CN108572366B - 移动物体检测装置和方法以及使用所述装置的警告*** - Google Patents

移动物体检测装置和方法以及使用所述装置的警告*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及移动物体检测装置和方法以及使用所述装置的警告***。该移动物体检测装置包括：超声传感器和检测器；所述超声传感器配置为每周期接收多个反射信号；所述检测器配置为将超声传感器的感测距离分成多个区域，当多个反射信号中的一个反射信号的强度超过多个区域中的一个区域的预定阈值时，将所述多个区域中的一个区域检测为感兴趣区域(ROI)，以及基于ROI中的变化来检测移动物体。

Description

移动物体检测装置和方法以及使用所述装置的警告***
与相关申请的交叉引用
本申请要求2017年3月13日提交的韩国专利申请No.10-2017-0031253的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及利用超声传感器的移动物体检测装置、移动物体检测方法，以及使用该装置的警告***，更具体地，本发明涉及基于利用超声传感器所获取的数据来区分移动物体和静止物体的技术。
背景技术
本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息并且不构成现有技术。
近来，为了提高乘客在公交站上下车辆时的安全性，已在各种商用车辆(例如，市内公交车和快速公交车)上安装了门侧物体检测(door-side object detection，DOD)***。
DOD***包括安装于乘客上下车所通过的车门周围的超声传感器，DOD***基于超声传感器所获取的数据来检测物体，并向驾驶员发出关于车辆与物体相撞的警告，以预防事故发生。
然而，DOD***在不区分超声传感器所检测到的物体是运动物体还是静止物体(即，停车标志、路灯、街道树等)的情况下，向驾驶员发出关于物体警告。
因而，即使在检测到静止物体时，驾驶员仍然应当仔细确认是否有人在车门周围移动。然后，驾驶员可以在确认安全之后启动车辆，而这可能给车辆中的乘客和驾驶员带来不便。
发明内容
本发明的一方面涉及利用超声传感器的移动物体检测装置，其使用方法，以及使用该装置的警告***，其可以通过基于利用超声传感器所获取的数据区分移动物体和静止物体，来阻止向驾驶员发布不必要的警告。
在本发明的某些形式中，移动物体检测装置包括：超声传感器和检测器；所述超声传感器配置为每周期接收多个反射信号；所述检测器配置为将超声传感器的感测距离分成多个区域，当多个反射信号中的一个反射信号的强度超过多个区域中的一个区域的预定阈值时，将所述多个区域中的一个区域检测为感兴趣区域(ROI)，以及基于所述ROI中的变化来检测移动物体。
当多个反射信号中的第一反射信号的ROI不对应于多个反射信号中的任何随后的反射信号的ROI时，所述检测器可以将第一反射信号的ROI中的物体确定为移动物体。
所述检测器可以配置为：当第一反射信号的ROI是所述多个区域中的第一区域时，确定所述多个区域中的第一区域、第二区域或第三区域中的任一个是否对应于第二反射信号的ROI，其中所述第二区域和所述第三区域与所述第一区域相邻；当所述第二区域被确定为第二反射信号的ROI时，确定所述多个区域中的第二区域、第一区域或第四区域中的任一个是否对应于第三反射信号的ROI，其中，所述第一区域和所述第四区域与所述第二区域相邻；以及当任何反射信号的ROI未被确定时，将第一反射信号的第一区域中的物体确定为移动物体。
所述检测器可以配置为将不包括第一反射信号的所述多个反射信号中的任何反射信号的强度与所述预定阈值进行比较，向所述预定阈值应用回差；以及检测ROI。
在本发明的其他形式中，一种利用超声传感器来检测移动物体的方法包括：利用超声传感器每周期接收多个反射信号；利用检测器将超声传感器的感测距离分成多个区域；当多个反射信号中的一个反射信号的强度超过多个区域中的一个区域的预定阈值时，利用所述检测器将所述多个区域中的一个区域检测为感兴趣区域(ROI)，以及基于ROI中的变化来检测移动物体。
当多个反射信号中的第一反射信号的ROI不对应于多个反射信号中的任何随后的反射信号的ROI时，移动物体的检测可以包括将第一反射信号的ROI中的物体确定为移动物体。
