專利名稱：停車輔助裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種停車輔助裝置，具體涉及一種用于引導駕駛員在停車時的駕駛操作的設備。
背景技術：
通常，有一種輔助裝置，用于在機動車在停車和重疊時停在初始停止位置的狀態下，在電視屏幕上顯示機動車的后視情況，以在電視屏幕上顯示關于駕駛操作的引導信息，該引導信息對于停車而言是必需的。利用這樣一種裝置，只要隨著電視屏幕上所顯示的引導信息執行駕駛操作就能夠容易地進行停車。
然而，如果駕駛員在看電視屏幕的同時執行停車操作會增加駕駛員的負擔。因此，建議通過聲音等等提供這種引導信息。這樣，就不需要駕駛員去注意電視屏幕，從而減輕駕駛員的負擔。
然而，當通過聲音等等將包含從初始停止位置到完成停車位置范圍內信息的引導信息提供給駕駛員時，在初始停止位置偏離預先設定的參考位置的情況下，該偏差不能夠被消除，因此，可能會降低在停車時的精確度。
發明概述本發明就是基于解決上述問題而提出的，本發明的一個目的是，提供一種停車輔助裝置，即使在沒有準確地將機動車停在預先設定的初始停車的參考位置中時，該設備也能夠準確地引導駕駛操作，并且該設備能夠以高精確度執行停車輔助操作。
根據本發明的停車輔助裝置包括第一距離傳感器，用于測量與在機動車一側的障礙物之間的距離；第二距離傳感器，用于測量機動車移動距離；偏航角檢測裝置，用于檢測機動車的偏航角；引導裝置，用于向駕駛員輸出關于駕駛操作的引導信息；控制器，所述控制器能夠在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來掌握初始停止位置，所述控制器還能夠根據初始停止位置和偏航角檢測裝置所檢測的偏航角，通過引導裝置向駕駛員后退停車提供適當的暫時停車時限。
應該注意的是，可這樣構成控制器，即，使其能夠根據第一距離傳感器所測量的與機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來測量實際初始停止位置與初始停止參考位置之間的偏差，并且同時能夠根據所測量的偏差和偏航角檢測裝置所檢測的偏航角來計算后退停車的適當的暫時停車時限。
在這種情況下，當控制器在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離判斷出機動車已經到達初始停止位置時，控制器能夠通過引導裝置引導駕駛員進行停車。
控制器通過引導裝置能夠向駕駛員提供以下引導信息從初始停止位置以最大的轉向角使機動車前進并使機動車停在后退起始位置；從后退起始位置沿著相反的方向以最大的轉向角使機動車向后移動并在方向盤處于回輪位置時停住機動車；從方向盤回輪位置再次沿著相反的方向以最大的轉向角使機動車向后移動以便使機動車到達目標停車位。
此外，還可這樣構成控制器，即，使其能夠在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來計算機動車相對于目標停車位的傾斜度并且將該傾斜度加到實際初始停止位置與初始停止參考位置之間的偏差上，從而計算出適合的暫時停車時限。
此外，還可這樣構成控制器，即，使其能夠根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離來計算合適的初始停止位置，同時當控制器根據第二距離傳感器所測量的機動車移動距離判斷出機動車已經到達初始停止位置時能夠通過引導裝置引導駕駛員進行停車。
控制器通過引導裝置能夠向駕駛員提供以下引導信息從起始停止位置以最大的轉向角使機動車向后移動并在方向盤處于回輪位置時停住機動車；以及從方向盤回輪位置沿著相反的方向以最大的轉向角使機動車向后移動以便使機動車到達目標停車位。
此外，該控制器能夠在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來計算機動車相對于目標停車位的傾斜度，并根據該傾斜度計算合適的初始停止位置。
該控制器還可將第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離作為歷史記錄儲存起來，同時根據該歷史記錄計算合適的初始停止位置。
應該注意的是，控制器能夠在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來測量目標停車位的長度。
此外，當機動車以轉向角保持相同的狀態移動時，在預測到障礙物可能會對機動車造成影響的情況下，控制器還可向駕駛員發出警告。
可分別用超聲波傳感器或使用電磁波的傳感器作為第一距離傳感器，用輪轉速傳感器作為第二距離傳感器。
