CN114228704A - 障碍物探测控制***及其探测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车技术领域,特别涉及一种障碍物探测控制***及其探测方法,本发明中,控制单元能协调控制摄像头与测距探头,实现常规探测和引导探测两种探测模式,以适应不同的行车工况。常规探测模式适用于常规工况,在摄像头识别到障碍物后,可以应用引导探测模式,令邻近障碍物的测距探头构成临时测距组对目标障碍物所在区域进行密集重点探测。摄像头与测距探头联动探测能充分为驾驶员提供更为及时、准确的障碍物信息,进而提升复杂工况下的泊车辅助功能。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域,特别涉及一种障碍物探测控制***及其探测方法。
背景技术
近年来,汽车拥有量的大幅提升,带来了道路拥挤、车位空间受限的问题,停车泊位难的现象让驾驶员越来越烦恼。新上市的车辆通常配置有倒车雷达、倒车影像功能,然而,在狭小空间存在较小异物等复杂工况下,超声波存在盲区和回波干扰等情况,使得超声波测距会发生误报,在不规整空间内,即使结合倒车影像和倒车雷达的测距提示,驾驶员也难以判断车身与障碍物的距离。为实现狭小车位、不规整空间的辅助泊车,有的厂商推出了多个摄像头画面拼接形成车身周侧360°场景的辅助泊车影像,然而由于画面拼接存在盲区和误差,使得视频画面上物体的距离参考意义不大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种障碍物探测控制***及其探测方法,能充分利用倒车影像与倒车雷达设备大幅提升复杂工况下的辅助泊车效果。
为实现以上目的,本发明采用的技术方案为:
一种障碍物探测控制***,控制单元接收摄像头采集的影像数据、测距探头测得的障碍物距离数据和车辆行驶信号,控制单元输出指令至摄像头、测距探头,控制摄像头、测距探头的开闭或调整测距探头的工作模式;摄像头包括设于车头中央的前置摄像头、车尾中央的后置摄像头、车身左侧的左摄像头、车身右侧的右摄像头;测距探头包括设于车头的前探头、车尾的后探头、车身侧部的侧探头。
一种障碍物探测方法,测距探头具有常规探测和引导探测两种探测模式,所述的常规探测为,位于车头、车尾和车身侧部的测距探头分别构成车头测距组、车尾测距组和侧部测距组,按照组别分别轮巡测距采集障碍物距离信息;所述的引导探测为,控制单元指定三个邻近布置的测距探头构成临时测距组,临时测距组的测距探头轮巡探测障碍物,其他测距探头按照其安装位置构成新的车头测距组、车尾测距组和侧部测距组,并按照组别分别轮巡测距采集障碍物距离信息。
与现有技术相比,本发明存在以下技术效果:控制单元能协调控制摄像头与测距探头,实现常规探测和引导探测两种探测模式,以适应不同的行车工况。常规探测模式适用于常规工况,在摄像头识别到障碍物后,可以应用引导探测模式,令邻近障碍物的测距探头构成临时测距组对目标障碍物所在区域进行密集重点探测。摄像头与测距探头联动探测能充分为驾驶员提供更为及时、准确的障碍物信息,进而提升复杂工况下的泊车辅助功能。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作简要说明:
图1是障碍物探测***示意图;
图2是测距探头的探测范围示意图。
图中:21.前置摄像头,22.后置摄像头,23.左摄像头,24.右摄像头,31.前探头,32.后探头,33.侧探头。
具体实施方式
下面结合附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
