借助超声波传感器探测和确定客体的重要量值制造技术

一种借助至少一个布置在机动车侧面上的超声波传感器探测和确定在机动车的周围环境中的客体的重要量值的方法和设备，其中，超声波传感器具有由传感器特定的张角所确定的检测范围，方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】借助超声波传感器探测和确定客体的重要量值
[0001]本专利技术涉及一种借助超声波对机动车的周围环境中的客体进行探测和追踪的方法和相应的设备。
[0002]为了自动或半自动地控制车辆、以下称为本车，需要探测本车的周围环境中的客体。首先，客体的物理量值、例如位置、定向、速度和尺寸在此都是重要的，这些客体可能是静态的也可能是动态的。与基于雷达或摄像头的探测相比，借助超声波传感器探测本车的环境中的客体提供了低廉的方案。此外，其还可以作为冗余的信息源例如被用于实现特定的ASIL(汽车安全完整性等级)水平。
[0003]文献WO 2016/189112 A1则涉及一种用于避免车辆间碰撞的方法，其中，实施以下步骤：
[0004]‑
通过一个或多个布置在车辆上的传感器两次或三次地确定相对于车辆的客体，
[0005]‑
在包括至少一个输入端和输出端的处理器的输入端处接收由一个或多个传感器探测到的客体的位置，
[0006]‑
基于探测到的位置来近似客体相对于车辆的最后轨迹，
[0007]‑
利用近似的最后轨迹来预测客体相对于车辆的未来位置，
[0008]‑
基于预测的、客体相对于车辆的未来位置来估计车辆与客体碰撞的概率，
[0009]‑
确定该概率是否大于预定的阈值，并且
[0010]‑
如果该概率超过阈值时，通过处理器的输出端输出警报信号。
[0011]文献DE 10 2018 105 014 A1公开了一种用于预测碰撞的方法和设备，其包括以下步骤：
[0012]‑
基于雷达传感器的第一坐标信息和超声波传感器的第二坐标信息来检测目标障碍物的坐标，
[0013]‑
将第二坐标信息传递至第一坐标信息的坐标系中并生成传递的坐标信息，如果基于传递的坐标信息车辆与目标障碍物具有预定距离，则估计车辆的位置、速度和加速度，
[0014]‑
基于车辆的估计的位置、速度和加速度来确定车辆与目标障碍物之间的可能的碰撞类型，基于车辆的估计的位置、速度和加速度以及确定的碰撞类型来确定三维的运动轨迹，并且
[0015]‑
基于三维的运动轨迹来预测车辆的碰撞点、目标障碍物的碰撞点和碰撞时刻。
[0016]文献DE 10 2016 218 093 A1涉及一种超声波传感器系统的运行方法，该超声波传感器系统用于借助超声波传感器检测车辆环境中的运动客体，该运行方法包括以下步骤：
[0017]‑
在多个先后相继的时刻发送超声波信号，并且尤其接收在环境中的一个或多个客体处反射的超声波回声信号，其中，为针对发送的超声波信号所接收的超声波回声信号匹配轨道，
[0018]‑
在相应的轨道中针对分别存在的超声波回声确定和匹配差值，
[0019]‑
如果超声波回声的差值符合预定的规则，则将多个轨道中针对多个时间上先后相继的超声波信号的超声波回声汇总成组，并且
[0020]‑
将不属于组的超声波回声分类为干扰。
[0021]在此，借助卡尔曼滤波来估计超声波传感器的间距值及其一次和二次导数。
[0022]文献DE 19 947 766 A1涉及一种用于监测泊入的车辆的环境的装置，该装置用于可靠地识别占道的客体并且实现调车动作的计算。该装置包括至少一个视频摄像机连同多个侧向布置的客体识别传感器，该客体识别传感器覆盖未被视频摄像机检测的区域。由此，即使在视频图像中未能识别到可疑障碍物，也能够以简单的方式为驾驶员发出警报。
[0023]文献DE 10 2015 117 379 A1涉及一种用于检测机动车的环境区域中的客体的方法，其中，利用至少一个机动车侧的超声波探测装置检测环境区域，其中，在至少两个不同的时刻分别实施利用超声波探测装置检测环境区域的检测循环，并且在两个检测循环中检测到的有关环境区域中的客体的信息被提供给评估模块，其中，利用评估模块根据超声波探测装置的信息判断：是否将该客体分类为动态客体。
[0024]然而，上述文献都不能关于“借助超声波传感器探测客体”这一事项的技术实施作出准确的规定。同样未被说明的是，借助卡尔曼滤波所估计的间距值及其一次和二次导数能够如何用于本车环境中的客体的真正感兴趣的重要客体量值的确定，也即客体的位置、定向、速度和尺寸。
[0025]因此，本专利技术所要解决的技术问题在于，如何借助超声波传感器改进在机动车的周围环境中的客体及其重要客体量值的探测，机动车在以下被称作本车。
[0026]所述技术问题通过具有权利要求1的技术特征的用于借助超声波传感器探测本车的周围环境中的客体的方法以及具有权利要求10的技术特征的相应的设备解决。本专利技术的优选的设计方案是从属权利要求的技术方案。
