用于车辆的障碍检测装置和方法与流程

本发明涉及车辆技术领域。更具体地，本发明涉及用于车辆的障碍检测装置和方法。

背景技术：

通常，平开式车门通过车门铰链可转动地连接到车身，从而可以沿水平方向旋转打开/关闭车门。近年来，已经开发出在车门侧向上检测障碍物的方法，以避免车门的外侧面在车门打开过程中与障碍物发生碰撞。但是，当车门附近的障碍物较低或者车门外侧是斜坡时，现有的障碍检测系统可能无法检测到障碍物。这种情况下，在车门打开的过程中，车门的下沿很可能与障碍物发生碰撞，从而造成车门的损坏。

为此，需要一种能够检测车门下方的障碍物的障碍检测装置和方法。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供能够检测车门下方的障碍物的障碍检测装置和方法。本发明的另一目的是提供能够在车门下沿存在碰撞其下方障碍物的风险时提供辅助的障碍检测装置和方法。本发明的另一目的是提供能够防止开门后占据车门附近座椅而引起车门下沿碰撞下方障碍物的障碍检测装置和方法。

本发明的一个方面提供一种用于车辆的障碍检测装置，包括：距离测量单元，其安装到车辆的车门，用于在所述车门打开和/或闭合的过程中检测所述车门的下沿到所述车门下方的障碍物之间的竖直距离；控制单元，其能够持续从所述距离测量单元接收检测的所述距离并判断所述距离是否小于预定的第一阈值，其中，所述控制单元构造成：在判断检测的所述距离小于所述第一阈值时，控制所述车辆以向所述车辆的使用者提供车门防碰撞辅助以避免所述车门碰撞到所述障碍物。

根据本发明的实施例，所述距离测量单元安装到所述车门的内部。

根据本发明的实施例，所述距离测量单元安装到所述车门的内部且处于远离所述车门的铰链的一侧。

根据本发明的实施例，障碍检测装置还包括：座椅占用感知单元，用于判断离打开的所述车门最近的座椅是否被占用，其中，所述控制单元能够判断检测的所述距离是否小于预定的第二阈值，其中，所述控制单元构造成：在所述座椅占用感知单元判断所述座椅没有被占用、并且所述控制单元判断检测的所述距离小于所述第二阈值时，控制所述车辆以向所述车辆的使用者提供车门防碰撞辅助，以避免乘员或物品占用所述座椅后所述车门碰撞到所述障碍物。

根据本发明的实施例，所述控制单元构造成：在所述座椅占用感知单元判断所述座椅没有被占用并且所述控制单元判断检测的所述距离小于预定的第三阈值时，在所述座椅被占用之前控制升高所述车辆的悬架的高度。

根据本发明的实施例，所述车门防碰撞辅助包括向使用者提供下列各项中的至少一项：振动警示、声音警示和视觉警示(例如发光警示、图形警示和文字警示等)。

根据本发明的实施例，所述车门防碰撞辅助包括向所述车门施加与所述车门的当前运动方向相反的作用力以延缓或阻止所述车门沿当前运动方向的运动。

根据本发明的实施例，所述车门防碰撞辅助包括升高所述车辆的悬架的高度，以增大所述车门的下沿到所述车门下方的所述障碍物之间的竖直距离。

本发明的另一方面提供一种车辆，其包括根据本发明的障碍检测装置。

本发明的另一方面提供一种用于车辆的障碍检测方法，包括：在车辆的车门打开和/或闭合的过程中检测所述车门的下沿到所述车门下方的障碍物之间的竖直距离；判断检测的所述距离是否小于预定的第一阈值；并且在判断检测的所述距离小于所述第一阈值时，向所述车辆的使用者提供车门防碰撞辅助以避免所述车门碰撞到所述障碍物。

根据本发明的实施例，从所述车门的内部并且在远离所述车门的铰链的一侧，检测所述车门的下沿到所述车门下方的所述障碍物之间的竖直距离。

根据本发明的实施例，障碍检测方法还包括：判断离打开的所述车门最近的座椅是否被占用；并且判断检测的所述距离是否小于预定的第二阈值，其中，在判断所述座椅没有被占用并且检测的所述距离小于所述第二阈值时，向所述车辆的使用者提供车门防碰撞辅助，以避免乘员或物品占用所述座椅后所述车门碰撞到所述障碍物。