一种障碍物探测控制***,控制单元10接收摄像头20采集的影像数据、测距探头30测得的障碍物距离数据和车辆行驶信号40,控制单元10输出指令至摄像头20、测距探头30,控制摄像头20、测距探头30的开闭或调整测距探头30的工作模式。具体如附图1所示,摄像头20包括设于车头中央的前置摄像头21、车尾中央的后置摄像头22、车身左侧的左摄像头23、车身右侧的右摄像头24;测距探头30包括设于车头的前探头31、车尾的后探头32、车身侧部的侧探头33。本实施例中,测距探头30包括四个前探头31、四个后探头32和四个侧探头33,侧探头33包括位于车身左侧前部的左前侧探头33a、位于车身右侧前部的右前侧探头33b、位于车身左侧后部的左后侧探头33c和位于车身右侧后部的右后侧探头33d。进一步的,所述的车辆行驶信号40包括车辆行驶速度信息、车辆运动方向信息,其中,车辆行驶速度信息包括轮速传感器或车辆定位***上传的数据,车辆运动方向信息包括方向盘位置传感器上传的数据或档位信号、转向灯开口的开闭信号。
车辆整体呈向前或向后行驶状态下,应用前述障碍物探测控制***的障碍物探测方法:测距探头30具有常规探测和引导探测两种探测模式。所述的常规探测为,位于车头、车尾和车身侧部的测距探头30分别构成车头测距组、车尾测距组和侧部测距组,按照组别分别轮巡测距采集障碍物距离信息。所述的引导探测为,控制单元10指定三个邻近布置的测距探头30构成临时测距组,临时测距组的测距探头30轮巡探测障碍物,其他测距探头30按照其安装位置构成新的车头测距组、车尾测距组和侧部测距组,并按照组别分别轮巡测距采集障碍物距离信息。
本实施例中,控制单元10接收并分析摄像头20采集的场景画面,并根据摄像头20所采集场景画面中的障碍物情况,控制测距探头30进行障碍物的常规探测或引导探测,探测模式的选用方法如下:
若摄像头20所采集的场景画面中无障碍物或存在不影响车辆行驶的障碍物时,测距探头30维持或进行障碍物的常规探测;
若摄像头20所采集的场景画面中存在影响车辆行驶的障碍物,测距探头30按以下步骤测距:
当所述的障碍物与车辆的距离大于设定距离时,测距探头30维持或进行障碍物的常规探测,并监测该障碍物与车辆的间距;
当所述的障碍物与车辆的距离小于等于设定距离时,测距探头30进行障碍物的引导探测,控制单元10指定与待测障碍物距离最小的测距探头30为主探头,主探头两侧的测距探头30为辅助探头,主探头与辅助探头构成临时测距组。
这样能对摄像头20所识别的障碍物进行重点探测,从而及时探知障碍物的信息。在引导探测模式下,控制***10仍旧根据摄像头20所采集的影像监测车身与周边障碍物,当车身周边存在两处及以上与车身距离小于设定距离的障碍物时,优先引导探测与车身间距小的障碍物。
现有技术中,用于辅助驾驶的摄像头20所采集的影像画面中通常会结合车辆行驶信号40标识辅助线,以预示车辆的行车轨迹。本实施例中,摄像头20所采集的场景画面所标识的辅助线内未能识别到障碍物或识别到的障碍物间距大时,测距探头30维持或进行障碍物的常规探测;摄像头20所采集的场景画面所标识的辅助线内识别到障碍物且障碍物与车辆间距小时,测距探头30维持或进行障碍物的引导探测。
车辆转向时,控制单元10根据车辆的转向方向控制测距探头30对障碍物进行引导探测。具体控制方法如下:
控制单元10接收并分析车辆行驶信号40,根据车辆行驶方向控制测距探头30对障碍物按以下步骤测距:
当车辆向前运动且方向盘偏转角度小于设定角度时,测距探头30维持或进行障碍物的常规探测,控制单元10先分析车头测距组上传的障碍物距离数据,再分析其他测距组上传的障碍物数据;
当车辆向前运动且方向盘偏转角度大于等于设定角度时,测距探头30进行障碍物的引导探测,控制单元10指定位于方向盘偏转方向位最旁侧的前探头31为主探头,位于主探头两侧的一个前探头31、一个侧探头33为辅助探头,主探头与辅助探头构成临时测距组,控制单元10先分析临时测距组上传的障碍物距离数据,再分析其他测距组上传的障碍物数据;