移动物体的检测可以包括：当第一反射信号的ROI是多个区域中的第一区域时，确定所述多个区域中的第一区域、第二区域或第三区域中的任一个是否对应于第二反射信号的ROI，其中所述第二区域和所述第三区域与所述第一区域相邻；当所述第二区域被确定为第二反射信号的ROI时，确定多个区域中的第二区域、第一区域或第四区域中的任一个是否对应于第三反射信号的ROI，其中，所述第一区域和所述第四区域与所述第二区域相邻；以及当任何反射信号的ROI未被确定时，将第一反射信号的第一区域中的物体确定为移动物体。
移动物体的检测可以包括将不包括第一反射信号的多个反射信号中的任何反射信号的强度与预定阈值进行比较，向预定阈值应用回差，以及检测ROI。
在本发明的其他形式中，车辆的警告***包括：移动物体检测装置，其配置为：将超声传感器的感测距离划分为多个区域，当多个反射信号中的一个反射信号的强度超过多个区域中的一个区域的预定阈值时，将所述多个区域中的一个区域检测为感兴趣区域，以及基于ROI中的变化来检测移动物体；显示装置，其配置为输出警告消息或图像；警告装置，其配置为输出各种警告声音；以及控制装置，其配置为：当移动物体检测装置检测出静止物体时，用显示装置输出警告消息或图像；以及当移动物体检测装置检测出移动物体时，用显示装置和警告装置警告驾驶员。
所述移动物体检测装置可以配置为：当多个反射信号中的第一反射信号的ROI不对应于多个反射信号中的任何随后的反射信号的ROI时，将第一反射信号的ROI中的物体确定为移动物体。
所述移动物体检测装置可以配置为：当第一反射信号的ROI是所述多个区域中的第一区域时，确定所述多个区域中的第一区域、第二区域或第三区域中的任一个是否对应于第二反射信号的ROI，其中所述第二区域和所述第三区域与所述第一区域相邻；当所述第二区域被确定为第二反射信号的ROI时，确定所述多个区域中的第二区域、第一区域或第四区域中的任一个是否对应于第三反射信号的ROI，其中，所述第一区域和所述第四区域与所述第二区域相邻；以及当任何反射信号的ROI未确定时，将第一反射信号的第一区域中的物体确定为移动物体。
所述移动物体检测装置可以配置为将不包括第一反射信号的所述多个反射信号中的任何反射信号的强度与预定阈值进行比较，向预定阈值应用回差；以及检测ROI。
根据本文提供的描述，其他适用范围将变得显而易见。应理解的是，说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的，并非旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了可以更好地理解本发明，将参照附图、通过示例来描述本发明的各种形式，在附图中：
图1示出了利用超声传感器的移动物体检测装置的配置；
图2示出了通过超声传感器来接收的反射信号的示例；
图3示出了利用超声传感器来检测移动物体的方法的流程图；
图4示出了车辆的警告***的配置。
本文描述的附图仅用于说明的目的，并非旨在以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
如下描述本质上仅为示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应理解的是，在附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
图1示出了利用超声传感器的移动物体检测装置的配置。
如图1所示，在本发明的某些形式中，移动物体检测装置100包括：超声传感器10、检测器20和存储器30。
关于每个上述元件，首先，超声传感器10可以安装在车辆(例如，市内公交车)的前后门附近，以在预定距离内检测物体。换句话说，超声传感器10可以向物体发送超声波，并且在物体将超声波反射之后，接收返回超声传感器10的信号，并且基于反射信号来检测到物体的距离和物体的尺寸。
例如，通过超声传感器10来接收的反射信号如图2中的示例所示。
在图2中，横轴表示超声传感器10的感测距离(cm)，并且纵轴表示通过超声传感器10来接收的反射信号的强度(例如，电压)。在图2中，“210”表示阈值，而“220”表示通过超声传感器10来接收的反射信号的波形。
这里，超声传感器10可以每周期接收预定数量的反射信号。例如，超声传感器10可以每两秒接收五次反射信号。换句话说，超声传感器10可以每两秒进行五次发送超声波并且接收与所发送的超声波相对应的反射信号的过程。这里，可以根据情况来改变超声传感器10的周期。
检测器20可以将超声传感器10的感测距离划分为预定区域(例如，10cm的间隔)。