根据本发明的实施例，障碍检测方法还包括：在判断所述座椅没有被占用并且检测的所述距离小于预定的第三阈值时，在所述座椅被占用之前升高所述车辆的悬架的高度。

根据本发明的实施例，所述车门防碰撞辅助包括向使用者提供下列各项中的至少一项：振动警示、声音警示、发光警示、图形警示和文字警示。

根据本发明的实施例，所述车门防碰撞辅助包括向所述车门施加与所述车门的当前运动方向相反的作用力以延缓或阻止所述车门沿当前运动方向的运动。

根据本发明的实施例，所述车门防碰撞辅助包括升高所述车辆的悬架的高度，以增大所述车门的下沿到所述车门下方的所述障碍物之间的竖直距离。

根据本发明的障碍检测装置和方法可以自动检测车门下方的障碍物，及时发现车门下沿发生碰撞的风险。根据本发明的障碍检测装置和方法还可以在检测到车门下沿距离障碍物较近时提供警示、反作用力或升高悬架，从而避免车门下沿碰撞到障碍物。此外，根据本发明的障碍检测装置和方法可以防止开门后占据车门附近座椅而引起车门下沿碰撞下方障碍物。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的障碍检测装置的示意图。

图2是安装有根据本发明的实施例的障碍检测装置的车辆的车门的侧视图。

图3是应用根据本发明的实施例的障碍检测装置的示例的示意图。

图4a和图4b是应用根据本发明的实施例的障碍检测装置的示例的示意图。

图5是根据本发明的实施例的障碍检测方法的流程图。

图6是根据本发明的实施例的障碍检测方法的流程图。

图7是根据本发明的实施例的障碍检测方法的流程图。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。

根据本发明的实施例的障碍检测装置可以安装在车辆上或应用于车辆，以在车门的打开和/或闭合过程中判断车门下沿与车门下方障碍物碰撞的风险并提供车门防碰撞辅助。车辆可以是以内燃机为驱动源的内燃机汽车、以电动机为驱动源的电动汽车或燃料电池汽车、以上述两者为驱动源的混合动力汽车、或具有其他驱动源的汽车。

图1是根据本发明的一个实施例的障碍检测装置的示意图。如图1所示，障碍检测装置100包括距离测量单元10和控制单元20。

图2是根据本发明的一个实施例的安装有障碍检测装置的车辆的车门的侧视图。根据本发明的某些实施例，距离测量单元10可以安装到车辆的车门200。如图2所示，距离测量单元10可以安装到车门200的下沿。例如，在车门200的下沿可以形成有朝向下方的孔洞，距离测量单元10可以安装在该孔洞内。但是，本发明不限于此。距离测量单元10还可以以其他方式安装到车门200的下沿。

根据本发明的某些实施例，距离测量单元10安装成能够竖直向下地检测距离。例如，如图2所示，距离测量单元10能够检测从车门200的下沿到车门200下方的障碍物300之间的竖直距离d。

上文描述距离测量单元10竖直向下地检测距离。但是，本发明不限于此。本领域技术人员能够理解，根据本发明的距离测量单元还可以相对于竖直方向略成角度地检测到障碍物的距离。

“障碍物”可以包括可能存在于车门下方的任何固定的或可移动的物体，例如路沿石、台阶、护栏、石块、砖块、路桩、消防栓、减速垄、破胎器、反光道钉、挡车器、车阻石、车位锁、斜坡、突起、井盖、水沟盖、树桩等等。

根据本发明的实施例，距离测量单元10可以在车门200打开和/或关闭的过程中，检测车门200的下沿到车门200下方的障碍物之间的距离。例如，在车门200打开和/或关闭的过程中，距离测量单元10可以检测车门200的下沿到车门200下方的障碍物之间的竖直距离。

根据本发明的某些实施例，距离测量单元10可以实时地监测到障碍物的距离。例如，距离测量单元10可以每隔预定间隔(例如几十毫秒)检测到障碍物的距离。

根据本发明的某些实施例，距离测量单元10可以包括超声波测距传感器。例如，超声波测距传感器能够向障碍物发射超声波并接收从障碍物反射的回波，从而检测出到障碍物的距离。