当车辆向后运动且方向盘偏转角度小于设定角度时,测距探头30维持或进行障碍物的常规探测,控制单元10先分析车尾测距组上传的障碍物距离数据,再分析其他测距组上传的障碍物数据;
当车辆向后运动且方向盘偏转角度大于等于设定角度时,测距探头30进行障碍物的引导探测,控制单元10指定位于方向盘偏转方向位最旁侧的后探头32为主探头,位于主探头两侧的一个后探头32、一个侧探头33为辅助探头,主探头与辅助探头构成临时测距组,控制单元10先分析临时测距组上传的障碍物距离数据,再分析其他测距组上传的障碍物数据。例如,当车向前左转时,优先分析左侧两个前探头31和左前侧探头33a;当车辆倒车且方向盘向左转时,优先分析左侧两个后探头32和右后侧探头33d。
也就是说,方向盘的偏转角度小于设定值时,判定车辆向前或向后行驶,方向盘的偏转角度大于设定值,判定车辆转向形式,并根据车辆转向方位进行引导探测。
行车状态下,本控制方法的具体控制步骤如下:
步骤A、控制单元10接收车辆行驶信号40并判断车辆的行驶状态;
步骤B、当车速小于等于设定车速时,控制单元10开启摄像头20和测距探头30。本实施例中所述的测距探头30探测距离小于10m,主要用于停车辅助等场景等低速行驶状态下的障碍物探测。
步骤B1、开启摄像头20后,控制单元10根据车辆的行驶方向定义安装在相应方位的摄像头20所采集的场景画面为主视区,其他摄像头20所采集的场景画面为辅助视区,控制单元10先分析主视区内的障碍物信息,再分析辅助视区内的障碍物信息;主视区的场景画面显示在车内电子屏幕上。
例如,车辆向前行驶且方向盘偏转角度小于设定值时,定义前置摄像头21所采集的场景画面为主视区,车辆向前行驶、方向盘向左偏转且偏转角度大于设定值时,定义左摄像头23所采集的场景画面为主视区。本实施例中,车辆向前行驶状态下的方向盘偏转角度设定值为α,车辆向后行驶状态下方向盘偏转角度设定值为β,为保证倒车状态的安全性能,β≥α。
步骤B2:开启测距探头30后,测距探头30先进行障碍物的常规探测,直到控制单元10发出指令控制测距探头30进行引导探测。
步骤B1、B2为控制单元10开启摄像头20和测距探头30后的操作,无先后之分。
步骤C:根据摄像头20所采集场景画面中的障碍物情况和车辆行驶方向控制测距探头30进行障碍物的常规探测或引导探测,并且,优先进行根据摄像头20所采集场景画面中的障碍物情况引发的引导探测。
现有技术中,应用于车辆长度较小的小轿车上时,所述的步骤B1中,若车辆向前运动,定义前置摄像头21所采集的前方场景画面为主视区,其他摄像头20所采集的场景画面为辅助视区;若车辆向后运动,定义后置摄像头22所采集的尾部场景画面为主视区,其他摄像头20所采集的场景画面为辅助视区。
进一步的,所述的车头测距组、车尾测距组和侧部测距组的测距探头30采用远程模式并按照组内探头依次循环探测的方式进行障碍物探测,附图2中附图标记Y是位于车身侧部的测距探头30远程模式下的探测范围。
所述的临时测距组的测距探头30采用近程模式进行障碍物探测,附图2中附图标记J是位于车身侧部的测距探头30远程模式下的探测范围。
当所述的障碍物与车辆的距离小于等于设定距离、大于极限距离时,所述的临时测距组进行错频探测,当所述的障碍物与车辆的距离小于等于极限距离时,所述的临时测距组进行主发邻收探测;
所述的错频探测为,主探头以频率f0发射探测波,相邻的两个辅助探头分别以下变频f0-发射探测波、上变频f0+发射探测波,各探头分别独立接收自己发出探测波的回波;
所述的主发邻收探测为,主探头发射探测波,相邻的两个辅助探头接收主探头发出探测波的回波。