[0027]根据本专利技术的借助至少一个布置在机动车侧面上的超声波传感器探测和确定在机动车的周围环境中的客体的重要量值的方法，其中，所述至少一个超声波传感器具有由传感器特定的张角所确定的检测范围，所述方法包括以下步骤：
[0028]‑
确定至少一个超声波传感器的真实的传感器值的测量序列，所述传感器值表示客体与机动车之间的最小间距，其中，这些传感器值以预设的时间周期被按时确定，
[0029]‑
通过以下方式对所述至少一个超声波传感器的传感器值的序列进行建模，
[0030]‑
根据状态矢量和参数矢量对客体运动进行建模，其中，所述状态矢量和参数矢量由重要的客体量值构成，
[0031]‑
在考虑到所述状态矢量和参数矢量的情况下对间距检测进行建模，
[0032]‑
并且确定所述状态矢量和参数矢量，方式是，通过优化方法使建模的传感器值匹配于至少一个超声波传感器的测得的真实的传感器值。
[0033]通过该方式能够对客体量值、例如客体的位置、方向、速度和尺寸进行建模并且由此以一致的、统一的形式确定。例如考虑预测误差法、滑模观测器、卡尔曼滤波和列文伯格
‑
马夸尔特(Levenberg
‑
Marquardt)方法作为合适的优化方法，使得建模的传感器值与真实检测的传感器值之间的偏差尽可能小。
[0034]优选地，为了确定所述状态矢量和参数矢量，将建模的传感器值与真实的传感器值之间的差值的总和最小化。
[0035]进一步优选地，由所述至少一个超声波传感器的建模的值构成建模的传感器值矢量，所述建模的传感器值矢量与各个超声波矢量的真实的传感器值的传感器值矢量相关
联，以便进行最小化。
[0036]优选地，建模的传感器值是客体相对于本车的位置的函数以及客体的角部出现在至少一个超声波传感器的检测范围中的函数，其中，确定客体的角部在机动车的坐标系中的坐标。
[0037]优选地，客体的重要量值至少通过以下给出：
[0038]‑
客体相对于机动车的纵向间距，
[0039]‑
客体相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种借助至少一个布置在机动车侧面上的超声波传感器(SR1，SR2)探测和确定在机动车(E)的周围环境中的客体(O)的重要量值的方法，其中，所述超声波传感器具有由传感器特定的张角所确定的检测范围，所述方法包括以下步骤：
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确定至少一个超声波传感器(SR1，SR2)的真实的传感器值(s(t))的测量序列，所述传感器值表示客体与机动车之间的最小间距，其中，所述至少一个超声波传感器(SR1，SR2)的这些传感器值以预设的时间周期被按时确定，
‑
通过以下方式对所述至少一个超声波传感器(SR1，SR2)的传感器值的序列进行建模，
‑
根据状态矢量和参数矢量θ对客体运动进行建模，其中，所述状态矢量和参数矢量θ由重要的客体量值构成，
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在考虑到所述状态矢量和参数矢量θ的情况下对间距检测进行建模，
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并且确定所述状态矢量和参数矢量θ，方式是，通过优化方法使建模的传感器值匹配于至少一个超声波传感器(SR1，SR2)的测得的真实的传感器值(s(t))。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了确定所述状态矢量和参数矢量，将建模的传感器值与真实的传感器值之间的差值的总和最小化。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由所述至少一个超声波传感器(SR1，SR2)的建模的间距值构成建模的传感器值矢量，所述建模的传感器值矢量与各个超声波矢量的真实的传感器值的传感器值矢量相关联，以便进行最小化。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，建模的传感器值是客体(O)相对于本车(E)的位置的函数以及客体的角部出现在至少一个超声波传感器(SR1，SR2)的检测范围中的函数，其中，确定客体(O)的角部(E1，E2，E3，E4)在机动车(E)的坐标系中的坐标。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，客体(O)的重要量值至少通过以下给出：
‑
客体相对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：大众汽车股份公司，
类型：发明
国别省市：