附圖的簡要說明
圖1是示出了根據本發明實施例1的停車輔助裝置的結構的框圖；圖2是逐步地示意性示出了實施例1中在串行停車時機動車的位置的圖；圖3是示出了在實施例1中串行停車時機動車停在到達初始停止位置前的一點處的狀態的平面圖；圖4是示出了在實施例1中串行停車時機動車停在初始停止位置的狀態的平面圖；圖5是示出了測量距離相對于實施例1中的超聲波傳感器位置的圖表；圖6是示出了在實施例2中串行停車時機動車停在每個位置的狀態的平面圖；
圖7是示出了測量距離相對于實施例2中的超聲波傳感器位置的圖表；圖8是逐步地示意性示出了實施例3中在串行停車時機動車的位置的圖；圖9是示出了在實施例3中從已停機動車的后端延伸到合適的初始停止位置的前端的正向距離D與此后所需的轉向角γ相對于車距B的關系的圖表；圖10到13是分別示出了在實施例4中計算合適的初始停止位置的方法的框圖和圖表；和圖14是示出了根據實施例6的停車輔助裝置的結構的框圖。
具體實施例方式
在下文中，將參考附圖描述本發明的實施例。
實施例1圖1示出了根據本發明實施例1的停車輔助裝置的結構。與控制器1相連的裝置包括偏航角速度傳感器2，用于檢測機動車在偏航角方向上的角速度；開關模塊5，由并行模式開關3和串行模式開關4構成，其中開關3是用以通知控制器1機動車是并行停車的，開關4是用以通知控制器1機動車是串行停車的。此外，用于引導駕駛員進行駕駛操作信息的揚聲器6與控制器1連接。
另外，控制器1與超聲波傳感器7和輪轉速傳感器8連接，其中超聲波傳感器7作為測量與機動車一側的障礙物之間的距離的第一距離傳感器，輪轉速傳感器8作為測量機動車的移動距離的第二距離傳感器。輪轉速傳感器8檢測機動車輪子的每分鐘轉數(rpm)，并且能夠根據來自輪轉速傳感器8的信號用控制器1計算機動車移動距離。
開關模塊5和揚聲器6被布置在駕駛員座位中，超聲波傳感器7被安置于機動車的前端側部上。
控制器1裝配有CPU、儲存控制程序的ROM以及一個操作RAM(未示出)。
在ROM中儲存有在以最大限度操縱機動車方向盤的方式使機動車轉向的情況下關于最小回轉半徑Rc的數據。同時，用以在機動車并行停車和串行停車時執行停車輔助操作的控制程序被儲存在ROM中。CPU根據儲存在ROM中的控制程序工作。控制器1根據由偏航角速度傳感器2輸入的機動車角速度計算機動車的偏航角、計算機動車的回轉角并向揚聲器6輸出在停車操作期間的每個步驟中的關于操作方法和操作時限的信息。
下面，將參考圖2描述本實施例的停車輔助裝置為了幫助機動車串行停車而使機動車采用的行駛路線。
假定機動車10被停于停車框T中，使得機動車10的后左端與在停車框T的后部的拐角S2重合。在這種狀態下假定車位M1中的機動車10的后軸中心M0是原點，Y軸為沿著與道路平行的方向，該Y軸是機動車10的后退方向，X軸為垂直于Y軸的方向。另外，在停車框T的后部的拐角處的坐標假定為S2(W2/2，a2)。在這里，a2和W2分別表示機動車10的車身后懸長度和車寬度。
假定車位J1中的機動車10前進，同時將方向盤的轉向角打到右向最大，以半徑Rc使機動車轉向；當機動車10到達車位K1時，機動車10向后移動，同時將方向盤的轉向角打到左向最大，以半徑Rc使機動車轉向；并且，當機動車10到達車位L1時，機動車10向后移動，同時將方向盤的轉向角打到右向最大，以半徑Rc使機動車轉向以將機動車適當地停在停車框T中的車位M1中。
首先，假定串行停車從停在停車框T之前的預定位置的機動車20開始，所述預定位置作為一個標記，并且假定機動車10停在車位J1中的狀態為初始停止位置。
假定車位J1是機動車10的駕駛員的位置DR的Y坐標與已停的機動車20的后端20a的Y坐標重合的位置，即，是與停車框T平行的位置并且是以預定的車距d將機動車10和機動車20彼此分隔開的位置。因此，車位J1的后軸中心J0的坐標(J0x，J0y)是由機動車20的后端20a的坐標、駕駛員的位置DR和后軸中心J0以及車距d之間的關系絕對地限定的。
停在車位J1中的機動車10前進到車位K1，同時將方向盤的轉向角打到右向最大，以半徑Rc使機動車轉向。在這種情況下，假定轉向中心為C3，假定轉向角是β。另外，車位K1中的機動車10向后移動到車位L1，同時將方向盤的轉向角打到左向最大，以半徑Rc使機動車轉向。在這種情況下，假定轉向中心為C4，假定轉向角是δ。另外，在車位L1中方向盤沿著相反方向轉向，機動車10向后移動到車位M1，同時將方向盤的轉向角打到右向最大，以半徑Rc使機動車轉向。在這種情況下，假定轉向中心為C5，假定轉向角是α。
另外，假定車位K1和L1中的后軸中心分別為K0和L0。
