CN1770221B - 支持汽车停车过程的装置 - Google Patents

Abstract

本发明建议一种具有设置在汽车(13)上的距离传感器(1至12)和一个电子单元的支持汽车停车过程的装置，在该装置中设计所述电子单元，即在停车过程中借助距离传感器(1至12)不断地将有关汽车(13)运动的距离数据或者特征参数存储起来，这些距离数据或者特征参数可以推断出环境的轮廓，并且对于一种情况，即在检测汽车(13)运动时没有有关运动方向的信息提供给电子单元使用，这时可通过使直到没有方向信息时存储的距离数据或者特征参数和从没有方向信息起记录的距离数据或者特征参数相关来确定汽车(13)的运动方向。

Description

支持汽车停车过程的装置

技术领域

本发明涉及一种支持汽车停车过程的装置。

背景技术

在人口稠密的中心地区提供使用的停车位置越来越狭窄。而对越来越拥挤的交通寻找一个合适的停车位给驾驶员额外地增加了负担。在这方面首先是停车空地定位功能(PSL＝Parking Space Location)给驾驶员在寻找足够大的停车空地提供了帮助。然后一种半自动停车辅助装置(SPA＝Semiautonomous Parking Assistant)为顺利驶入停车空地提供支持。通过这些措施避免长的和/或不成功的停车过程。

若借助PSL功能装置找到一个合适的停车空地，则由SPA功能装置根据停车空地的几何形状计算出一个最佳的驶入车道。接着驾驶员从***得到他应如何转向，加油或者制动方面的信息，以便尽可能有效地驶入到停车空地。必要时驾驶员得到一个自动的转向助力器。

无论是PSL功能装置还是SPA功能装置的一个重要组成部分是所记录的行程数据和实际所走过的行程，特别是也和汽车运动的方向的精确的关系。当从车轮脉冲记数器得不到方向信息时通常可通过传动选择开关调用关于运动方向的相应信息。

若在汽车中也没有这些信息可供使用则这种办法就存在问题。在这种情况下可能在无方向信息的情况下汽车本身运动一个可确定的行程。为了避免碰撞目前只剩下使该***停机的办法。

发明内容

本发明的任务是提供一种具有相对更高可靠性的本文开头所述类型的装置。

这个任务通过一种用于支持汽车停车过程的装置得以完成。所述装置具有在汽车上设置的距离传感器和一个电子单元，其特征在于，该电子单元是为此设计的，即在停车过程中借助距离传感器不断地将有关汽车运动的距离数据或者特征参数存储起来，这些距离数据或者特征参数可以推断出环境的轮廓，并对一种情况，即在检测汽车运动时没有有关运动方向的信息提供给电子单元使用，这时通过使直到没有方向信息时存储的距离数据或者特征参数和从没有方向信息起记录的距离数据或者特征参数相关确定汽车的运动方向，使距离数据或者特征参数相关包括数据的相减。

本发明提供了有利的和合适的另一些改进方案。

本发明涉及一种在汽车上设置有距离传感器和电子单元的汽车的停车过程的支持装置。本发明的核心在于如此地设计电子单元，即借助距离传感器在停车过程中不断地存储有关汽车运动的距离数据或者特征参数，所述距离数据或者特征参数可以推断出环境的轮廓，并且对于不能给电子单元提供有关汽车的被检测的运动的运动方向的信息的情况时，通过使直到没有方向信息时所存储的距离数据或者特征参数和从没有方向信息时起所记录的距离数据和特征参数相关确定汽车的运动方向。

通过这一措施仅在包括原本在整个***中就已存在的距离传感器的情况下就能在算法上比较简单地并且因而很大程度上成本适中地估算出旋转方向或者是运动方向。

最经常的情况是当汽车停住时***缺乏方向信息。因此，优选的是当汽车处于停止状态时并且对于重新检测运动没有运动的方向信息时，设计电子单元使得距离参数相关。这例如可以是这样的情况，即在脱耦状态时汽车向前或者向后滚动。然后可以将停车前的距离数据或者特征参数和停车后的距离数据或者特征参数进行比较。特别有利的是将在停车时刻具有相同距离的距离数据或者特征参数进行比较。