如图2所示，可以根据距离将感测距离划分为0-10cm的第一区域D1、10cm-20cm的第二区域D2、20cm-30cm的第三区域D3、30cm-40cm的第四区域D4、40cm-50cm的第五区域D5、50cm-60cm的第六区域D6、60cm-70cm的第七区域D7、70cm-80cm的第八区域D8、80cm-90cm的第九区域D9、90cm-100cm的第十区域D10。这里，可以改变区域之间的间隔10cm。例如，间隔可以设定为5cm，而区域的数量可以为20。
此外，检测器20可以检测出这样的区域，在该区域中通过超声传感器10来接收的反射信号的电压超过所划分区域的阈值。例如，反射信号的电压超过阈值的区域为图2中的第五区域D5。这里，检测器20可以将第一阈值应用至首先通过超声传感器来接收的第一反射信号，并且将已应用回差(hysteresis)的第二阈值应用至随后的反射信号(随后通过超声传感器来接收的第二反射信号、第三反射信号、第四反射信号，和第五反射信号)。例如，回差可以设定为-0.2V。因此，当第一阈值为2V时，第二阈值可以为1.8V。
同时，由于超声传感器10每周期接收多个反射信号，检测器20可以通过将各个反射信号的电压超过阈值的区域确定为感兴趣区域(ROI)，来检测相对于多个反射信号中的每个反射信号的ROI。
在本发明的某些形式中，当第一反射信号的ROI对应于每个随后的反射信号的ROI时，检测器20可以将位于第一反射信号的ROI中的物体确定为静止物体。反之，当第一反射信号的ROI不对应于每个随后的反射信号的ROI时，检测器20可以将位于第一反射信号的ROI中的物体确定为移动物体。
在本发明的其他形式中，检测器20可以按顺序地检测在单个周期中相对于所有反射信号的ROI中的变化，以使得在第一反射信号的电压超过阈值的ROI为区域D5时，确定区域D5与相邻区域D4和D6中的任一个是否对应于第二反射信号的ROI。当区域D4被确定为第二反射信号的ROI时，确定区域D4与相邻区域D3和D5中的任一个是否对应于第三反射信号的ROI，并且，在相对于所有反射信号都存在ROI时，可以将第一反射信号的区域D5中的物体确定为静止物体。反之，在不是相对于所有反射信号都存在ROI时，检测器20可以将第一反射信号的区域D5中的物体确定为移动物体。
由于通过考虑相邻区域来检测相对于每个反射信号的ROI，所以可以抑制在区域之间的边界处发生的抖振(chattering)现象。
更具体地，当第一反射信号的ROI为区域D5时，可以确定第二反射信号的区域D4、D5和D6中的任一个是否为ROI。
然后，当第二反射信号的区域D4被确定为ROI时，可以确定第三反射信号的区域D3、D4和D5中的任一个是否为ROI。这里，当确定出第二反射信号的区域D4、D5和D6中的任一个都不是ROI时，可以将位于第一反射信号的区域D5中的物体确定为移动物体。
此后，当第三反射信号的区域D5被确定为ROI时，可以确定第四反射信号的区域D4、D5和D6中的任一个是否为ROI。这里，当确定出第三反射信号的区域D3、D4和D5中的任一个都不是ROI时，可以将位于第一反射信号的区域D5中的物体确定为移动物体。
此后，当第四反射信号的区域D4被确定为ROI时，可以确定第五反射信号的区域D3、D4和D5中的任一个是否为ROI。这里，当确定出第四反射信号的区域D4、D5和D6中的任一个都不是ROI时，可以将位于第一反射信号的区域D5中的物体确定为移动物体。
然后，当第五反射信号的区域D4被确定为ROI时，可以将位于第一反射信号的区域D5中的物体确定为静止物体。这里，当确定出第五反射信号的区域D3、D4和D5中的任一个都不是ROI时，可以将位于第一反射信号的区域D5中的物体确定为移动物体。
同时，检测器20可以检测关于在单个周期(2秒)中接收的多个反射信号中的每一个的ROI的信息(其中，ROI为每个反射信号的电压都超过阈值的区域)，并将信息存储在存储器30中。
图3示出了在本发明的某些形式中，利用超声传感器来检测移动物体的方法的流程图。
首先，在步骤301，超声传感器10可以每周期接收多个反射信号。
然后，在步骤302，检测器20可以将超声传感器10的感测距离划分为多个区域，将每个反射信号的强度都超过阈值的区域检测为感兴趣区域(ROI)，并且基于在所检测到的ROI中的变化来检测移动物体。
这里，当第一反射信号的ROI对应于每个随后的反射信号的ROI时，检测器20可以将第一反射信号的ROI中的物体确定为静止物体。反之，当第一反射信号的ROI不对应于每个随后的反射信号的ROI时，检测器20可以将第一反射信号的ROI中的物体确定为移动物体。