上文描述距离测量单元10通过超声波测距传感器来检测到障碍物的距离。但是，本发明不限于此。本领域技术人员能够理解，根据本发明的距离测量单元还可以通过其他方式来检测到障碍物的距离。例如，距离测量单元10可以包括红外测距传感器、激光测距传感器等。

上文描述距离测量单元10安装到车门200的下沿而至少部分地暴露于外部环境。但是，本发明不限于此。根据本发明的某些实施方式，距离测量单元10可以安装到车门200的内部，即，车门200的主体中。这种情况下，距离测量单元10被容纳在车门200的主体中，并且不能从车门200外部直接观察到。当被容纳在车门的主体中时，距离测量单元10可以构造成能够透过车门来竖直向下地检测到车门下方的障碍物的距离，例如通过超声波测距传感器。

通常，车门200通过车门铰链等安装到车辆并且可以围绕车门铰链相对于车辆的车身水平转动。例如，距离测量单元10可以安装到车门的远离车门铰链的一侧。这种情况下，在车门围绕车门铰链打开/闭合的过程中，能够在旋转半径较大的位置处检测车门的下沿到车门下方的障碍物之间的距离，从而便于更及时地检测到碰撞发生的风险。

此外，根据本发明的距离测量单元还可以安装到车门的其他位置。例如，距离测量单元可以安装到车门的外侧面或内侧面。这种情况下，距离测量单元安装成能够竖直向下地检测距离。

上文描述距离测量单元10安装到车门200的下沿。但是，本发明不限于此。本领域技术人员能够理解，根据本发明的距离测量单元还可以相对于车门安装到其他高度。例如，距离测量单元可以安装到车门的中间高度部位或者接近上沿的部位。

根据本发明的某些实施例，障碍检测装置100可以包括多个距离测量单元10。例如，多个距离测量单元10可以沿车门200的宽度方向(图2中的左右方向)间隔开布置。例如，在地面上存在多个障碍物或者不规则的障碍物的情况下，多个距离测量单元10可以在多个位置同时检测车门的下沿到障碍物的距离，从而能够在更有效地检测到障碍物与车门碰撞的风险。

控制单元20可以与距离测量单元10通信，例如有线或无线通信。控制单元20可以从距离测量单元10接收检测的到障碍物的距离d。例如，距离测量单元10可以连续地将检测的距离发送到控制单元20。根据本发明的某些实施例，控制单元20可以判断距离d是否小于预定距离阈值dt1。控制单元20可以预先存储或从外部接收预定距离阈值dt1。控制单元20可以构造成：当判断距离d小于距离阈值dt1时，控制向车门200提供车门防碰撞辅助。

根据本发明的某些实施例，障碍检测装置100还可以包括警示单元30，以提供车门防碰撞辅助。警示单元30能够受到控制而向车辆的使用者提供警示。警示单元30可以与控制单元20有线或无线通信。在车门200打开/闭合的过程中，当控制单元20判断距离d小于距离阈值dt1时，控制单元20可以指示警示单元30向车辆的使用者提供警示，以告知使用者存在车门与障碍物碰撞的风险。警示单元30提供的警示可以包括下列至少一项：振动警示、声音警示和视觉警示(例如发光警示、图形警示和文字警示等)。

根据本发明的某些实施例，障碍检测装置100还可以包括车门运动抑制单元40，以提供车门防碰撞辅助。车门运动抑制单元40能够受到控制而沿着车门200打开/闭合的方向向车门200施加作用力。车门运动抑制单元40可以与控制单元20有线或无线通信。在车门200打开/闭合的过程中，当控制单元20判断距离d小于距离阈值dt1时，控制单元20可以指示车门运动抑制单元40向车门200施加与车门的当前运动方向相反的作用力，以延缓或阻止车门沿当前运动方向的运动。根据一个实施例，相反作用力可以通过安装在车门上的电动机和齿轮来施加。例如，电动机可以由控制单元20的信号来控制。

