CN102901968A - 停车空间侦测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种停车空间侦测方法及其装置，其侦测方法是可先储存多笔车辆的移动距离、车辆与障碍物间的超声波回传距离等边界数据，再判断边界数据是否符合估测条件，如先侦测到一空间至障碍物的状态或是先侦测到障碍物至一空间的状态，其中的一状态符合时，即开始计算每一笔边界数据与此些边界数据总平均值间的一第一差值是否大于此些边界数据的一标准差；若是，则将对应的边界数据取出至少二数据点，第一数据点及第二数据点，以计算出差值后，作为第一数据点与第二数据点的权重值调配，即可获取准确度高的停车空间距离及其至少一实际边界位置。

Description

停车空间侦测方法及其装置

技术领域

本发明是有关一种停车空间侦测方法及其装置，特别是指一种利用超声波侦测停车空间距离及其至少一实际边界位置，以提高侦测实际停车空间的精确性的停车空间侦测方法及其装置。

背景技术

随着科技与机械突飞猛进，如汽车，作为载运与运输工具，让人类生活质量大幅改善，且早已扮演着重要且不可或缺角色。然而，现代社会地狭人稠，停车位的大小通常只是比一辆车在略大而已，因此驾驶者在停车时，皆是依靠眼睛及感觉去判断停车空间是可让车辆停放，但这样的判断方式，往往会因为停车过程才发现停车空间不足，

而无法停放好车辆，需重新寻找下一个停车空间，如此不仅浪费时间，又极可能妨碍交通动线，造成驾驶者极大困扰；又或者因驾驶者的停车技术不好或经验不足，需要利用前后、左右反复移动方式来完成停车动作，甚至会造成车辆的擦撞。为改善上述的问题，停车辅助装置因应而生，主要是辅助驾驶者于平行停车时，判断可停车空间是否足够，以现有的技术来说，是将传感器安装在车身侧面，以侦测两个障碍物之间的空间距离，以判断停车空间。然而这种侦测方式，在实际车辆行进中，当超越过障碍物时，因超声波反射波具广角、方向不确定性、飞行时间延迟，会造成所侦测的数据与事实状况有出入，进而导致停车空间的侦测距离误差甚大，因此如何提高侦测停车空间的高精度是亟待解决的问题。

有鉴于此，本发明遂针对上述先前技术的缺失，提出一种停车空间侦测方法及其装置，以有效克服上述的该等问题。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种停车空间侦测方法及其装置，其利用超声波侦测方式来计算障碍物与空间的位置，进而取得高准度停车空间及其实际边界位置，以解决现有侦测实际空间位置所产生大误差的问题。

本发明的另一目的在提供一种停车空间侦测方法及其装置，可通过侦测出高精度的停车空间后，即自动启动停车***，无须通过人为选定停车位置的繁琐动作。

为达上述的目的，本发明提供一种停车空间侦测方法，包括下列步骤：可将一超声波距离传感器设于一车辆的侧边，当启动停车空间侦测装置后，即可开始储存多笔车辆的移动距离、车辆与障碍物间的超声波回传距离的多笔边界数据。判断此些边界数据是否符合第一估测条件，如先侦测到一空间至障碍物的状态，若否，极有可能车辆位置位于空间位置上，故可再判断此些边界数据是否符合第二估测条件，如先侦测到障碍物至一空间的状态，若否，则重新储存边界数据，直到判断符合第一估测条件或第二估测条件为止。当第一估测条件或第二估测条件任一条件成立，即开始计算此些边界数据的一标准差。接续，依序判断每一笔边界数据与此些边界数据总平均值间的一第一差值是否大于标准差，若否，则重新计算此些边界数据的标准差；若是，则将对应的边界数据取出至少二数据点，第一数据点及第二数据点以计算出一第二差值，此第二差值是作为横向误差值补偿之用。最后，根据第二差值与车辆行驶速度以执行第一数据点与第二数据点的权重值调配，即可获取准确度高的停车空间及其至少一实际边界位置。

本发明另提供一种停车空间侦测装置，是设于一车辆上，停车空间侦测装置包括一超声波距离传感器，设于车辆的侧边，用以侦测多笔车辆与一障碍物间的超声波回传距离；一移动距离传感器，是侦测多笔车辆的一移动距离；及一储存单元，是储存此些超声波回传距离及此些移动距离的多笔边界数据；一处理单元，其连接超声波距离传感器、移动距离传感器及储存单元，处理单元是依据此些移动距离及此些超声波回传距离以计算出一停车空间及其至少一实际边界位置。