轉向角α、β和δ具有以下關系。
δ＝α-β轉向中心C5的坐標(C5x，C5y)由以下公式表示。
C5x＝-RcC5y＝0轉向中心C4的坐標(C4x，C4y)由以下公式表示。
C4x＝C5x+(Rc+Rc)×cosα＝-Rc+2Rc×cosαC4y＝C5y-(Rc+Rc)×sinα＝-2Rc×sinα轉向中心C3的坐標(C3x，C3y)由以下公式表示。
C3x＝C4x-(Rc+Rc)×cosβ＝-Rc+2Rc×cosα-2Rc×cosβC3y＝C4y+(Rc+Rc)×sinβ＝-2Rc×sinα+2Rc×sinβ另外，車位J1的后軸中心J0的坐標(J0x，J0y)由以下公式表示。
Jox＝-Rc×(1-cosα)-Rc×(1-cosα-1+cosβ)+Rc×(1-cosβ)＝2Rc(cosα-cosβ)(1)J0y＝-Rc×sinα-Rc×(sinα-sinβ)+Rc×sinβ＝2Rc(sinβ-sinα)(2)這里，當用三角函數公式轉換上述公式(1)和(2)時，可獲得以下公式。
tan(α/2+β/2)＝J0x/J0ysin2(α/2-β/2)＝(J0x2+J0y2)/(16Rc2)用已知的后軸中心J0的坐標(J0x，J0y)能夠計算出α和β，并將這些數值儲存在控制器1中作為設定值α和β。
后軸中心J0的坐標(J0x，J0y)，例如用J0x＝2.3m、J0y＝4.5m的數值作為用正常操作使機動車10停在機動車20后面的數值。需要根據機動車10的等級、操縱性能等設定后軸中心J0的坐標J0x和J0y的數值。
接著，將描述根據實施例1的停車輔助裝置在串行停車時的操作。
首先，如圖3中所示，機動車10沿著與道路平行的方向，也就是說，沿著與目標停車框T平行的方向朝著車位J1向前直行，所述車位J1也就是駕駛員的位置DR的Y坐標與已停好的機動車20的后端20a的Y坐標重合的位置，并且是以車距d(例如，50cm)將機動車10與機動車20互相分隔開的位置。在這種情況下，當機動車10前進時，用超聲波傳感器7連續執行從機動車10到機動車側面的障礙物(例如，已停好的機動車20)之間距離的測量，所述超聲波傳感器7被安置于機動車的前端側部上。機動車10逐漸接近車位J1，并如圖4中所示，到達駕駛員的位置DR的Y坐標與已停好的機動車20的后端20a的Y坐標重合的位置。
這里，圖5示出了隨著機動車10的前進，對應于超聲波傳感器7位置的與障礙物之間的測定距離x。在目標停車框T中不存在機動車，因此當機動車10經過停車框T的側面時測定距離x變成一個極大數值。然而，如圖3中所示，當超聲波傳感器7的Y坐標達到坐標y1，也就是與已停好的機動車20的后端20a的Y坐標重合時，測定距離x突然減小到從超聲波傳感器7到機動車20之間的距離。在這種情況下，可用與作為初始停止位置的參考位置ST的機動車20之間的50cm距離和在x方向上的偏差dx1的總和來表示測定距離x。
控制器1能夠根據測定距離x的突然改變判斷出超聲波傳感器7已到達了坐標y1。然后，控制器1預先儲存從機動車10的前端到駕駛員的位置DR之間的長度LD并監控由來自輪轉速傳感器8的信號所計算的機動車10的移動距離。當機動車10已經從超聲波傳感器7到達坐標y1的那個位置處前進了距離LD時，通過揚聲器6向駕駛員發出特殊的停止聲音。駕駛員一聽到該停止聲音就停住機動車10。因此，駕駛員的位置DR的Y坐標與已停好的機動車20的后端20a的Y坐標重合，從而使該位置成為初始停止位置。在這種情況下，可用與作為初始停止位置的參考位置ST的機動車20之間的50cm距離和在x方向上的偏差dx2的總和表示由超聲波傳感器7所獲得的測定距離x。
將機動車10精確地定位在作為初始停止位置的參考位置ST處是困難的，因此可能形成上述在x方向上的偏差dx1和dx2。應該注意的是，當機動車10以平行于已停好的機動車20的方式行駛時，偏差dx1和偏差dx2彼此之間是相等的。然而，在機動車10以某一斜度傾斜行駛的情況下，這兩個偏差值彼此之間是不同的。坐標y1和y2之間的距離是預先儲存在控制器1中的距離LD。因此，甚至可根據偏差dx1和dx2以及距離LD來獲得在該初始停止位置處的機動車10相對于初始停止位置的參考位置ST的斜度。
因此，當駕駛員在機動車10停在初始停止位置的狀態下啟動串行模式開關4時，控制器1根據這樣測定的偏差dx1和dx2以及后軸中心J0的簡正坐標J0x和J0y獲得作為實際的初始停止位置的后軸中心J0′的坐標(J0x+dx，J0y+dy)，從而計算上述轉向角α、β和δ，以便在停車框T中適當地串行停泊機動車10。