根据本发明的某些实施例，障碍检测装置100还可以包括悬架高度调整单元50，以提供车门防碰撞辅助。悬架高度调整单元50能够受到控制而改变车辆的悬架的高度，从而改变车门下沿的高度。悬架高度调整单元50可以与控制单元20有线或无线通信。在车门200打开/闭合的过程中，当控制单元20判断距离d小于距离阈值dt1时，控制单元20可以指示悬架高度调整单元50升高车辆的悬架，以增大车门200的下沿到车门200下方的障碍物之间的竖直距离。根据一个实施例，悬架高度调整单元50可以包括空气悬挂系统。可以通过电动或发动机驱动的气泵对空气悬挂气囊进行充气来实现悬架高度调整。

根据本发明的某些实施例，障碍检测装置100还可以包括座椅占用感知单元60。

座椅占用感知单元60能够判断车辆的座椅是否被占用。“座椅被占用”表示座椅上有乘员，或者座椅上放有物品从而该座椅无法被乘员或其他物品占用。如果“座椅未被占用”并且车门已经被打开，乘员(例如该使用者)有可能坐在该座椅上或者使用者可能将物品放置在该座椅上。这时，乘员或物品的重量可能引起车辆的底盘以及车门的下沿高度下降，从而可能导致车门的下沿与车门下方的障碍物发生碰撞。根据本发明的某些实施例，座椅占用感知单元60可以包括安装在座椅上的座椅传感器。当座椅传感器检测到座椅上乘员或物品的重量超过预定重量阈值时，座椅占用感知单元60判断该座椅被占用；否则，座椅占用感知单元60判断该座椅未被占用。

根据本发明的某些实施例，在座椅占用感知单元60判断打开的车门200附近的座椅没有被占用的情况下，控制单元20可以比较从车门200的下沿到车门200下方的障碍物300之间的竖直距离d是否小于预定距离阈值dt2。在座椅未被占用的情况下，控制单元20采用距离阈值dt2来判断车门下沿与下方障碍物碰撞的风险。控制单元20可以预先存储或从外部接收预定距离阈值dt2。控制单元20可以构造成：当座椅占用感知单元60判断打开的车门200附近的座椅没有被占用并且控制单元20判断距离d小于距离阈值dt2时，控制向车门200提供车门防碰撞辅助。这种情况下，提供的车门防碰撞辅助可以例如通过上文描述的警示单元30、车门运动抑制单元40和悬架高度调整单元50等实现。

在示例性实施例中，距离阈值dt2大于阈值dt1。在座椅未被占用的情况下，更大的距离阈值dt2可以允许座椅之后被安全地占用。如果该座椅之后被占用，则占用该座椅的乘员或物品的重量会引起车门的下沿高度下降。因此，更大的距离阈值dt2可以确保座椅随后被占用时，车门下沿也不会与下方障碍物碰撞。

根据本发明的某些实施例，在座椅占用感知单元60判断打开的车门200附近的座椅没有被占用的情况下，控制单元20可以比较距离d是否小于预定距离阈值dt3。在座椅未被占用的情况下，控制单元20采用距离阈值dt3来判断是否需要在座椅被占用之前升高车辆的悬架。控制单元20可以预先存储或从外部接收预定距离阈值dt3。根据本发明的某些实施例，控制单元20可以构造成：当控制单元20判断距离d小于距离阈值dt3、并且座椅占用感知单元60判断车门附近的座椅没有被占用时，指示悬架高度调整单元50升高车辆的悬架，以增大车门200的下沿到车门200下方的障碍物之间的竖直距离。

优选地，距离阈值dt3小于阈值dt2。距离d小于预定距离阈值dt3表明：在车门附近的座椅未被占用的情况下，车门下沿距离车门下方障碍物的距离已经很小；如果随后该座椅被占用，则很有可能造成车门下沿与障碍物碰撞。这种情况下，通过预先增大车门的下沿到障碍物的距离，可以避免座椅随后被占用时车门下沿与障碍物发生碰撞。根据本发明的某些实施例，阈值dt3可以等于阈值dt1。

