停车空间探索装置及其探索方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在自动停车辅助系统中利用超声波传感器探索停车空间的停车空间 探索装置及其探索方法。
【背景技术】
[0002] 最近，正在开发支持后退平行停车及直角停车等的停车辅助系统（Smart Parking Assist System:SPAS)〇
[0003] 这种SPAS如图la所示，可以由多个超声波传感器、ESC、MDPS、SPAS E⑶、HMI等构 成。
[0004] 一般而言，车辆中加装的多个超声波传感器由8个（8EA)前后方超声波传感器和 4个（4EA)侧方超声波传感器构成，前后方超声波传感器以车辆的行驶方向为基准，探知纵 向的障碍物，侧方超声波传感器探知横向的障碍物。探知的障碍物信息传递给SPAS控制 器。
[0005] SPAS E⑶如图lb所示，以探知的障碍物信息为基础，探索障碍物的位置及停车空 间（S12)，为了在探索的停车空间停车，探索停车轨迹，把与探索的停车轨迹对应的转向命 令传递给转向装置（S14)。
[0006] 转向装置根据转向命令控制车辆的转向后（S16)，调正车辆的姿势，完成车辆自动 停车的辅助（S18)。
[0007] 如上所述，停车辅助系统执行多个步骤，其中最先执行的停车空间探索步骤（S12) 是对车辆的停车轨迹生成及停车完成性能产生较多影响的极其重要的步骤。
[0008] 因此，停车空间探索步骤应正确识别停车空间及障碍物，但以往的停车辅助系统 使用的超声波传感器除测量至障碍物距离之外，在正确识别停车空间及障碍物方面，其性 能存在局限。
[0009] 尽管如此，在以往的停车辅助系统中，从价格方面而言，难以用其它传感器替代。
【发明内容】
[0010](要解决的技术课题）
[0011] 因此，本发明的目的在于提供一种能够利用原有的超声波传感器使停车空间探索 性能提高的停车空间探索装置及其探索方法。
[0012] (解决的解决手段）
[0013] 旨在达成所述目的的本发明一方面的停车空间探索装置包括：信号预处理部，其 对从附着于车辆的超声波传感器射出的超声波信号在障碍物的边角区间反射而返回的反 射信号进行过滤；基于图案的边角推定部，其提取以随着所述车辆的移动而从所述反射信 号收集的多个测量距离为半径的多个圆的交点，推定在以所述超声波传感器的附着位置 为基准点的所述超声波传感器的感知区域内，在把所述感知区域进行二等分的第一线（a first line)和连接所述基准点与所述交点的第二线（a second line)间定义的反射角，基 于所述推定的反射角，推定所述障碍物的边角区间；及停车空间探索部，其根据推定的所述 边角区间，探索所述车辆的停车空间。
[0014] 本发明另一方面的停车空间探索方法包括：过滤步骤，对从附着于车辆的超声波 传感器射出的超声波信号在障碍物的边角区间反射而返回的反射信号进行过滤；交点提取 步骤，提取以随着所述车辆的移动而从所述反射信号收集的多个测量距离为半径的多个圆 的交点；反射角推定步骤，在以所述超声波传感器的附着位置为基准点的所述超声波传感 器的感知区域内，推定把所述感知区域内进行二等分的第一线（a first line)和连接所述 基准点与所述交点的第二线（a second line)间的反射角；基于图案的边角推定步骤，基于 所述推定的反射角，推定所述障碍物的边角区间；及停车空间探索步骤，根据推定的所述边 角区间，探索所述车辆的停车空间。
[0015] (发明效果）
[0016] 根据本发明，利用原有的超声波传感器推定障碍物的边角的位置，从而提高停车 空间探索正确度，最终提高车辆的自动停车辅助系统的整体性能。
【附图说明】
[0017] 图la及图lb是用于说明普通的车辆的自动停车辅助系统的图。
[0018] 图2是本发明实施例的停车空间探索装置框图。
[0019] 图3a及图3b是用于说明本发明的停车空间探索装置的插值超声波反射信号的动 作的图。
[0020] 图4是用于说明超声波传感器的障碍物感知特性的示例图。
[0021] 图5是显示借助于本发明的停车空间探索装置而建模的反射信号的示例图。
[0022] 图6是用于说明借助于本发明的停车空间探索装置而基于图案推定障碍物边角 的步骤的图。
[0023] 图7a及图7b是根据本发明，在基于图案推定障碍物边角的步骤中生成的反射角 曲线图。
[0024] 图8是用于说明借助于本发明的停车空间探索装置而基于反射角推定障碍物边 角的步骤的图。
[0025] 图9a及图9b是用于说明借助于本发明的停车空间探索装置而基于三角测量推定 障碍物边角的步骤的图。
[0026] 图10a、图10b及图10c是用于说明借助于本发明的停车空间探索装置而基于传感 器地图推定障碍物边角的步骤的图。
[0027] 图11是用于说明本发明的停车空间探索装置的探索停车空间的动作的图。
[0028] 图12是用于说明本发明的停车空间探索装置的对面障碍物识别动作的图。
[0029] 图13是本发明实施例的停车空间探索装置的动作流程图。
