一种基于超声波雷达的汽车开门探测系统和方法与流程

一种基于超声波雷达的汽车开门探测系统和方法
【技术领域】
1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种基于超声波雷达的汽车开门探测系统和方法。


背景技术：

2.在正向停车或倒车泊车时，倒车雷达系统一般只考虑停车时不碰撞障碍物，因此在车辆前端和后端装设超声波雷达进行探测，以检测前后方障碍物的位置，避免碰撞，但往往忽略车两侧停车空间，导致最后开门空间不够，或车门外有障碍物，造成开门干涉。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于超声波雷达的汽车开门探测系统和方法，用以避免开门干涉的问题。
4.一方面，本发明实施例提供了一种基于超声波雷达的汽车开门探测系统，包括：第二传感器、车辆运动自检系统和车门设置的第一传感器；
5.所述第一传感器，用于检测障碍物，并记录所述障碍物的障碍物坐标，其中，所述第一传感器包括超声波雷达传感器；
6.所述车辆运动自检系统，用于获取车速信号和角度信号，根据所述车速信号、所述角度信号和所述障碍物坐标预测出预停车位置；根据所述预停车位置与获取的所述障碍物坐标生成障碍物与车门的距离；若判断出所述障碍物与车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整；
7.所述第二传感器，用于探测并记录乘客位置；
8.所述车辆运动自检系统还用于根据所述预停车位置、所述乘客位置与所述障碍物坐标生成障碍物与乘客位置所在车门的距离；若判断出所述障碍物与乘客位置所在车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整。
9.可选地，还包括：
10.所述车辆运动自检系统具体用于若判断出所述障碍物与车门的距离小于开门阈值，则锁定车门，并提示用户对车辆进行调整。
11.可选地，还包括：
12.所述车辆运动自检系统具体用于若判断出所述障碍物与车门的距离大于或等于开门阈值且小于车门旋转半径时，则提示用户小心开门。
13.可选地，还包括：
14.所述车辆运动自检系统还用于当车辆两侧的车门与障碍物的距离均小于开门阈值时，使得预停车位置的车门与障碍物的距离的满足至少一侧的车门与障碍物的距离大于车门旋转半径；或者，使得预停车位置的车门与障碍物的距离的满足至少一侧的车门与障碍物的距离大于开门阈值。
15.可选地，还包括：第三传感器和第四传感器；
16.所述车辆运动自检系统具体用于基于所述第三传感器和所述第四传感器获取角度信号，其中，所述第三传感器包括角速度传感器，所述第四传感器包括加速度传感器。
17.可选地，所述第二传感器包括压力传感器等。
18.可选地，当相对于车辆较高或较低位置的障碍物超出第一传感器的探测范围时，车辆在距离障碍物的较远距离时第一传感器记录障碍物相对于车身的空间位置。
19.另一方面，本发明实施例提供了一种基于超声波雷达的汽车开门探测方法，包括：
20.从第一传感器获取检测到的障碍物坐标，所述第一传感器包括超声波雷达传感器；
21.获取车速信号和角度信号，根据所述车速信号、所述角度信号和所述障碍物坐标预测出预停车位置；
22.根据所述预停车位置与所述障碍物坐标生成障碍物与车门的距离；
23.若判断出所述障碍物与车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整；
24.从第二传感器获取探测到的乘客位置；
25.根据所述预停车位置、所述乘客位置与所述障碍物坐标生成障碍物与乘客位置所在车门的距离；
26.若判断出所述障碍物与乘客位置所在车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整。
27.可选地，还包括：
28.若判断出所述障碍物与车门的距离小于开门阈值，则锁定车门，并提示用户对车辆进行调整。
29.另一方面，本发明实施例提供了一种车辆运动自检系统，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储包括程序指令的信息，所述处理器用于控制程序指令的执行，其特征在于，所述程序指令被处理器加载并执行时实现上述基于超声波雷达的汽车开门探测方法的步骤。
30.本发明实施例提供的技术方案中，从第一传感器获取检测到的障碍物坐标；获取车速信号和角度信号，根据车速信号、角度信号和障碍物坐标预测出预停车位置；根据预停车位置与障碍物坐标生成障碍物与车门的距离；若判断出障碍物与车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整；从第二传感器获取探测到的乘客位置；根据预停车位置、乘客位置与障碍物坐标生成障碍物与乘客位置所在车门的距离；若判断出障碍物与乘客位置所在车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整。本发明实施例提供的技术方案中，通过在车门设置第一传感器，计算出障碍物与车门的距离，基于障碍物与车门的距离避免开门干涉的问题。
【附图说明】
31.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
32.图1为本发明实施例提供的一种基于超声波雷达的汽车开门探测系统的结构示意
图；
