绘的“空白”空间表示空置的停车位或者表示车位被缺少这种形式的通信能力的车辆占用。

在步骤311，接收车辆可向驾驶员显示数字地图，并且驾驶员可以可视化地识别潜在的空置停车位。虽然该处理可能并不完美(由于空间中可能存在非发送车辆)，但是驾驶员可以至少避开数据指示根本没有任何潜在空置车位的列或区域。

图4示出了用于数字化地映射车辆的示意性处理。在此示例中，接收车辆已经从附近车辆接收到lf信号的传输。此非限制性示例示出了一种用于确定围绕本地发送车辆的近似车辆周界的处理。

首先，在步骤401，处理确定发送收发器的相对收发器位置。在步骤403，处理数字化地映射代表检测到的发送收发器的当前位置的固定点。在此示例中，在步骤405，处理首先确定发送车辆的尺寸是否是已知的(例如，可查找的或包括在接收到的信号中的)。

如果尺寸未知，则在步骤407，处理假定收发器位于车辆中央。然后，在步骤409，处理映射最大车辆尺寸(用于大型通用车辆或已知发送车辆)。在此示例中，映射最大尺寸的步骤可包括：例如，双倍映射典型的周界偏移。也就是说，对于前述探险者示例，该处理可包括：在发送收发器的两侧映射出8英尺，在发送收发器的前后映射出16英尺。通过大致绘制出四倍大的围绕收发器的车辆框，以此避免可能将车辆的一部分识别为未位于实际有车辆部分的区域。道路、地图和雷达/激光雷达数据可用于在一定程度上缩小这种限定，但前述过分谨慎的示例将适应收发器被布置在任何车辆位置，而不会错误地将车辆的一部分识别为未位于实际有车辆部分的区域。会有大量的车辆部分识别发生在没有车辆的位置，但这至少有助于避免错误地识别潜在的碰撞对象。而且，在此示例中，由于没有已知的车辆尺寸，因此可利用可能比发送车辆大很多的最大系列的尺寸。

当发送车辆的尺寸已知时，在步骤411，处理确定发送车辆中的发送收发器的相对位置是否是已知的。如果相对位置未知，则在步骤413，处理可利用已知尺寸作为最大尺寸，并进行前述的谨慎映射。如果收发器的相对位置是已知的(或可查找的)，则在步骤415，处理可确定围绕收发器位置的已知尺寸的周界。然后，在步骤417，处理可映射更精确的表示。

在谨慎的过度映射(overmapping)的实例中，处理可利用道路数据和其它车辆数据来缩小对周界未知的检测到的车辆的限定。例如，与另一已知车辆位置(或当前车辆位置)的重叠或与路外位置的重叠可表示可从过度映射中消除的区域。这可有助于针对包括收发器但尺寸未知的车辆的位置呈现更合理的猜测。

如前所述，图4中概述的很多步骤都在一对多或多对一通信的场景中解决了。如果车辆能够可靠地确定多个车外收发器的相对距离，并且知道这些收发器互相之间的相对位置，则车辆可快速且容易地确定至感兴趣的车辆的距离和感兴趣的车辆的位置。如果车辆能够可靠地确定多个车载收发器至单个感兴趣的收发器的相对距离，则车辆至少可以容易地判别感兴趣的收发器的相对位置。可如上所述地促进对感兴趣的车辆的额外映射，或者可以基于另一收发器在车辆内的位置和/或周围车辆和感兴趣的收发器的内部位置的已知信息来进行对感兴趣的车辆的额外映射。

通过使用示意性实施例，现有的车辆无线技术可改变用途以确定周围车辆的相对位置，并相对于感兴趣的车辆准确地映射和绘制周围车辆。这样可以辅助驾驶员以更好的方式了解道路和停车环境。

尽管上面描述了示例性实施例，但并不意在这些实施例描述了本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可以以逻辑方式组合各种实现的实施例的特征，以产生在此描述的实施例的情境适当的变型。