例如,探头33d、32d、32c构成临时测距组,且探头32d为主探头,错频探测模式下,主探头32d以频率f0发射探测波,辅助探头33d以下变频f0-发射探测波,辅助探头32c以上变频f0+发射探测波,各探头分别独立接收自己发出探测波的回波。主发邻收探测模式下,主探头32d以频率f0发射探测波,辅助探头33d、32c接收主探头32d发出探测波的回波,此状态下,主探头32d的发波间隔小于错频探测模式下的发波间隔。
Claims (9)
1.一种障碍物探测控制***,其特征在于:控制单元(10)接收摄像头(20)采集的影像数据、测距探头(30)测得的障碍物距离数据和车辆行驶信号(40),控制单元(10)输出指令至摄像头(20)、测距探头(30),控制摄像头(20)、测距探头(30)的开闭或调整测距探头(30)的工作模式;摄像头(20)包括设于车头中央的前置摄像头(21)、车尾中央的后置摄像头(22)、车身左侧的左摄像头(23)、车身右侧的右摄像头(24);测距探头(30)包括设于车头的前探头(31)、车尾的后探头(32)、车身侧部的侧探头(33)。
2.根据权利要求1所述的障碍物探测控制***,其特征在于:所述的车辆行驶信号(40)包括车辆行驶速度信息、车辆运动方向信息,其中,车辆行驶速度信息包括轮速传感器或车辆定位***上传的数据,车辆运动方向信息包括方向盘位置传感器上传的数据或档位信号、转向灯开口的开闭信号。
3.应用如权利要求1所述的障碍物探测控制***的障碍物探测方法,其特征在于:测距探头(30)具有常规探测和引导探测两种探测模式,所述的常规探测为,位于车头、车尾和车身侧部的测距探头(30)分别构成车头测距组、车尾测距组和侧部测距组,按照组别分别轮巡测距采集障碍物距离信息;
所述的引导探测为,控制单元(10)指定三个邻近布置的测距探头(30)构成临时测距组,临时测距组的测距探头(30)轮巡探测障碍物,其他测距探头(30)按照其安装位置构成新的车头测距组、车尾测距组和侧部测距组,并按照组别分别轮巡测距采集障碍物距离信息。
4.根据权利要求3所述的障碍物探测方法,其特征在于:控制单元(10)接收并分析摄像头(20)采集的场景画面,并根据摄像头(20)所采集场景画面中的障碍物情况,控制测距探头(30)进行障碍物的常规探测或引导探测;
若摄像头(20)所采集的场景画面中无障碍物或存在不影响车辆行驶的障碍物时,测距探头(30)维持或进行障碍物的常规探测;
若摄像头(20)所采集的场景画面中存在影响车辆行驶的障碍物,测距探头(30)按以下步骤测距:
当所述的障碍物与车辆的距离大于设定距离时,测距探头(30)维持或进行障碍物的常规探测,并监测该障碍物与车辆的间距;
当所述的障碍物与车辆的距离小于等于设定距离时,测距探头(30)进行障碍物的引导探测,控制单元(10)指定与待测障碍物距离最小的测距探头(30)为主探头,主探头两侧的测距探头(30)为辅助探头,主探头与辅助探头构成临时测距组。
5.根据权利要求4所述的障碍物探测方法,其特征在于:控制单元(10)接收并分析车辆行驶信号(40),根据车辆行驶方向控制测距探头(30)对障碍物按以下步骤测距:
当车辆向前运动且方向盘偏转角度小于设定角度时,测距探头(30)维持或进行障碍物的常规探测,控制单元(10)先分析车头测距组上传的障碍物距离数据,再分析其他测距组上传的障碍物数据;
当车辆向前运动且方向盘偏转角度大于等于设定角度时,测距探头(30)进行障碍物的引导探测,控制单元(10)指定位于方向盘偏转方向位最旁侧的前探头(31)为主探头,位于主探头两侧的一个前探头(31)、一个侧探头(33)为辅助探头,主探头与辅助探头构成临时测距组,控制单元(10)先分析临时测距组上传的障碍物距离数据,再分析其他测距组上传的障碍物数据;