底下通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1为本发明的架构图；

图2为本发明的步骤流程图；

图3为本发明估算从一停车空间至障碍物的边界数据的步骤流程图；

图4为本发明估算从一障碍物至停车空间的边界数据的步骤流程图；

图5为本发明侦测实际停车空间位置的示意图。

附图标记说明：10-停车空间侦测装置；12-超声波距离传感器；14-移动距离传感器；16-储存单元；18-处理单元。

具体实施方式

本发明提出一个可快速、精确的寻找停车空间机制，如图1所示，为本发明的架构图。停车空间侦测装置10是设在一车辆上，当驾驶者预备寻找适当停车位置时，可启动停车空间侦测装置10，其包括一超声波距离传感器12、一移动距离传感器14、一储存单元16及连接上述组件的一处理单元18。

其中，超声波距离传感器12设于车辆的侧边，为进一步了解本发明的停车空间侦测方法，请一并参阅图1、图2，图2为本发明的步骤流程图。首先，执行步骤S10，侦测多笔边界数据，其中每一笔边界数据包含利用超声波距离传感器12侦测车辆与一障碍物间的超声波回传距离，以及利用移动距离传感器14侦测车辆的一移动距离，由超声波回传距离及车辆的移动距离可得知目前现行车辆实际的X轴及Y轴坐标位置及估测障碍物位置。再如步骤S12，由储存单元16持续地储存多笔边界数据。又如步骤S14，处理单元18判断此些边界数据是否符合一第一估测条件，其为目前侦测的边界数据小于一默认值，且上一笔该边界数据大于默认值，此默认值较佳设定为200公分。若不符合第一估测条件时，极有可能目前行驶车辆位置刚好位于停车空间位置，故执行下一步骤S16，判断此些边界数据是否符合一第二估测条件，其为目前侦测的边界数据大于一默认值，其较佳设定为200公分。若不符合第二估测条件，则回到步骤S10，此表示未有符合的停车空间，需持续储存更多笔边界数据以供执行后续判断步骤。若符合第二估测条件，则设定为先侦测到障碍物至一停车空间的状态，换言之，停车空间是位于障碍物的前方位置，此第二估测条件针对欲估测停车空间的边界位置为Edge0。请同时参阅图3，步骤S16包括下列步骤：如步骤S162，从目前侦测到的边界数据，详言之，即判断出符合Edge0的边界数据作为目前侦测到的边界数据，并开始往后搜寻已储存的此些边界数据(如历史边界数据)，每一笔边界数据包含车辆的移动距离、车辆与障碍物间的超声波回传距离。如步骤S164，判断已储存的此些边界数据是否小于一默认值，其较佳设定为200公分，若否，则回到步骤S162；若是，则执行步骤S166，储存小于默认值的此些边界数据。最后，再执行步骤S168，判断已储存此些边界数据是否符合一第二边界位置估测条件，其为车辆的移动距离(d)大于250公分或此些边界数据大于30笔。若否，则回到步骤S162，再往后搜寻更早之前已储存的此些边界数据；若是，则执行下一步骤S18，进入停车空间的边界位置估算。

在步骤S14中，处理单元18若判断此些边界数据为符合第一估测条件时，则设定为先侦测到一停车空间至障碍物的状态，换言之，停车空间是位于障碍物的后方位置，此第一估测条件针对欲估测停车空间的边界位置为Edge1。请同时参阅图4，步骤S14包括下列步骤：如步骤S142，从目前侦测到的边界数据，详言的，即判断出符合Edge1的第一估测条件的边界数据作为目前侦测到的边界数据，并开始储存车辆往前方行进中新的多笔边界数据(如未来的边界数据)，每一笔新的边界数据包含车辆的移动距离、车辆与障碍物间的超声波回传距离。再如步骤S144，判断已储存多笔边界数据是否符合一第一边界位置估测条件，其为车辆的移动距离(d)大于250公分、此些边界数据大于30笔或超声波回传距离大于200公分。只要符合上述任一第一边界位置估测条件，即执行步骤S18，估算停车空间的边界位置；若否，则回到步骤S142，车辆需继续往前行驶，同时储存更多新的此些边界数据。