33.图2为本发明实施例提供的障碍物与车门的位置关系的示意图；
34.图3为本发明实施例提供的第一传感器的设置位置示意图；
35.图4为本发明实施例提供的一种基于超声波雷达的汽车开门探测方法的流程图；
36.图5为本发明实施例提供的一种车辆运动自检系统的示意图。
【具体实施方式】
37.为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
38.应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
40.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
41.车辆运动自检系统(electronic power steering，简称eps)也就是电子助力转向。它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及蓄电池电源所构成，eps的工作原理简单理解为当驾驶员在进行转向时，转矩传感器就会检测到转向盘的角度以及转矩的大小，然后将电压信号传送至eps的控制模块，控制模块在结合车速信息等信息向电动机发出转向指令，从而产生转向辅助力并提供实时的车速信号和角度信号。
42.本发明实施例提供了一种基于超声波雷达的汽车开门探测系统，图1为本发明实施例提供的一种基于超声波雷达的汽车开门探测系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：第二传感器3、车辆运动自检系统2和车门设置的第一传感器1，第一传感器1与车辆运动自检系统2连接，第二传感器3与车辆运动自检系统2连接。
43.本发明实施例中，在正向停车或倒车泊车时，当车辆前后方的第一传感器1检测到障碍物高度高于控制单元储存的汽车底盘高度，且当车辆前后方的第一传感器1检测障碍物消失时，唤醒设置于车门的第一传感器1。
44.具体地，当车辆前后方的第一传感器1检测到障碍物高度高于控制单元储存的汽车底盘高度，且当车辆前后方的第一传感器1检测障碍物消失时，表明障碍物在车辆的侧方，则唤醒设置于车门的第一传感器1。
45.本发明实施例中，第一传感器包括超声波传感器。
46.第一传感器1用于检测障碍物，并记录障碍物的障碍物坐标。
47.车辆运动自检系统2用于获取车速信号和角度信号，根据车速信号、角度信号和障碍物坐标预测出预停车位置；根据预停车位置与获取的障碍物坐标生成障碍物与车门的距离；若判断出障碍物与车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整。
48.本发明实施例中，第一传感器1可通过双雷达探测到障碍物的障碍物坐标。
49.本发明实施例中，图2为本发明实施例提供的障碍物与车门的位置关系的示意图，如图2所示，车辆周围包括障碍物1、障碍物2和障碍物3，其中，若开启障碍物1对应的车门，则车门不能完全打开且车门开启的缝隙较小，乘客开启车门时可能会损伤车门，乘客可能无法在障碍物1对应的车门下车。若开启障碍物2对应的车门，则车门不能完全打开，乘客开启车门时可能会损伤车门。若开启障碍物3对应的车门，则车门能完全打开，乘客开启车门时不会损伤车门。
50.本发明实施例中，图3为本发明实施例提供的第一传感器的设置位置示意图，如图3所示，若车辆包括4个车门，则在车尾和每个车门上设置第一传感器1，图3中车尾和每个车门上的小圆圈为第一传感器1的位置。车尾上设置第一传感器1检测位于车尾后方的障碍物，每个车门上设置第一传感器1检测位于车门附近的障碍物。
51.本发明实施例中，第一传感器1适用于虚拟障碍物检测提醒，可用于探测车辆盲区及网状障碍物，比如当相对于车辆较高或较低位置的障碍物超出第一传感器1的探测范围时，当车辆在距离障碍物的较远距离时因为探测角的扩散，可检测到障碍物，第一传感器1记录障碍物相对于车身的空间位置，该空间位置为障碍物坐标。本发明实施例中，能够根据实际情况设置开门阈值。例如，开门阈值为0.5米。
52.本发明实施例中，车辆运动自检系统2可结合车速信号、角度信号、入库方向的障碍物和/或鱼眼相机预测出预停车位置。
53.第二传感器3用于探测并记录乘客位置。车辆运动自检系统2还用于根据预停车位置、乘客位置与障碍物坐标生成障碍物与乘客位置所在车门的距离；若判断出障碍物与乘客位置所在车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整。
54.本发明实施例中，第二传感器3包括压力传感器等。
55.本发明一实施例中，第二传感器3可以包括但不局限于压力传感器、形变传感器等通过压力信号或者形变信号转化为电信号的传感器，也可以是由压力、形变引起的电信号变化的电容或电阻，如压敏电阻等，当这类传感器或电阻、电容检测座位上到达一定阈值的重量时，可判断出此时座位上有人，同样，第二传感器3也可以是开关电路，当感受到达到一定阈值的压力时开关闭合，第二传感器检3可检测到此时座位上有人，第二传感器3也可以是安全带，当安全带扣上电信号接通时，第二传感器3可判断出此时座位上有人。
56.本发明实施例中，车辆运动自检系统2具体用于若判断出障碍物与车门的距离小于开门阈值，则锁定车门，并提示用户对车辆进行调整。
57.本发明实施例中，车辆运动自检系统2具体用于若判断出障碍物与车门的距离大于或等于开门阈值且小于车门旋转半径时，则提示用户小心开门。