当车辆向后运动且方向盘偏转角度小于设定角度时,测距探头(30)维持或进行障碍物的常规探测,控制单元(10)先分析车尾测距组上传的障碍物距离数据,再分析其他测距组上传的障碍物数据;
当车辆向后运动且方向盘偏转角度大于等于设定角度时,测距探头(30)进行障碍物的引导探测,控制单元(10)指定位于方向盘偏转方向位最旁侧的后探头(32)为主探头,位于主探头两侧的一个后探头(32)、一个侧探头(33)为辅助探头,主探头与辅助探头构成临时测距组,控制单元(10)先分析临时测距组上传的障碍物距离数据,再分析其他测距组上传的障碍物数据。
6.根据权利要求5所述的障碍物探测方法,包括如下步骤:
步骤A:控制单元(10)接收车辆行驶信号(40)并判断车辆的行驶状态;
步骤B:当车速小于等于设定车速时,控制单元(10)开启摄像头(20)和测距探头(30);
步骤B1:开启摄像头(20)后,控制单元(10)根据车辆的行驶方向定义安装在相应方位的摄像头(20)所采集的场景画面为主视区,其他摄像头(20)所采集的场景画面为辅助视区,控制单元(10)先分析主视区内的障碍物信息,再分析辅助视区内的障碍物信息;
步骤B2:开启测距探头(30)后,测距探头(30)先进行障碍物的常规探测,直到控制单元(10)发出指令控制测距探头(30)进行引导探测。
步骤C:根据摄像头(20)所采集场景画面中的障碍物情况和车辆行驶方向控制测距探头(30)进行障碍物的常规探测或引导探测,并且,优先进行根据摄像头(20)所采集场景画面中的障碍物情况引发的引导探测。
7.根据权利要求6所述的障碍物探测方法,其特征在于:所述的步骤B1中,若车辆向前运动,定义前置摄像头(21)所采集的前方场景画面为主视区,其他摄像头(20)所采集的场景画面为辅助视区;
若车辆向后运动,定义后置摄像头(22)所采集的尾部场景画面为主视区,其他摄像头(20)所采集的场景画面为辅助视区;
主视区的场景画面显示在车内电子屏幕上。
8.根据权利要求3所述的障碍物探测方法,其特征在于:所述的车头测距组、车尾测距组和侧部测距组的测距探头(30)采用远程模式并按照组内探头依次循环探测的方式进行障碍物探测。
9.根据权利要求3所述的障碍物探测方法,其特征在于:所述的临时测距组的测距探头(30)采用近程模式进行障碍物探测;
当所述的障碍物与车辆的距离小于等于设定距离、大于极限距离时,所述的临时测距组进行错频探测,当所述的障碍物与车辆的距离小于等于极限距离时,所述的临时测距组进行主发邻收探测;
所述的错频探测为,主探头以频率f0发射探测波,相邻的两个辅助探头分别以下变频f0-发射探测波、上变频f0+发射探测波,各探头分别独立接收自己发出探测波的回波;
所述的主发邻收探测为,主探头发射探测波,相邻的两个辅助探头接收主探头发出探测波的回波。
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Denomination of invention: Obstacle detection control system and its detection methods Effective date of registration: 20231228 Granted publication date: 20230822 Pledgee: Guangdong Development Bank Co.,Ltd. Hefei Branch Pledgor: HEFEI SOFTEC AUTO-ELECTRONIC CO.,LTD. Registration number: Y2023980075427 |
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