控制器1將初始停止位置設定為機動車的偏航角為零度的位置，同時根據串行模式開關4的操作啟動串行停車的程序。駕駛員向右操縱機動車的方向盤到最大限度以使它處于滿輪狀態，并在該狀態下使機動車10前進。控制器1根據由偏航角速度傳感器2中輸入的機動車10的角速度來計算機動車的偏航角，并且將該偏航角與所計算的轉向角β的數值相比較。當機動車10接近車位K1時，車位K1也就是相對于初始停止位置的后退起始位置，控制器1根據偏航角與所計算的轉向角β的差值通過揚聲器6告知駕駛員接近信息和到達信息，其中接近信息即告訴駕駛員機動車已經接近車位K1了，到達信息即告訴駕駛員機動車已經到達車位K1了。
例如，從揚聲器6中發出間歇性的聲音諸如“嗶、嗶”聲作為接近信息，當偏航角與所計算的轉向角β之間的差值減小時，這種間歇性的聲音和閃爍的周期變短。當偏航角與所計算的轉向角β之間的差值消除時，從揚聲器6中發出連續性的聲音諸如“嗶”聲作為到達信息。
駕駛員根據該到達信息將機動車10停在車位K1中。接著，駕駛員向左操縱機動車的方向盤到最大限度以使它處于滿輪狀態，并在該狀態下使機動車10向后移動。控制器1將該機動車的偏航角與所計算的轉向角α(＝β+δ)的數值相比較。當機動車10從車位K1接近車位L1時，車位L1也就是方向盤轉向的位置，更確切地說，當機動車的偏航角接近所計算的轉向角α的數值時，根據偏航角與所計算的轉向角α的差異，控制器1通過揚聲器6告知駕駛員接近信息和到達信息，其中接近信息即告訴駕駛員機動車已經接近車位L1了，到達信息即告訴駕駛員機動車已經到達車位L1了。
駕駛員根據該到達信息將機動車10停在車位L1中。接著，駕駛員在車位L1中沿著相反方向使方向盤轉向，向右操縱方向盤到最大限度以使它處于滿輪狀態，并在該狀態下使機動車10向后移動。當機動車的偏航角接近零度時，控制器1通過揚聲器6告知駕駛員接近信息和到達信息，其中接近信息即，告訴駕駛員機動車已經接近停車框T內的車位M1了，到達信息即，告訴駕駛員機動車已經到達車位M1了。這樣，駕駛員將機動車10停在車位M1中，從而完成停車過程。
實施例2根據實施例2的停車輔助裝置具有與圖1中所示的實施例1的停車輔助裝置相同的結構。然而，如圖6中所示的，根據本實施例的停車輔助裝置不僅適用于在目標停車框T的前面已停有機動車20的情況而且還適用于在目標停車框T的后面還停有機動車30的情況中。
首先，機動車10從停在目標停車框T后面的機動車30的側面沿著與道路平行的方向向前直行時，用超聲波傳感器7連續執行與機動車一側的障礙物之間的距離的測量。用超聲波傳感器7持續執行這種距離測量，直到機動車10到達初始停止位置，也就是說，直到機動車10到達駕駛員的位置DR的Y坐標與已停好的機動車20的后端20a的Y坐標重合的位置。
在這種情況下，根據機動車10的前進，圖7中示出了用超聲波傳感器7測定的距離x。首先測定與停在目標停車框T后面的機動車30的之間距離。然而，在當超聲波傳感器7的Y坐標達到與已停好的機動車30的前端30a的Y坐標重合的坐標值y0時又過了一段時間，機動車不存在了，因此測定距離x變成一個極大數值。此外，當超聲波傳感器7的Y坐標達到與停在目標停車框T前面的機動車20的后端20a的Y坐標重合的坐標值y1時，測定距離x突然減小到從超聲波傳感器7到機動車20之間的距離。因此，控制器1根據測定距離x的突然改變能夠判斷出超聲波傳感器7已到達了坐標y0和y1，并且用來自輪轉速傳感器8的信號可計算出在上述操作過程中機動車10已移動的距離PSL。該距離PSL表示已停機動車30和20之間形成的停車位長度。
在超聲波傳感器7到達坐標y1以后，如在實施例1中所述的，當機動車10已前進了LD的距離并且超聲波傳感器7到達了坐標y2時，通過揚聲器6向駕駛員發出特殊的停止聲音。駕駛員一聽到該停止聲音就停住機動車10。因此，駕駛員的位置DR的Y坐標變成與已停好的機動車20的后端20a的Y坐標重合的位置，從而使該位置成為初始停止位置。
接著，當在機動車10停在初始停止位置的狀態下駕駛員啟動串行模式開關4時，控制器1計算轉向角α、β和δ，以使得駕駛員能夠根據測定的偏差dx1和dx2以及停車位的長度PSL，從實際初始停止位置將機動車10適當地串行停泊在停車框T中。
如實施例1中那樣，控制器1基于這樣計算的轉向角α、β和δ通過揚聲器6為駕駛員提供在方向盤滿輪的狀態下的適當的暫時停車時限，從而駕駛員可完成在停車框T的串行停車。