特别有利的是可通过简单的减法进行数据比较或者特征参数的比较。在此通过将直到没有方向信息，特别是直到汽车停车时已存储的距离数据或者特征参数减去停车后为一运动所重新记录的距离数据或者特征参数进行这种分析。若两个数据记录的差值大于事先已规定的阈值，则以很高的概率运动处于到目前为止的行驶方向上(例如前进方向)。若这两个数据记录之间的差值小于事先已规定的阈值，理想地为零，则这两个记录的运动非常相似，因此，该运动很可能与到目前为止的行驶方向相反(例如倒行运动)。在这种情况下所重新记录的数据或者特征参数必然和倒行的行程的以前所记录的数据或者特征参数在很大程度上相一致。

在本发明的一个优选的设计方案中电子单元设计成用于临时存储距离数据或者特征参数。例如一个有一定容量的存储器可供使用，当存储器写满时最旧的数据则被所重新记录的数据或者特征参数重写。

此外，在存储距离数据或者特征参数时若电子单元存储分配给传感器的距离数据轨迹(Abstandsdatentracks)是有利的。其中，例如一个前面的侧面传感器的距离数据形成一个数据轨迹。其中可从传感器的第一个和最后一个可计算的距离数值中确定开始和结尾。

特别是根据这些传感器将这些类型的轨迹确定类型。例如在确定方向时对相同类型的轨迹(或者仅一个轨迹的数据，并且因此为一个类型的数据)进行比较。例如对左后侧的距离传感器的数据进行比较。优选地一直对例如到汽车停车时刻所走过的行程的相同距离中所获得的距离数据进行比较。优选地该走过的行程由车轮传感器采集。

此外，为了从距离传感器有效地获得距离数据或者特征参数选择两个不同的组是特别有利的，其中，第一组与一个多路转换器的一个第一输入端连接，第二组与相同的多路转换器的一个第二输入端连接，并且其中，第一组和第二组分别包含一个用于汽车两侧的前面的和尾部的侧面距离传感器。在这种情况中，若第一组和第二组包含至少另一前面的和/或尾部的距离传感器也是有利的，并且该前面的和/或尾部的传感器和侧面距离传感器不同，并且这些侧面距离传感器之间彼此也不同。

为了保证SPA功能装置具有足够的可靠性和可使用性，PSL功能装置必须以必要的精度和高的概率探测到停车空地的位置和形状(包括长度和宽度)。为此在一侧采用一个侧向前面的和一个侧向后面的距离传感器。后面的距离传感器通常设计用于更大的作用半径，为的是在一个扩大的区域内能探测到目标(CSD＝Curb Stone Detection-路缘石头探测)。同时，这个传感器也可以用于验证由前面的距离传感器所进行的PSL结果。

通过在一个多路扫描周期中对左边的和右边的侧面距离传感器的数值采集对汽车的左侧和右侧同时进行测量，这样防撞的可靠性更高。若在每个多路步骤中同时添加至少一个用于前面的另一特别的前面的距离传感器，则虽然有四周探测仍然也有“SPA”功能提供使用。通常除了分别设置一个左侧和一个右侧的侧面传感器外还在前面和尾部设置四个用于检测行驶方向或者倒行方向的传感器。只要在每个多路步骤中除了侧面传感器外再设置另外两个前面的距离传感器，则在两个多路步骤中所有四个前面的距离传感器都可用于测量。这样，虽然使用了侧面传感器也为前面准备了完全的“SPA”停车辅助功能。通过在两侧使用侧面传感器就可检测和确定汽车到在停车过程中可能是障碍物并且在泊位过程中在制定行车路线时应予以考虑的物体，例如汽车、墙壁、树木、花桶等的距离。