在此，值得注意的是，不管处理单元18判断此些边界条件是符合第一估测条件或第二估测条件，两者停车空间的边界位置估算方式皆相同，当开始执行停车空间的边界位置估算步骤时，如步骤S20，先计算此些边界数据的平均值，其是由下列公式(1)所求得：

$m=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{x}_i}{N}..........\left(1\right)$

其中，m为边界数据平均值，N、i为实数，x为边界数据。也就是将此些边界数据，如X₁，X₂，.....X_n的N笔边界数据相加后除于总笔数，即可得到边界数据平均值。再计算此些边界数据的一标准差，其是由下列公式(2)所求得：

$s=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-m)}^2}{N}}.........\left(2\right)$

其中，s为边界数据的标准差，m为边界数据平均值，N、i为实数，x为边界数据。为避免车辆的移动速度影响，导致所侦测的每笔边界数据过于分散，进而造成估测误差，因此需利用标准差来统计此些边界数据的分散度，再进行后续的误差补偿步骤。如步骤S22，依序判断每一笔边界数据与此些边界数据总平均值间的一第一差值是否大于标准差，详言之，每一笔边界数据分别与此些边界数据总平均值相减以取得第一第一差值，再判断第一差值是否大于标准差，若否，则回到步骤S20。

为能进一步了解本发明能实际计算停车空间的至少一边界位置，请同时配合图5，若计算出来的第一差值是大于标准差，则执行步骤S24，将对应的边界数据取出至少二数据点，第一数据点及第二数据点，在此实施例中，第一数据点是标示为A点，第二数据点是标示为B点。其中，数据点为一边界位置，其设定条件是先找出第一笔边界数据与此些边界数据总平均值间的第一差值大于标准差而定，在此边界位置仍非为实际边界位置，因为未进行横向误差补偿；因此，需先找出第一差值大于标准差的第一笔边界数据作为第一数据点，其后一笔边界数据作为第二数据点，此第二数据点即作为误差补偿值。执行步骤S26，由储存单元16来储存数据点，再如步骤S28，计算第一数据点与第二数据点间的一第二差值。最后则执行步骤S30，根据第二差值以执行第一数据点与第二数据点的权重值调配，即可取得一停车空间及其至少一实际边界位置。其中，实际边界位置的权重值调配是经过曲线拟合所得到三次元方程式的系数，三次元方程式如下(3)：

实际边界位置＝K₁×B+K₂×A.........(3)

其中，K₁＝αV³+βV²+γV+δ，V为车速；K₂＝(1-K₁)，系数α、β、γ及δ是根据车速所设定的参数，如下列表格所示：

车速(kph)	参数(＜1)
		10	0.8
15	0.55
		20	0.45
25	0.3
		30	0.15

由上述可得知初始估测的边界位置为Edge0或Edge，能通过相同的边界位置估算方式而得到实际边界位置，举例来说，本发明于侦测一停车空间过程，若处理单元18先判断所取得的此些边界条件是符合第二估测条件，即为先侦测到障碍物至停车空间的状态，则先进行边界位置为Edge0的实际边界位置，并执行步骤S18～S30，取得第一实际边界位置，于图5中标示为X点。当车辆继续往前行驶，处理单元18判断所取得的此些边界条件是符合第一估测条件，即为先侦测到停车空间至障碍物的状态，则先进行边界位置为Edge1的实际边界位置，并执行步骤S18～S30，取得第一实际边界位置，于图5中标示为X’点。当依序计算出X点及X’点并取得一实际停车空间位置的后，再执行步骤S32，判断实际停车空间是否符合现行车辆的一停车条件，其为停车空间的宽度及深度需满足现行车辆停车所需的最小值，若否，则回到步骤S10，重新侦测下一停车空间。若是，则执行步骤S34，启动自动停车***，使车辆能准确且快速地停放至实际停车空间上。如此一来，本发明可将停车空间侦测装置10搭配现有的自动启动停车***进行停车动作，无须通过人为选定停车位置的繁琐动作，极具便利性。