實施例3根據實施例3的停車輔助裝置具有與圖1中所示的實施例1的停車輔助裝置相同的結構。然而，根據該實施例的停車輔助裝置是這樣一種設備，不僅用于在預先設定的初始停止位置的參考位置中停車，還用于為駕駛員引導一個適當的初始停止位置，所述適當的初始停止位置是由控制器1根據超聲波傳感器7所測定的與機動車10一側的障礙物之間的距離x計算出來的。此外，提供給駕駛員的引導信息包括從初始停止位置通過使轉向角達到最大以使機動車向后移動并且在方向盤處于回輪位置時使機動車停止；以及從方向盤回輪位置通過沿著相反方向使轉向角達到最大來使機動車向后移動，從而機動車到達目標停車位。
下面將參考圖8來描述關于適合的初始停止位置的計算方法。假定機動車10與已停的機動車20之間的車距為B。當假定這些機動車的各自的寬度為W2時，所述機動車10在停車操作中將沿X方向移動的距離DX用以下公式表示。
DX＝B+W2當假定機動車10的后軸中心從初始停止位置P1中的P0移動到方向盤回輪位置Q1的Q0的轉向角為γ，假定后軸中心的最小回轉半徑為Rc，DX用以下公式表示。
DX＝2Rc×(1-cosγ)這里，可用超聲波傳感器7測量距離DX，并且最小回轉半徑為Rc是已知的，因此可以從上述公式中計算出轉向角γ。
當獲得了轉向角γ時，通過下面的公式能夠獲得在Y方向上后軸中心的位置P0和R0之間的距離DY。
DY＝2Rc×sinγ隨著機動車10的轉向，已停機動車20的右后端Z和機動車10的左前端之間的干擾容限被假定為F。注意的是，在圖8中，兩者互相妨礙，因此F變成一個負值。
假定機動車10的全長為L，用以下公式來表示機動車10的左前端的回轉半徑Rf1。
Rf1＝{(Rc+W2/2)2+(L-a2)2}1/2另一方面，利用在Y方向上的機動車20的右后端Z和機動車10的轉向中心C7之間的距離E，機動車20的右后端Z和機動車10的轉向中心C7之間的距離ZC7用以下公式表示。
ZC7＝{(Rc-W2/2)2+E2}1/2用以下公式表示干擾容限F。
F＝ZC7-Rf1因此，通過用特定數值例如40cm來代替F就能夠計算出距離E的數值。
這里，已經獲得了距離DY，因此可以用以下公式表示從已停的機動車20的后端到初始停止位置P1處的機動車10的前端的前行距離D。
D＝DY-E+L-a2這樣，可根據機動車10與已停的機動車20之間的車距B獲得前行距離D。
接著，將描述根據實施例3的停車輔助裝置在串行停車時的操作。
首先，機動車10沿著與道路平行的方向向前行駛，當機動車10經過停車位的側面時啟動串行模式開關4。同時，用安置于機動車10前端側部上的超聲波傳感器7連續執行與機動車20之間距離的測量。控制器1以與實施例1中同樣的方式判斷出超聲波傳感器7到達機動車20的后端部并同時測量機動車10和機動車20之間的車距B。按照上述程序，能夠測定從機動車20的后端到合適的初始停止位置P1的前端的前行距離D和據此所要求的轉向角γ。
控制器1監控利用來自輪轉速傳感器8的信號所計算的機動車10的移動距離。當機動車10已經從超聲波傳感器7到達已停機動車20的后端部的位置處前進了前行距離D時，通過揚聲器6向駕駛員發出特殊的停止聲音。駕駛員一聽到該停止聲音就停住機動車10。結果，使機動車10停在合適的初始停止位置P1。在這種情況下，控制器1將使機動車10的偏航角復位，所述偏航角是由偏航角速度傳感器2獲得的。
據此，駕駛員向左操縱機動車10的方向盤到最大限度以使它處于滿輪狀態，并在該狀態下使機動車10向后移動。控制器1將該機動車的偏航角與所確定的轉向角γ的數值相比較，當該偏航角接近轉向角γ時通過揚聲器6輸出接近信息，另外當該偏航角等于轉向角γ時通過揚聲器6輸出到達信息，判斷機動車10已到達方向盤回輪位置Q1。
駕駛員依照該到達信息將機動車10停在方向盤回輪位置Q1。這里，駕駛員沿相反方向向右操縱方向盤到最大限度以使它處于滿輪狀態，并在該狀態下使機動車10向后移動。當機動車10的偏航角接近零度時，控制器1通過揚聲器6告知駕駛員接近信息和到達信息，其中接近信息即，告訴駕駛員機動車已經接近目標停車位內的車位R1了，到達信息即，告訴駕駛員機動車已經到達車位R1了。這樣，駕駛員將機動車10停在車位R1中，從而完成停車過程。
應該注意的是，根據例如圖9中所示的機動車10的特性曲線來測定從機動車20的后端到合適的初始停止位置P1的前端的前行距離D與據此所要求的轉向角γ的車距B之間的關系。
在實施例3中，以與實施例2同樣的方式，當機動車朝著初始停止位置向前直行時，通過測量目標停車位的長度可指導能夠停車和不能停車，并可警告有障礙物(諸如已停在后面的機動車)的妨礙。
實施例4實施例4適用于機動車朝向初始停止位置向前直行的方向不是平行于已停的機動車20而是有一個傾斜角ε的情況。如圖10中所示的，可以認為在位置P2中以ε角傾斜狀態下停泊的機動車10處于這樣一個狀態下，即通過一個停車操作將機動車10從機動車10平行于已停機動車20停止的位置P1向后移動ε角。