[0030] 符号说明
[0031] 100:停车空间探索装置
[0032] 110:信号预处理部 120:边角推定部
[0033] 121:基于图案的边角推定部 122:基于反射角的边角推定部
[0034] 123:基于三角测量的边角推定部
[0035] 124:基于传感器地图的边角推定部
[0036] 130:停车空间探索部
【具体实施方式】
[0037] 本发明一方面的停车空间探索装置包括：信号预处理部，其对从附着于车辆的超 声波传感器射出的超声波信号在障碍物的边角区间反射而返回的反射信号进行过滤；基于 图案的边角推定部，其提取以随着所述车辆的移动而从所述反射信号收集的多个测量距离 为半径的多个圆的交点，在以所述超声波传感器的当前位置为基准点的所述超声波传感器 的感知区域内，推定在把所述感知区域进行二等分的第一线（a first line)和连接所述基 准点与所述交点的第二线（a second line)间定义的反射角，基于所述推定的反射角，推定 所述障碍物的边角区间；及停车空间探索部，其根据推定的所述边角区间，探索所述车辆的 停车空间。
[0038] 其中，所述基于图案的边角推定部，基于因所述车辆的移动而引起的所述反射角 的变化率，推定所述障碍物的边角区间，且分割成所述反射角减小的第一区间、与所述第一 区间连续且所述反射角保持0°的第二区间、及与所述第二区间连续且所述反射角增加的 第三区间，推定所述边角区间。
[0039] 所述基于图案的边角推定部，与所述第一区间的长度相应地补偿所述第二区间的 起点（拐点），与所述第三区间的长度相应地补偿所述第二区间的终点（拐点），推定所述 边角区间。
[0040] 另外，所述基于图案的边角推定部，比较所述第一及第三区间各自的长度与已设 置的长度，对所述障碍物的图案进行分类，且在所述第一及第三区间各自的长度为已设置 的长度以上时，把所述障碍物分类为停车的车辆图案，在所述第一及第三区间各自的长度 不足已设置的长度时，把所述障碍物分类为方柱图案。
[0041] 在把所述障碍物分类为方柱图案时，所述基于图案的边角推定部把所述第二区间 的起点与终点推定为所述边角区间。
[0042] 所述停车空间探索装置还包括：基于反射角的边角推定部，其演算所述超声波传 感器的当前位置、从在所述当前位置接收的所述反射信号收集的至所述边角区间的距离及 在所述当前位置的所述反射角，推定所述障碍物的所述边角区间；基于三角测量的边角推 定部，其利用三角测量法，利用在所述多个测量距离内的点中，从所述反射角增减的m(其 中，m为2以上的自然数）个点（反常回波点）提取的边角推定点，推定所述边角区间；及 基于传感器地图的边角推定部，随着所述车辆的移动，从所述障碍物最初接收的反射信号 和最终接收的反射信号根据所述超声波传感器的固有感知角度形成传感器地图，其利用在 所述传感器地图外廓附近接收的点，推定所述边角区间。
[0043] 另外，所述停车空间探索装置还包括最终边角推定部，其把与借助于所述基于图 案的边角推定部、所述基于反射角的边角推定部、所述基于三角测量的边角推定部及所述 基于传感器地图的边角推定部而推定的各边角区间对应的坐标值分别乘以互不相同的加 权值，对加权化的结果值进行合算，把合算的加权化的结果值除以所述互不相同的加权值 合算结果值，把获得的结果值推定为最终边角区间。
[0044] 另一方面，本发明另一方面的停车空间探索方法包括：过滤步骤，对从附着于车辆 的超声波传感器射出的超声波信号在障碍物的边角区间反射而返回的反射信号进行过滤； 交点提取步骤，提取以随着所述车辆的移动而从所述反射信号收集的多个测量距离为半径 的多个圆的交点；反射角推定步骤，在以所述超声波传感器的附着位置为基准点的所述超 声波传感器的感知区域内，推定把所述感知区域进行二等分的第一线（a first line)和连 接所述基准点与所述交点的第二线（a second line)间的反射角；基于图案的边角推定步 骤，基于所述推定的反射角，推定所述障碍物的边角区间；及停车空间探索步骤，根据推定 的所述边角区间，探索所述车辆的停车空间。
[0045] 其中，所述基于图案的边角推定步骤包括：基于因所述车辆的移动而引起的所述 反射角的变化率，把所述边角区间分割成所述反射角减小的第一区间、与所述第一区间连 续且所述反射角保持0°的第二区间及与所述第二区间连续且所述反射角增加的第三区 间，推定所述第二区间的起点（拐点）与终点（拐点）的步骤；比较所述第一及第三区间各 自的长度与已设置的长度，对所述障碍物的图案进行分类的步骤；根据所述分类的障碍物 的图案，决定所述第二区间的起点与终点的补偿量的步骤；及把根据所述决定的补偿量进 行补偿的所述第二区间的起点与终点推定为所述边角区间的步骤。
[0046] 所述对障碍物的图案进行分类的步骤是，当所述第一及第三区间各自的长度为所 述已设置的长度以上时，把所述障碍物分类为车辆图案，当所述第一及第三区间各自的长 度不足所述已设置的长度时，把所述障碍物分类为方柱图案的步骤。
[0047] 所述决定补偿量的