由于侦侧停车空间过程中，有可能仅侦测到X点，也就是说停车空间只有一侧具有障碍物，则可通过储存一定范围的多笔边界数据后，先计算出实际X点，再根据些边界数据中车辆的移动距离及超声波回传距离，进而得知停车空间的宽度及深度是否足够车辆停放；同理，仅侦测到X’点，则可通过已储存一定范围的多笔边界数据后，先计算出实际X’点，再根据些边界数据中车辆的移动距离及超声波回传距离，进而得知停车空间的宽度及深度是否足够车辆停放。因此，本发明利用超声波侦测方式来计算障碍物与空间的位置，进而取得高准度停车空间及其至少一实际边界位置，以解决现有侦测实际空间位置所产生大误差的问题。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种停车空间侦测方法，其特征在于，包括下列步骤：

A.储存多笔边界数据，每一该边界数据包含一车辆的移动距离、该车辆与一障碍物间的超声波回传距离；

B.判断该多笔边界数据是否符合一第一估测条件，若否，则执行下一步骤C，若是，则执行下一步骤D；

C.判断该多笔边界数据是否符合一第二估测条件，若否，则回到该步骤A，若是，则执行下一步骤D；

D.计算该多笔边界数据的一标准差；

E.依序判断每一笔该边界数据与该多笔边界数据总平均值间的一第一差值是否大于该标准差，若是，则将对应的该边界数据取出至少二数据点，第一数据点及第二数据点，并执行下一步骤F，若否，则回到该步骤D；

F.计算该第一数据点与该第二数据点间的一第二差值；及

G.根据该第二差值以执行该第一数据点与该第二数据点的权重值调配，以取得一停车空间及其至少一实际边界位置。

2.根据权利要求1所述的停车空间侦测方法，其特征在于，更包括一步骤H，判断该停车空间是否符合该车辆的一停车条件，若是，则启动自动停车***，若否，则回到该步骤A。

3.根据权利要求2所述的停车空间侦测方法，其特征在于，该停车条件为该停车空间的宽度及深度需满足该车辆停车所需的最小值。

4.根据权利要求1所述的停车空间侦测方法，其特征在于，该步骤B中是符合该第一估测条件为目前侦测的该边界数据小于一默认值，且上一笔该边界数据大于该默认值时，则设定为先侦测到一停车空间至该障碍物的状态，该步骤B包括下列步骤：

b1.从目前侦测到的该边界数据开始储存前方行进中新的多笔边界数据，每一该边界数据包含该车辆的该移动距离、该车辆与该障碍物间的该超声波回传距离；及

b2.判断该多笔边界数据是否符合一第一边界位置估测条件，若否，则回到该步骤b1，若是，则执行该步骤D。

5.根据权利要求4所述的停车空间侦测方法，其特征在于，该第一边界位置估测条件为该移动距离大于250公分、该多笔边界数据大于30笔或该超声波回传距离大于200公分。

6.根据权利要求1所述的停车空间侦测方法，其特征在于，该步骤C中是符合该第二估测条件为目前侦测的该边界数据大于一默认值时，则设定为先侦测到该障碍物至一停车空间的状态，该步骤C包括下列步骤：

c1.从目前侦测到的该边界数据往后搜寻已储存的该些边界数据，每一该边界数据包含该车辆的该移动距离、该车辆与该障碍物间的该超声波回传距离；

c2.判断已储存的该多笔边界数据是否小于一默认值，若否，则回到该步骤c1，若是，则执行下一步骤c3；及

c3.判断该多笔边界数据是否符合一第二边界位置估测条件，若否，则回到该步骤c1，若是，则执行该步骤D。

7.根据权利要求6所述的停车空间侦测方法，其特征在于，该第二边界位置估测条件为该移动距离大于250公分或该多笔边界数据大于30笔。

8.根据权利要求1所述的停车空间侦测方法，其特征在于，该数据点为一边界位置，其设定条件是先找出第一笔该边界数据与该多笔边界数据总平均值间的该第一差值大于该标准差而定。

9.一种停车空间侦测装置，其特征在于，是设于一车辆上，该停车空间侦测装置包括：

一超声波距离传感器，设于该车辆的侧边，该超声波距离传感器是侦测多笔该车辆与一障碍物间的超声波回传距离；

一移动距离传感器，是侦测多笔该车辆的一移动距离；

一储存单元，是储存该多笔超声波回传距离及该多笔移动距离；及

一处理单元，其连接该超声波距离传感器、该移动距离传感器及该储存单元，该处理单元是依据该多笔移动距离及该多笔超声波回传距离以计算出一停车空间及其至少一实际边界位置。

10.根据权利要求9所述的停车空间侦测装置，其特征在于，该多笔超声波回传距离及该多笔移动距离为边界数据。

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