此外，通过将传感器作如此的划分或者分组可以考虑设计为CSD传感器的后向侧面的传感器的更高的、例如两倍或者三倍的循环时间。

然后在每个多路步骤中只有部分持续工作的传感器缺点当然是只能验证更少的交叉响应。然后这一缺点可通过下述措施克服，即在本发明的另一有利的设计方案中设置带有两个输入端的一个第二多路转换器，其中，在一个第一输入端上设置前面的距离传感器，优选地设置所有的前面的距离传感器并且在一个第二输入端设置尾部的距离传感器，优选地设置所有的尾部的传感器。其中，前面的和尾部的侧面传感器总是应为一起封闭。通过这种设计方案特别是对于主要是对“SPA”停车辅助装置的使用可以转换到第二多路转换器上，这样可分别在前面和尾部使用所有相邻设置的传感器，这样就可相应地分析交叉响应，这种计算可提高精确度。

通常在汽车的前面设置六个距离传感器，在汽车的尾部设置六个距离传感器，其中，每两个距离传感器为侧面距离传感器。

附图说明

下面在附图中对本发明的几个实施例的其它优点和细节进行更详细的说明，这些附图是：

附图1：设置有距离传感器的轿车的示意俯视图，

附图2a：停车空地测量阶段中的停车状态俯视图，

附图2b：从停车空地旁驶过时侧面传感器记录的距离曲线，

附图2c：在汽车反冲到停车空地高度时侧面传感器记录的距离曲线，

附图3a：在使用SPA功能的情况下驶入停车空地阶段中的停车状况俯视图，

附图3b和3c：完全倒车驶入(附图3b)或者汽车从停车空地重新驶出(附图3c)时的侧面传感器的距离曲线，

附图4：汽车即将结束停车过程时的停车状况俯视图，

附图5：距离传感器结构的非常示意的俯视图，其中突出了已被激活的传感器，

附图6：该附图和附图5相对应，然而却具有其它的已被激活的距离传感器。

具体实施方式

附图1为轿车13上设置的距离传感器1至12的位置简图。在轿车13的前面在左侧和右侧分别设置一个侧面的距离传感器1、6。此外，还设置四个前面的距离传感器2至5。在汽车13的尾部在左侧和右侧分别设置一个侧面的、尾部的距离传感器7、12，并且设置四个尾部的距离传感器8至11。

附图2a表示将汽车13沿着路边石或者一个类似的限制停车空地的物体17停到两个已停好的轿车15、16之间的停车空地14的停车情形。侧面传感器6、7的检测区域用检测射束6a和7a表示。

附图2b表示轿车13从停车空地14旁驶过时由传感器6、7确定的距离曲线。在横座标18上画的为所走过的例如以米为单位的行程。在纵座标19上画的为由侧面距离传感器所测得的例如以米为单位的距离。因此在从停车空地14旁驶过的首先投入使用的是侧面距离传感器6，并且产生一个曲线段20a。在停车空地区域缺少该传感器的信号，因为它的作用半径有限。只有在已停的轿车15的区域检测射束6a才打中这个区域，于是就产生曲线段20b。对于侧面的尾部的传感器7来说就是另一种情形，因为它具有大得多的作用半径。在沿箭头14a从停车空地14驶过时产生曲线段21a、21b以及21c。由于汽车16、15对传感器信号的投影(Verschattung)该曲线在曲线段21b的前面或该曲线段后面也分别具有一个中断。曲线段21b相当于路边石17的直线段。曲线段21a和21c相当于已停汽车16、15的轮廓。

附图2c表示的是这样的一种情况，即汽车13处于附图2a的完全一样的位置，但它不根据箭头14a向前继续行驶，而是按照箭头14b向后行驶。附图2c通过线条22在图中清楚表示了换向点。在附图2b中也采纳了该线条。在附图2a中可清楚地看到传感器6的曲线段20a和20b和传感器7的曲线段21a、21b、21c相对于通过线条22表示的换向点来说基本为对称走向。

可若在通过线条22表示的换向点上没有汽车13的行驶方向的方向信号，则可通过换向点之前和之后的相应的侧面传感器6、7的曲线的比较，例如通过减法求出接近零的数值，这个数值表示，该汽车为倒行运动。