此外，检测器20可以按顺序地检测单个周期中相对于所有反射信号的ROI中的变化，以使得当第一反射信号的电压超过阈值的ROI为区域D5时，确定区域D5与相邻区域D4和D6中的任一个是否对应于第二反射信号的ROI，并且当区域D4被确定为第二反射信号的ROI时，确定区域D4与相邻区域D3和D5中的任一个是否对应于第三反射信号的ROI，并且当相对于所有反射信号都存在ROI时，可以将第一反射信号的区域D5中的物体确定为静止物体。反之，当不是相对于所有反射信号都存在ROI时，检测器20可以将第一反射信号的区域D5中的物体确定为移动物体。
此外，检测器20可以将应用回差的阈值与每个反射信号(不包括第一反射信号)的强度进行比较，以检测ROI。
图4示出了在本发明的某些形式中，车辆警告***的配置。
如图4所示，在本发明的某些形式中，车辆的警告***200包括移动物体检测装置100、显示装置210、警告装置220和控制装置230。
移动物体检测装置100可以将超声传感器10的感测距离划分为多个区域，将每个反射信号的强度都超过阈值的区域检测为感兴趣区域(ROI)，并且基于在所检测到的ROI中的变化来检测移动物体。
这里，当第一反射信号的ROI对应于每个随后的反射信号的ROI时，移动物体检测装置100可以将第一反射信号的ROI中的物体确定为静止物体。反之，当第一反射信号的ROI不对应于每个随后的反射信号的ROI时，移动物体检测装置100可以将第一反射信号的ROI中的物体确定为移动物体。
此外，移动物体检测装置100可以按顺序地检测单个周期中相对于所有反射信号的ROI中的变化，使得当第一反射信号的电压超过阈值的ROI是区域D5时，确定区域D5与相邻区域D4和D6中的任一个是否对应于第二反射信号的ROI，并且当区域D4被确定为第二反射信号的ROI时，确定区域D4与相邻区域D3和D5中的任一个是否对应于第三反射信号的ROI，并且当相对于所有反射信号都存在ROI时，可以将第一反射信号的区域D5中的物体确定为静止物体。反之，当不是相对于所有反射信号都存在ROI时，移动物体检测装置100可以将第一反射信号的区域D5中的物体确定为移动物体。
此外，移动物体检测装置100可以将应用回差的阈值与每个反射信号(不包括第一反射信号)的强度进行比较，以检测ROI。
显示装置210可以在控制装置230的控制下显示各种信息。具体地，显示装置210可以将警告消息或图像显示为视觉警告。
显示装置210可以是液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管液晶显示器(TFT LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、3D显示器，以及根据视角方向来显示不同图像的双显示器中的至少一种。
警告装置220可以在控制装置230的控制下输出各种警告声音。
控制装置230通常控制上述各个元件，以正常执行上述各个元件的功能。
此外，当通过移动物体检测装置100检测出静止物体时，控制装置230可以通过显示装置210来向驾驶员发出关于检测结果的警告。
此外，当通过移动物体检测装置100检测出移动物体时，控制装置230可以通过显示装置210来向驾驶员发出关于检测结果的警告，并且通过警告装置220来输出警告声音。换句话说，当通过移动物体检测装置100检测出移动物体时，控制装置230可以控制显示装置210来显示警告消息或图像，并且控制警告装置220来输出警告声音。
如上所述，在本发明的某些形式中，可以通过基于利用超声传感器所获取的数据来区分移动物体和静止物体的方式，来防止向驾驶员发布不必要的警告。
此外，可以通过抑制发生在区域边界处的抖振现象，以高准确度来检测移动物体。
本发明仅为示例性性质，因此不偏离本发明的精神的变体形式旨在落入本发明的范围内。这些变体形式不被视为偏离本发明设想的范围。

Claims (11)

1.一种移动物体检测装置，其包括：
超声传感器，其配置为每周期接收多个反射信号；以及
检测器，其配置为：
将所述超声传感器的感测距离划分为多个区域；
当多个反射信号中的一个反射信号的强度超过多个区域中的一个区域的预定阈值时，将所述多个区域中的一个区域检测为感兴趣区域，
基于所述感兴趣区域中的变化来检测移动物体，
其中，所述检测器配置为：
当第一反射信号的感兴趣区域为所述多个区域中的第一区域时，确定所述多个区域中的第一区域、第二区域或第三区域中的任一个是否对应于第二反射信号的感兴趣区域，其中，所述第二区域和所述第三区域与所述第一区域相邻；
当所述第二区域被确定为第二反射信号的感兴趣区域时，确定所述多个区域中的第二区域、第一区域或第四区域中的任一个是否对应于第三反射信号的感兴趣区域，其中，所述第一区域和所述第四区域与所述第二区域相邻；