图3示出根据本发明的一个实施例的障碍检测装置的应用示例。如图3所示，车辆的车门200旁边有一段斜坡。在车门200被打开的过程中，距离测量单元10可以连续地检测车门200下沿距车门200下方的障碍物(如斜坡表面)的距离d。当检测的距离d小于阈值dt1时，控制单元20(图3中未示出)可以控制车辆以向车辆的使用者提供车门防碰撞辅助以避免车门碰撞到斜坡。

图4a-4b示出根据本发明的一个实施例的障碍检测装置的另一应用示例。如图4a所示，在车辆的车门200打开的情况下，距离测量单元10检测到车门的下沿距离障碍物300的距离h1，并且座椅占用感知单元60判断车门附近的座椅是否被占用。

如图4b所示，如果控制单元20判断距离h1小于距离阈值dt3并且座椅占用感知单元60判断座椅没有被占用时，则控制单元20指示悬架高度调整单元50升高车辆的悬架，以增大车门200的下沿到车门200下方的障碍物之间的竖直距离。这时，车门的下沿距离障碍物300的距离为h1+δh，其中δh为车辆悬架升高的高度。

根据本发明的某些实施例，车辆悬架升高的高度δh可以是固定值或者可变值。对于可变值，车辆悬架升高的高度δh可以是根据各种条件而变化的函数。例如，这些条件可以包括：车门的下沿距障碍物的距离h1和距离阈值dt3的差值、将占用座椅的乘员或物品的重量、该座椅相对于车辆的位置、其他座椅的占用情况等等。

在车辆的底盘以及车门的高度被升高之后，例如即使座椅随后被占用，也不会造成车门下沿与障碍物发生碰撞。

下面将参考附图描述根据本发明的实施例的障碍检测方法。图5示出根据本发明的实施例的障碍检测方法的流程图。

如图5所示，在步骤s510，在车辆的车门200打开和/或闭合的过程中，检测车门200的下沿到车门200下方的障碍物之间的竖直距离d。根据本发明的某些实施例，上述竖直距离可以通过上文描述的距离测量单元10检测得到。根据本发明的某些实施例，可以实时地检测到障碍物的距离，例如每隔预定间隔(例如几毫秒)。优选地，可以在车门的远离车门铰链的一侧，检测车门的下沿到车门下方的障碍物之间的竖直距离。

在步骤s520，判断该距离d是否小于预定阈值dt1。根据本发明的某些实施例，可以预先存储或从外部接收预定距离阈值dt1。

如果在步骤s520中判断距离d小于距离阈值dt1，则该方法进行到步骤s530。在步骤s530，向使用者提供车门防碰撞辅助。根据本发明的某些实施例，车门防碰撞辅助可以包括下列各项中的至少一项：向使用者提供警示，以告知使用者存在车门与障碍物碰撞的风险；向车门200施加与车门的当前运动方向相反的作用力，以延缓或阻止车门沿当前运动方向的运动；和升高车辆的悬架，以增大车门200的下沿到车门200下方的障碍物之间的竖直距离。

警示可以包括下列至少一项：振动警示、声音警示和视觉警示(例如发光警示、图形警示和文字警示等)。例如，可以通过上文描述的警示单元30来提供警示。对车门施加的反作用力可以通过例如上文描述的车门运动抑制单元40实现。升高车辆的悬架可以通过例如上文描述的悬架高度调整单元50实现。

根据本发明的某些实施例，可以根据特定的情况来提供相应的车门防碰撞辅助。例如，当判断出距离d小于距离阈值dt1时，先向使用者提供警示。在提供警示之后，如果车门的打开或闭合没有停止(例如车门继续沿当前运动方向运动)，则向车门施加相反的作用力。这时，如果车门的打开或闭合依然没有停止，则升高车辆的悬架。

此外，本领域技术人员能够理解，还可以根据其他情况来提供相应的车门防碰撞辅助。例如，在距离d相对大时提供警示，而在距离d相对较小时向车门施加相反的作用力和/或升高车辆的悬架。

上文描述顺序地执行各种车门防碰辅助(例如提供警示、施加反作用力和升高悬架)。但是，本发明不限于此。本领域技术人员能够理解，根据本发明的各种车门防碰辅助还可以以其他顺序执行。例如，在向车门施加与车门的当前运动方向相反的作用力时，可以同时向使用者提供警示。