根据附图2b的另一种情况是分配给距离传感器的曲线段与表示换向点的线条22基本不对称，因此在此减法提供与“零”明显不同的数值，从中人们可以看出，汽车一定是按行驶方向运动。

也可在停车阶段，也就是当汽车例如在曲线23(参见附图3a)上已部分地运动到停车空地14，然后停住，这时可利用SPA功能装置相应地确定行驶方向。在附图3b、3c中这种情况又是通过线条22表示。附图3b表示的是这样的一种情况，即在停车地点之后向后的驶入方向保持不变。从中可明显地看出，距离曲线相对于象征性的线条22来说无论是对于传感器6的距离数值曲线20a、20b还是对于传感器7的距离数值曲线21a、22b都是非常不对称的。

若在停车之后汽车沿箭头14a从停车空地14中驶出则情况又不一一样。因为在这种情况中由传感器检测出类似的距离数值，这时出现一幅相对于线条22对称的图象。也可在这种情况中将直到停车地点的数据和从停车地点起的数据进行比较从而得出有关方向的推论。在按照附图3a的情况中在一个传感器的同属一起的曲线段相减时通常出现超过一个阈值的数值。若按照图3b的情况对一个传感器的曲线段进行比，则得出该阈值。

相应地只要减法得出的数值低于规定的阈值，则可得出结论，该汽车与先前的直到停车点前的行驶方向相反地运动，其中，在另一种情况中可以认为，当差值超过所规定的阈值时，则汽车未改变方向。

附图4是这种情况的俯视图，即在停车过程的阶段2中在使用SPA功能装置的情况下汽车13尽管完全位于停车空地14中，然而还未达到最终位置。

对于这种情况，即汽车13停在附图4所示的位置，并且马上又要起动，但是从传统的传感器又没有提供有关方向的信息，这时又是通过例如直到停车点的前面的距离传感器的距离数值和停车点后的距离数值进行比较来确定方向。

若汽车13一直倒行到停车点，并且从停车点又要沿箭头14b的方向倒行，则距离数值扩大，这样，在相减时数值并未抵消，因此，超过规定阈值的每个结果都会得出倒行的结论。

若该汽车从附图4所示的位置沿箭头14b的方向倒行直到这个位置以后沿相反方向向前运动，则距离数值变小，这样，根据附图4的直到停车位置的数值相减将提供理想的“零”范围内的数值。

因此，在分析时可以将在停车点之前和停车点之后的距离数值进行比较时低于规定的阈值的每个结果解释为沿直到停车点的相反方向的行驶，而高于阈值的结果数值则属于沿相同方向的行驶。

在附图4的情况中在进行数值比较时，例如前距离传感器2、3、4、5的数值，或者后距离传感器8、9、10、11的数值可以交换地使用。

也可以设想分析单个传感器的数值。

为了能保证SPA停车辅助装置有足够的可靠性和可使用性，PSL功能装置必须能以必要的精确度检测出停车空地的位置和形状。在已公开的传感器结构的基础上只能有限地使用侧面定向的传感器1、2或者6、7，因为通常控制设备的12个传感器是通过一个多路转换器进行控制的，这样，或者是1至6的所有六个前面的传感器，或者是7至12的所有六个尾部的传感器能够进行发射或者接收。

通过使用各具有两个输入端的两个多路转换器可实现对距离传感器的组合，这种组合可提高***的可靠性。其中，这两个输入端例如根据情况，也就是可根据停车阶段进行响应，必要时可通过另一多路转换器。

下面三个实施例表示在一个多路转换器相应的输入端A和B上传感器如何关于两个多路转换器进行组合：

变型方案1：

传感器1、3、4、6、7和12设置在第一多路转换器的输入端A，其中，传感器1、2、5、6、7和12与第一多路转换器的输入端B连接。此外，传感器1至6和第二多路转换器的输入端A连接并且传感器7至12和第二多路转换器的输入端B连接。