58.作为一种可选方案，当车辆两侧的车门与障碍物的距离均小于开门阈值时，可以以牺牲一侧的方式，保证倒车轨迹的预停车位置的车门与障碍物的距离满足至少一侧的车门与障碍物的距离大于车门旋转半径，如调整后无法满足，保证倒车轨迹的预停车位置的车门与障碍物的距离满足至少一侧的车门与障碍物的距离大于开门阈值，否则输出报警信息。
59.本发明实施例中，该系统还包括：第三传感器4和第四传感器5，第三传感器4与车辆运动自检系统2连接，第四传感器5与车辆运动自检系统2连接。
60.车辆运动自检系统2具体用于基于第三传感器4和第四传感器5获取角度信号。
61.本发明实施例中，第三传感器4包括角速度传感器，第四传感器5包括加速度传感器。其中，角速度传感器包括陀螺仪。
62.具体地，可利用加速度传感器测量重力方向并推断出角度信息，例如，如果在x轴上得到0.1g的加速度，这意味着角度信息中倾斜角为arcsin(0.1)＝5.7
°
，为了避免震动和冲击造成倾斜角的计算错误，可使用截止频率为100hz或截止频率小于100hz的低通滤波器。本发明实施例提供的技术方案中，从第一传感器获取检测到的障碍物坐标；获取车速信号和角度信号，根据车速信号、角度信号和障碍物坐标预测出预停车位置；根据预停车位置与障碍物坐标生成障碍物与车门的距离；若判断出障碍物与车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整；从第二传感器获取探测到的乘客位置；根据预停车位置、乘客位置与障碍物坐标生成障碍物与乘客位置所在车门的距离；若判断出障碍物与乘客位置所在车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整。本发明实施例提供的技术方案中，通过设置第一传感器和第二传感器，计算出障碍物与车门的距离，基于障碍物与车门的距离避免开门干涉的问题。
63.基于上述基于超声波雷达的汽车开门探测系统，本发明实施例提供了一种基于超声波雷达的汽车开门探测方法，图4为本发明实施例提供的基于超声波雷达的汽车开门探测方法的流程图，如图4所示，该方法包括：
64.步骤102、从第一传感器获取检测到的障碍物坐标。
65.本发明实施例中，各步骤由车辆运动自检系统执行。本步骤中，第一传感器检测障碍物，并记录障碍物的障碍物坐标，将障碍物坐标发送至车辆运动自检系统。
66.步骤104、获取车速信号和角度信号，根据车速信号、角度信号和障碍物坐标预测出预停车位置。
67.本发明实施例中，车速信号和角度信号用于预测车辆的行驶轨迹，行驶轨迹需要避开障碍物坐标，则根据车速信号、角度信号和障碍物坐标预测出预停车位置。
68.步骤106、根据预停车位置与障碍物坐标生成障碍物与车门的距离。
69.本发明实施例中，根据预停车位置计算出车门的车门坐标。预停车位置与车辆的大小相同，能够根据车辆的设计参数确定出车门的车门坐标。
70.本发明实施例中，通过距离计算公式，计算车门坐标与障碍物坐标的距离，即为障碍物与车门的距离。
71.步骤108、若判断出障碍物与车门的距离小于开门阈值，则提示用户对车辆进行调整。
72.本发明实施例中，能够根据实际情况设置开门阈值。例如，开门阈值为0.5米。
73.本发明实施例中，若判断出障碍物与车门的距离小于开门阈值，则表明车辆产生了开门干涉的问题，不能打开车门；若判断出障碍物与车门的距离大于或等于开门阈值，则表明车辆虽然产生了开门干涉的问题，能打开车门，但需要小心地打开车门。
74.本发明实施例中，基于预停车位置可以提前计算出障碍物与车门的距离，在小于开门阈值时报警或提示用户对车辆进行调整。
75.步骤110、从第二传感器获取探测到的乘客位置。
76.本步骤中，第二传感器探测乘客位置，并记录乘客位置，将乘客位置发送至车辆运
control unit、mcu)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
87.存储器22可以是车辆运动自检系统20的内部存储单元，例如车辆运动自检系统20的硬盘或内存。存储器22也可以是车辆运动自检系统20的外部存储设备，例如车辆运动自检系统20上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，存储器22还可以既包括车辆运动自检系统20的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器22用于存储计算机程序以及车辆运动自检系统所需的其他程序和数据。存储器22还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
88.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
89.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
90.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
91.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
92.上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
93.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。