當假定位置P1中的機動車10以回轉半徑Rc向后移動ε角到位置P2中，通過以一個轉向中心作原點，利用位置P1中的機動車10的左前端的坐標(X0f，Y0f)，用以下公式表示位置P2中的機動車10的左前端的坐標(X1f，Y1f)。
X1f＝X0f×cosε+Y0f×sinεY1f＝Y0f×cosε-X0f×sinε因此，X方向上的機動車10的左前端在位置P1和P2之間的位移ΔX1f可以用以下公式表示。
ΔX1f＝X1f-X0f＝Y0f×sinε-X0f×(1-cosε)當用目前機動車10的參數表示X方向上的位移ΔX1f時，ΔX1f可以用以下公式表示。
ΔX1f＝(L-a2)×sinε-(Rc-W2/2)×(1-cosε)如圖11中所示的，例如，在目前機動車10中，當假定用安置于機動車10前端側部的超聲波傳感器7檢測已停機動車20的后端所獲得的水平距離為A0時，對應于該距離A0的與機動車20平行的機動車水平距離B0可用以下公式表示。
B0＝A0-ΔX1f＝A0-(L-a2)×sinε+(Rc-W2/2)×(1-cosε)附帶提及的是，如圖12中所示的，例如，傾斜角ε可以下述方式獲得當機動車10已經從超聲波傳感器7檢測已停機動車20的后端的位置處前進了距離H1時所獲得的機動車10到機動車20的車距A1；當機動車10再前進了距離H2時所獲得的機動車10到機動車20的車距A2，該傾斜角ε可以用以下公式表示。
ε＝tan-1{(A2-A1)/H2}接著，如圖13中所示的，在示出了相對于車距B的前行距離D和轉向角γ之間關系的圖表中，對于用平行于已停機動車20的機動車來替代機動車10的情況，可根據從當前行距離D為0時的車距B0位置延伸的傾斜角ε的實線與表示前行距離D的曲線的交點來獲得合適的前行距離Da。此外，可根據從傾斜角ε的實線與表示前行距離D的曲線的交點處所畫的平行于Y軸的實線與表示轉向角γ的曲線的之間的交點來獲得合適的轉向角γa。
在圖10中，Y方向上的機動車10的左前端在位置P1和P2之間的位移ΔY1f可以用以下公式表示。
ΔY1f＝Y1f-Y0f＝-{X0f×sinε+Y0f×(1-cosε)}當用目前機動車10的參數表示Y方向上的位移ΔY1f時，ΔY1f可以用以下公式表示。
ΔY1f＝-{(Rc-W2/2)×sinε+(L-a2)×(1-cosε)}
可以認為，傾斜了ε角的機動車位于距離平行于已停機動車20的機動車向后上述Y方向上位移ΔY1f的位置。因此，該機動車可沿Y方向移動一個距離，所述距離通過從前行距離Da中減去Y方向上位移ΔY1f而獲得，并可沿角ε的傾斜方向移動一個距離D1，所述距離D1用以下公式表示。
D1＝(Da-ΔY1f)/cosε＝[Da+{(Rc-W2/2)×sinε+(L-a2)×(1-cosε)}]/cosε此外，關于轉向角γ，該機動車已經從平行于已停機動車20的機動車處轉動了角ε。因此，轉向角γ變成從初始停止位置到方向盤回輪位置的轉向角，其中由以下公式表示的角γ1傾斜了角ε。
γ1＝γa-ε應該注意的是，從方向盤回輪位置到目標停車位的轉向角為γa。
因此，在實施例3中，在判斷出機動車朝向初始停止位置向前直行的方向相對于已停機動車20傾斜了角ε的情況中，可向駕駛員輸出引導信息，以便當機動車已經從超聲波傳感器7檢測已停機動車20的后端的位置處傾斜地前進了上述距離D1時使其停住機動車10；當向左操縱方向盤到最大限度以使機動車已從初始停止位置向后移動了角γ1時再次使機動車停住；以及當向右操縱方向盤到最大限度以使機動車向后移動了角γa時完成停車過程。
在實施例4中，以與實施例2同樣的方式，當機動車朝著初始停止位置向前直行時，通過測量目標停車位的長度可指導能夠停車和不能停車，并可警告有障礙物(諸如已停在后面的機動車)的妨礙。
最好能夠依照由機動車的拐角的曲線與傳感器的特性導致的影響用超聲波傳感器7對與已停機動車20之間車距的測量執行校正。
此外，對用幾何學法獲得距離D1和角γ1的情況已作了描述；然而也可用分析法計算上述數據。
實施例5不同于上述實施例3和4中當機動車10經過停車位側面時通過啟動串行模式開關4開始測量到已停機動車20的距離，在實施例5中通過持續地執行用超聲波傳感器7測量與機動車一側的障礙物之間的距離和用輪轉速傳感器8測量機動車的行進距離來計算初始停止位置，根據行進距離儲存與機動車一側的障礙物之間的距離作為歷史記錄，用該歷史記錄來進行計算。
控制器1持續地啟動超聲波傳感器7和輪轉速傳感器8，根據在過去的預定時間內的行駛距離或者基于從這些傳感器輸入進來的信號的預定行進距離，儲存與機動車一側的障礙物之間的距離作為歷史記錄。