这样，特别是在采集停车空地尺寸和测量路边石时可得到更高的安全性，因为同时对汽车的左侧和右侧进行测量。在此期间还可总是实现停车辅助装置的基本功能，因为在“多路转换”时前面的传感器3、4或者2、5被启动。

然而通过所示的对距离传感器的编组或者形成组(Cluster)却换来了微小的缺陷，即在激活具有距离传感器的相应编组的第一多路转换器时用于分析的交叉响应比在对前面的传感器和尾部的传感器的传统编组时的要少。然而通过采用在其中规定有这样的编组的第二多路转换器，特别是当涉及到使用SPA功能装置时，当汽车至少部分地位于停车空地阶段时也可以动用这个功能。

对于变型方案1，在附图5和6中借助在汽车的前侧13a和尾部13b上传感器的示意的结构表示在输入端A(附图5)和输入端B(附图6)的组合在第一多路转换器上的传感器的编组情况。在多路步骤中分别被激活的传感器相对于未活化的传感器为放大表示。

距离传感器1至12的原则上的辐射方向用各个虚线表示。

正如在附图5中可看到的那样，在传感器2和3或者4和5之间不能进行交叉响应分析，因为在这一阶段距离传感器2和5不活化。但是在距离传感器3和4之间可进行交叉响应分析。剩下的已活化的传感器可进行直接响应分析。

在附图5中交叉响应用箭头24和25表示。

只要第一多路转换器的输入端B上的第二编组是活化的(附图6)，则可分析第一和第二距离传感器之间以及第五和第六距离传感器之间的交叉响应(请见箭头26、27或者28、29)。此外，通过附图5和6中的箭头示意示出直接响应。

在多路转换器中的下述编组方案规定了另外两个有利的结构：

变型方案2：

传感器1、2、3、6、7和12连接在第一多路转换器的输入端A上，传感器1、4、5、6、7和12连接在第一多路转换器的输入端B上，其中在第二多路转换器的输入端A上的传感器1至6和传感器7至12与第二多路转换器的输入端B连接。

变型方案3：

传感器1、2、4、6、7和12与第一多路转换器的输入端A连接。此外，传感器1、3、5、6、7与12和第一多路转换器的输入端B连接。传感器1至6设置在第二多路转换器的输入端A上，传感器7至12设置在第二多路转换器的输入端B上。

通过这些变型方案为“前面的停车辅助装置”分别准备了基本功能。也还可设想包含有尾部的传感器的其它组合方案。

Claims (6)

1.用于支持汽车停车过程的装置，其具有在汽车(13)上设置的距离传感器(1至12)和一个电子单元，其特征在于，该电子单元是为此设计的，即在停车过程中借助距离传感器(1至12)不断地将有关汽车(13)运动的距离数据或者特征参数存储起来，这些距离数据或者特征参数可以推断出环境的轮廓，并对一种情况，即在检测汽车(13)运动时没有有关运动方向的信息提供给电子单元使用，这时通过使直到没有方向信息时存储的距离数据或者特征参数和从没有方向信息起记录的距离数据或者特征参数相关确定汽车(13)的运动方向，使距离数据或者特征参数相关包括数据的相减。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，当汽车(13)停车并且当继续运动而没有运动的方向信息时，设计电子单元用于使距离数据或者特征参数相关。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设计电子单元用于临时存储距离数据或者特征参数。

4.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设计电子单元用于存储分配给传感器的距离数据轨迹。

5.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，从距离传感器中挑选出两个不同的组，其中，第一组和一个多路转换器的一个第一输入端连接，第二组和同一多路转换器的一个第二输入端连接，并且其中第一组包括用于汽车(13)两侧的前面的侧面距离传感器(1、6)并且第二组包括用于汽车(13)两侧的尾部的侧面距离传感器(7、12)。

6.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，一个多路转换器设有两个输入端，其中，在第一输入端上设有前面的距离传感器(1至6)，在第二输入端上设有尾部的距离传感器(7至12)。

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