当任何反射信号的感兴趣区域未被确定时，将第一反射信号的第一区域中的物体确定为移动物体。
2.根据权利要求1所述的移动物体检测装置，其中：
当多个反射信号中的第一反射信号的感兴趣区域不对应于多个反射信号中的任何随后的反射信号的感兴趣区域时，所述检测器配置为将第一反射信号的感兴趣区域中的物体确定为移动物体。
3.根据权利要求1所述的移动物体检测装置，其中，所述检测器配置为：
将不包括第一反射信号的所述多个反射信号中的任何反射信号的强度与所述预定阈值进行比较，其中，向所述预定阈值应用回差；
检测所述感兴趣区域。
4.根据权利要求1所述的移动物体检测装置，进一步包括：
存储器，其配置为存储所述多个反射信号中的任何反射信号的感兴趣区域。
5.一种利用超声传感器来检测移动物体的方法，所述方法包括：
利用所述超声传感器来每周期接收多个反射信号；
利用检测器来将超声传感器的感测距离划分为多个区域；
当多个反射信号中的一个反射信号的强度超过多个区域中的一个区域中的预定阈值时，利用所述检测器将所述多个区域中的一个区域检测为感兴趣区域，
利用所述检测器，基于所述感兴趣区域中的变化来检测移动物体，
其中，检测移动物体包括：
当第一反射信号的感兴趣区域为所述多个区域中的第一区域时，确定所述多个区域中的第一区域、第二区域或第三区域中的任一个是否对应于第二反射信号的感兴趣区域，其中，所述第二区域和所述第三区域与所述第一区域相邻；
当所述第二区域被确定为第二反射信号的感兴趣区域时，确定所述多个区域中的第二区域、第一区域或第四区域中的任一个是否对应于第三反射信号的感兴趣区域，其中，所述第一区域和所述第四区域与所述第二区域相邻；
当任何反射信号的感兴趣区域未被确定时，将第一反射信号的第一区域中的物体确定为移动物体。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，检测移动物体包括：
当多个反射信号中的第一反射信号的感兴趣区域不对应于多个反射信号中的任何随后的反射信号的感兴趣区域时，将第一反射信号的感兴趣区域中的物体确定为移动物体。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，检测移动物体包括：
将不包括第一反射信号的所述多个反射信号中的任何反射信号的强度与所述预定阈值进行比较，其中，向所述预定阈值应用回差；检测所述感兴趣区域。
8.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：存储所述多个反射信号中的任何反射信号的感兴趣区域。
9.一种车辆警告***，该警告***包括：
移动物体检测装置，其配置为：
将超声传感器的感测距离划分为多个区域；
当多个反射信号中的一个反射信号的强度超过多个区域中的一个区域中的预定阈值时，将所述多个区域中的一个区域检测为感兴趣区域；
基于所述感兴趣区域中的变化来检测移动物体，
当第一反射信号的感兴趣区域是所述多个区域中的第一区域时，确定所述多个区域中的第一区域、第二区域或第三区域中的任一个是否对应于第二反射信号的感兴趣区域，其中，所述第二区域和所述第三区域与所述第一区域相邻；
当所述第二区域被确定为第二反射信号的感兴趣区域时，确定所述多个区域中的第二区域、第一区域或第四区域中的任一个是否对应于第三反射信号的感兴趣区域，其中，所述第一区域和所述第四区域与所述第二区域相邻；
当任何反射信号的感兴趣区域未被确定时，将第一反射信号的第一区域中的物体确定为移动物体；
显示装置，其配置为输出警告消息或图像；
警告装置，其配置为输出各种警告声音；
控制装置，其配置为：
当所述移动物体检测装置检测出静止物体时，利用所述显示装置来输出警告消息或图像；
当所述移动物体检测装置检测出移动物体时，利用所述显示装置和所述警告装置来警告驾驶员。
10.根据权利要求9所述的车辆警告***，其中
当多个反射信号中的第一反射信号的感兴趣区域不对应于多个反射信号中的任何随后的反射信号的感兴趣区域时，所述移动物体检测装置配置为将第一反射信号的感兴趣区域中的物体确定为移动物体。
11.根据权利要求9所述的车辆警告***，其中，所述移动物体检测装置配置为：
将不包括第一反射信号的所述多个反射信号中的任何反射信号的强度与所述预定阈值进行比较，其中，向所述预定阈值应用回差；
检测所述感兴趣区域。
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