下面将参考附图描述根据本发明的实施例的障碍检测方法。图6示出根据本发明的另一实施例的障碍检测方法的流程图。

在步骤s610，在车辆的车门200打开和/或闭合的过程中，检测车门200的下沿到车门200下方的障碍物之间的竖直距离d。

在步骤s620，判断该车门200附近的座椅是否被占用。根据本发明的某些实施例，可以通过上文描述的座椅占用感知单元60来判断座椅是否被占用。

如果在步骤s620中判断该车门200附近的座椅已被占用，则该方法进行到步骤s630-s640。步骤s630-s640中执行的操作与上文参考图5所描述的步骤s520-s530中执行的操作类似，在此不再赘述。

如果在步骤s620中判断该车门200附近的座椅未被占用，则该方法进行到步骤s650。在步骤s650，判断该距离d是否小于预定距离阈值dt2。根据本发明的某些实施例，可以预先存储或从外部接收预定距离阈值dt2。距离阈值dt2用于在座椅未被占用的情况下判断车门下沿与下方障碍物碰撞的风险。

优选地，距离阈值dt2大于阈值dt1。在座椅未被占用的情况下，采用更大的距离阈值dt2来判断车门下沿与下方障碍物碰撞的风险，从而座椅随后被占用时车门下沿也不会与下方障碍物碰撞。

如果在步骤s650中判断距离d小于距离阈值dt2，则该方法进行到步骤s640'，向使用者车门防碰撞辅助。步骤s640'执行的操作与上文参考图5所描述的步骤s530中执行的操作类似，在此不再赘述。

下面将参考附图描述根据本发明的其他实施例的障碍检测方法。图7示出根据本发明的另一实施例的障碍检测方法的流程图。

与上文参考图6所述的方法相比，图7的方法增加了步骤s660和s670。图7的障碍检测方法的步骤s610-s640执行的操作与上文参考图6所描述的步骤s610-s640中执行的操作类似，在此不再赘述。

在参考图7所述的障碍检测方法中，如果在步骤s620中判断该车门200附近的座椅未被占用，则该方法进行到步骤s660。在步骤s660，判断该距离d是否小于预定距离阈值dt3。优选地，距离阈值dt3小于阈值dt2。阈值dt3的含义参考上文所述，在此不再赘述。

如果在步骤s660中判断距离d不小于距离阈值dt3，则该方法进行到步骤s650。之后，在步骤s650中判断该距离d是否小于预定距离阈值dt2，并且在距离d小于距离阈值dt2时，执行步骤s640'以提供相应的防碰撞辅助。步骤s640'执行的操作与上文参考图5所描述的步骤s530中执行的操作类似，在此不再赘述。

如果在步骤s660中判断距离d小于距离阈值dt3，则该方法进行到步骤s670。在步骤s670，在车门200附近的座椅被占用之前，升高车辆的悬架的高度。这种情况下，预先增大车门的下沿到车门下方的障碍物之间的竖直距离，可以防止在该座椅被占用(例如乘员坐在该座椅上)时降低车门下沿的高度而造成车门下沿与车门下方的障碍物发生碰撞。

在步骤s670中升高车辆的悬架的高度之后，该方法返回到步骤s610，从而可以在车门200打开和/或闭合的过程中，继续检测车门200的下沿到车门200下方的障碍物之间的竖直距离d并在竖直距离d满足相应条件时提供车门防碰辅助。

在上文参考图7描述的障碍检测方法中，在判断距离d是否小于预定距离阈值dt2之前先判断距离d是否小于预定距离阈值dt3。但是，根据本发明的障碍检测方法不限于此。本领域技术人员能够理解，根据本发明的障碍检测方法可以以任意顺序执行：判断距离d是否小于预定距离阈值dt3和判断距离d是否小于预定距离阈值dt2。此外，根据本发明的障碍检测方法可以仅执行判断距离d是否小于预定距离阈值dt3或判断距离d是否小于预定距离阈值dt2。

应当理解，本发明不限于上文描述且附图所示的精确结构，而是可以在不脱离本发明的范围的情况下具有各种修改和替换。本发明的范围由权利要求书限定。