機動車10例如以與其在實施例3和4的初始停止位置同樣的方式經過停車位的側面，停在已停機動車20的側面，并啟動串行模式開關4。以這種方式，用實施例3和4中所描述的計算方法，控制器1根據對應于在機動車停止之前的在預定時間內的行駛距離或者預定行進距離的與機動車一側的障礙物之間的距離的歷史記錄計算在停車位中串行停車的適當的初始停止位置。
當計算出初始停止位置時，控制器1通過揚聲器6引導駕駛員使機動車向前直行或向后直行以使機動車到達初始停止位置。
然而，在只使用儲存在控制器1中的歷史記錄不能計算出初始停止位置的情況中，控制器1進一步通過揚聲器6引導駕駛員使機動車向前直行或向后直行，并將在上述操作過程中所獲得的行進距離與到障礙物的距離的關系加到儲存的歷史記錄中，從而計算出初始停止位置。此后，控制器1通過揚聲器6引導駕駛員使機動車向前直行或向后直行以使機動車到達初始停止位置。
在機動車10如上所述停在初始停止位置以后，控制器1以與實施例3或4同樣的方式通過揚聲器6向駕駛員提供引導信息，以使得機動車10到達方向盤回輪位置，然后再到達停車位。
應該注意的是，在實施例5中，以與實施例2到4同樣的方式，當機動車朝著初始停止位置向前直行時，通過測量目標停車位的長度可指導能夠停車和不能停車，并可警告有障礙物(諸如已停在后面的機動車)的妨礙。
依照上述實施例5，只通過將機動車10停在任何位置并啟動串行模式開關4，根據過去的歷史記錄，就計算出適當的初始停止位置，從而能夠獲得操作性能優異的停車輔助裝置。
實施例6圖14示出了根據實施例6的停車輔助裝置。根據實施例6的停車輔助裝置是，在圖1中所示的實施例1的設備中，利用安置于機動車的前端側部上的光學傳感器9作為第一距離傳感器，代替用于測量與機動車一側的障礙物之間的距離的超聲波傳感器7。
根據上述的實施例6，以與實施例1到5同樣的方式，可通過揚聲器6向駕駛員提供在方向盤滿輪狀態下適合的暫時停車時限并完成在停車框T中的串行停車。
應該注意的是，對于光學傳感器9，如在實施例2中一樣，可利用光學傳感器9測量停車位的長度以計算轉向角α、β和δ。
可用發光元件(諸如LED或激光二極管)和光接收元件(諸如光敏晶體管或CCD裝置)的組合構成光學傳感器9。此外，也可以以使用不同于光的電磁波的傳感器(諸如雷達)來代替光學傳感器9。
應該注意的是，在上述實施例1到6中，在由于出現大偏差而導致不可能計算出可適用于停車操作的轉向角的情況下，和在串行停車時當以根據保持最大的轉向角所獲得的轉向角使機動車10轉向時預測出障礙物(諸如已停的機動車20)妨礙機動車10的情況下，可設置能夠通過揚聲器6向駕駛員發出警告的設備。以這種方式，根據考慮了初始停止位置的位置偏差所計算的轉向角，能夠防止機動車10與障礙物相抵觸。
此外，在實施例1到6中，偏航角速度傳感器被用作偏航角檢測裝置。然而，用于檢測偏航角的裝置還可包括使用位置陀螺儀的方法或從由分別安裝于左、右輪子上的轉動傳感器所獲得的轉動的差異來檢測偏航角的方法。此外，還可使用利用地磁傳感器或GPS系統的方法。
應該注意的是，在上述實施例1到6中，對于機動車接近或達到的目標的每個車位，接近信息和到達信息可改變從揚聲器所發出聲音的音量和音色，或產生具有不同的發出內容的聲音。另外，引導裝置不僅限于揚聲器6，可以是蜂鳴器、LED或指示燈、以及可以顯示于顯示屏上的字符或標記。此外，也可以使用通過方向盤等傳導給駕駛員的振動。
如上所述，根據本發明，在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內第一距離傳感器測量與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器測量機動車移動距離，而且控制器根據那些所測量的距離掌握初始停止位置，并根據初始停止位置和偏航角檢測裝置所檢測的偏航角，通過引導裝置向駕駛員提供后退停車的合適的暫時停車時限。結果，即使機動車沒有準確地停在預先設定的初始停止的參考位置上，也能夠準確地引導駕駛員在停車時的駕駛操作而不會給駕駛員增加大的負擔。
此外，當引導了適當的初始停止位置時，后退停車的操作次數減少了，從而進一步降低駕駛員的負擔。
權利要求
1.一種停車輔助裝置，該設備包括第一距離傳感器，用于測量與在機動車一側的障礙物之間的距離；第二距離傳感器，用于測量機動車移動距離；偏航角檢測裝置，用于檢測機動車的偏航角；引導裝置，用于向駕駛員輸出關于駕駛操作的引導信息；以及控制器，所述控制器能夠在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來掌握初始停止位置，所述控制器還能夠根據初始停止位置和偏航角檢測裝置所檢測的偏航角，通過引導裝置向駕駛員提供后退停車的適當的暫時停車時限。
2.根據權利要求1所述的停車輔助裝置，其特征在于，控制器根據第一距離傳感器所測量的與機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來測量實際初始停止位置與初始停止參考位置之間的偏差，并且同時能夠根據所測量的偏差和偏航角檢測裝置所檢測的偏航角來計算后退停車的適當的暫時停車時限。
3.根據權利要求2所述的停車輔助裝置，其特征在于，當控制器在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離判斷出機動車已經到達初始停止位置時，控制器能夠通過引導裝置引導駕駛員進行停車。
4.根據權利要求3所述的停車輔助裝置，其特征在于，控制器通過引導裝置能夠向駕駛員提供以下引導信息從初始停止位置以最大的轉向角使機動車前進并使機動車停在后退起始位置；從后退起始位置沿著相反的方向以最大的轉向角使機動車向后移動并在方向盤處于回輪位置時停住機動車；從方向盤回輪位置再次沿著相反的方向以最大的轉向角使機動車向后移動以便使機動車到達目標停車位。
5.根據權利要求2所述的停車輔助裝置，其特征在于，控制器能夠在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來計算機動車相對于目標停車位的傾斜度并且將該傾斜度加到實際初始停止位置與初始停止參考位置之間的偏差上，從而計算出適合的暫時停車時限。
6.根據權利要求1所述的停車輔助裝置，其特征在于，控制器能夠根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離來計算合適的初始停止位置，同時當控制器根據第二距離傳感器所測量的機動車移動距離判斷出機動車已經到達初始停止位置時能夠通過引導裝置引導駕駛員進行停車。
7.根據權利要求6所述的停車輔助裝置，其特征在于，控制器通過引導裝置能夠向駕駛員提供以下引導信息從起始停止位置以最大的轉向角使機動車向后移動并在方向盤處于回輪位置時停住機動車；以及從方向盤回輪位置沿著相反的方向以最大的轉向角使機動車向后移動以便使機動車到達目標停車位。
8.根據權利要求6所述的停車輔助裝置，其特征在于，該控制器能夠在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來計算機動車相對于目標停車位的傾斜度，并根據該傾斜度計算合適的初始停止位置。
9.根據權利要求6所述的停車輔助裝置，其特征在于，該控制器還可將第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離作為歷史記錄儲存起來，同時根據該歷史記錄計算合適的初始停止位置。
10.根據權利要求1所述的停車輔助裝置，其特征在于，控制器能夠在機動車到達初始停止位置前執行前進操作的一段時間內根據第一距離傳感器所測量的與在機動車一側的障礙物之間的距離和第二距離傳感器所測量的機動車移動距離來測量目標停車位的長度。
11.根據權利要求1所述的停車輔助裝置，其特征在于，控制器可當機動車以轉向角保持相同的狀態移動時，在預測到障礙物可能會對機動車造成影響的情況下，向駕駛員發出警告。
12.根據權利要求1所述的停車輔助裝置，其特征在于，第一距離傳感器是超聲波傳感器。
13.根據權利要求1所述的停車輔助裝置，其特征在于，第一距離傳感器是使用電磁波的傳感器。
14.根據權利要求1所述的停車輔助裝置，其特征在于，第二距離傳感器是輪轉速傳感器。
15.根據權利要求1所述的停車輔助裝置，其特征在于，偏航角檢測裝置是偏航角速度傳感器。
16.根據權利要求1所述的停車輔助裝置，其特征在于，引導裝置是安裝于駕駛員座位中的揚聲器。
全文摘要
當機動車以平行停車框的形式前進以到達初始停止位置時，用超聲波傳感器的裝置連續測量到已停機動車的距離，同時用來自于輪轉速傳感器的信號計算該機動車的移動距離。當在機動車停在初始停止位置的狀態下啟動串行模式開關時，根據機動車的對于超聲波傳感器所測量的初始停車的參考位置的偏差，計算轉向角以便能夠完成從目前初始停止位置到停車框的適當的串行停車。根據該轉向角和從偏航角速度傳感器輸出的信息將后退停車所需的駕駛操作的信息通過揚聲器提供給駕駛員。
文檔編號B60T8/172GK1394773SQ02140208
公開日2003年2月5日 申請日期2002年6月28日 優先權日2001年6月29日
發明者木村富雄, 嶋崎和典, 山田聰之 申請人:株式會社豐田自動織機