車輛的探測裝置和相應的探測方法

文檔序號：6154319閱讀：239來源：國知局

專利名稱：車輛的探測裝置和相應的探測方法
技術領域：
本k明涉及一種車輛探測裝置和一種相應的探測方法。
背景技術：
由公開文獻DEIO 2004 066 015 Al公開了一種開始所述類型的探測裝置和相應探測方法。在此一裝置用于適配探測裝置的閾值，優選在用于車輛周邊環境探測的超聲波系統中。除了用于發送具有預先確定的脈沖重復率和預先確定的信號頻率的發送脈沖以及用于接收接收信號的發送/接收裝置外，該裝置還具有一信號處理裝置用于處理接收信號。為此探測裝置用于在一個預先確定的第一持續時間后從一個信號脈沖起在一個預先確定的第二持續時間內從該接收信號中求得一個接收信號量級作為干擾電平樣本。為了與所探測的作為干擾電平樣本的接收信號量級相關地適配探測裝置的閾值，該裝置還具有一控制裝置。相應地，之前提到的公開文獻中所描述的用于適配探測裝置閾值的方法也是這種情況。
但已知裝置和所描述的方法的目的在于，擴展的探測功能也可以用在動態環境中，在該環境中聲學噪聲水平(例如由于旁邊駛過的二沖程摩托車)、風噪聲和/或所謂顫噪噪聲能夠快速改變。顫噪噪聲取決于發動機負載或者發動機轉速或者其它的車輛振動。

發明內容
根據本發明，提出一種車輛的探測裝置，該探測裝置具有用于發送和接收信號的功能單元，其中，該功能單元至少具有一個第一和一個另外的功能元件，所述功能元件的信號輸入被比較以確定聯合的信號出現，并且，當在所述功能元件之一上不出現信號時，該功能元件的發送/接收區域按照要探測的道路地面的配置這樣進行使得相應的功能元件在能運轉的情況下被強制調整得用于接收信號反射。
4根據本發明的探測裝置提供的優點是，能夠檢査每個單個功能元件、尤其是傳感器的運行準備以及功能性。在此，功能單元至少具有一個第一功能元件以及一個另外的功能元件，它們的信號輸入被比較以確定聯合的信號出現，當在這些功能元件之一上不出現信號時，將該功能元件的發送/接收區域按照要探測的道路地面這樣配置使得相應的功能元件在能運行的情況下t強制調整用于接收信號反射。只要道路地面的信號反射或者說回波還沒有被所配置的功能元件探測到，則由此推斷相應的功能元件根本不再能識別或者感測目標并且因此表明處于"喪失功能"或者"失明"狀態。
因此，通過這種情形能夠借助功能測試來識別不能運行的傳感器。尤其可以本解決方案來區別以下狀況出現"傳感失明"或者僅是在該功能元件的感測范圍內不存在物體。因此，在故障情況下可實現探測裝置的自動化自關斷或者向車輛駕駛員發出信息。車輛駕駛員則能夠在不同選項之間選擇，例如包括手動清潔、手動關斷探測裝置或者訪問最近的客服。本發明的探測方法也是類似情況。
本發明的一個有利構造方式規定，對于要檢査的功能單元，僅對發送/ 接收區褲的部分區域進行配置，從而即使在自測試期間也能夠探測車輛環境中的物體、障礙、人等。換句話說，在檢查循環期間也保持探測裝置的探測功能。
在本發明的另一有利構造方式中規定，借助振幅適配來進行發送/接收區域的配置。在此，將要測試的功能元件、尤其是傳感器的振幅閾值這樣重新配置使得不再消隱地面回波。
根據本發明的一個優選構造方式規定，缺少接收信號時生成故障信號。借助故障信號例如能夠啟動重新檢查相關功能元件、安排探測裝置關斷或者還向車輛駕駛員發出信息，據此能夠按照試驗過的模式進行行動。
根據本發明的另一個優選構造方式規定，借助控制器、尤其是微控制器進行功能的實施。在此，控制器承擔要進行的過程的控制和/或調節，這包括功能元件的自測試。該控制器或者可以或者作為單獨部件使用，或者構造為已存在的控制器的整體組成部分。
根據本發明，還提出一種探測方法，在該探測方法中設置車輛的探測裝置，該探測裝置具有用于發送和接收信號的功能單元，其中，所述功能單元至少具有一個第一和一個另外的功能元件，將所述功能元件的信號輸入
進行比較以確定聯合的信號出現，并且，當在所述功能元件之一上不出現信號時，將該功能元件的發送/接收區域按照要探測的道路地面這樣配置使得相應的功能元件在能運轉的情況下被強制調整用于接收信號反射。本發明裝置的優點類似地也適用于本發明方法。

下面結合附圖中描述的實施例詳細闡述本發明及其有利構型，但不因此而對本發明構成限制，相反，本發明包括在權利要求范圍內可實現的所有的變型、改變和等效方式。附圖示出
圖1 車輛的示意性剖視圖，具有多個功能元件、尤其是傳感器作為探測裝置的一部分；
圖2 在要檢查的功能元件的振幅閾值被標準調整時的第一振幅-測量距離曲線圖3 在振幅閾值被調整用于感測地面回波時的另一振幅-測量距離曲線圖；以及
圖,4 在振幅閾值被組合調整用于探測地面回波和用于感測環境物體時的最后的振幅-測量距離曲線圖。
具體實施例方式
圖1示出車輛11的探測裝置10，該探測裝置10具有用于發送和接收信號的功能單元12。在本實施例中，功能單元12具有四個功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2。功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2構造為傳感器，尤其是超聲波傳感器。在此兩個功能元件13.1; 13.2布置在車輛11的前保險杠15 上，另兩個功能元件14.1; 14.2布置在車輛11的后保險杠16上。在這里，每個單個功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2在保險杠15; 16上的布置這樣
實施使得能夠覆蓋最大的感測范圍。
超聲波傳感器13.1; 13.2; 14.1; 14.2基于這樣的功能原理在該功能
原理中，聲音在空間中作為縱波傳播，環境空氣用作聲波的介質。在這種非均勻的介質中，傳播速度與密度并從而與地點有關。在密度變化的位置處，聲波還部分地被反射。在單軸觀察這些過程時，通過每個密度變化向超聲波源反射一個回波，該回波又可以被作為信號捕獲和求值。超聲波傳感器13.1; 13.2; 14.1; 14.2利用該效果工作。通過被激勵的薄膜，將例如通過壓電式驅動器產生的超聲波信號發射到位于兩個介質之間的任意成形的分界面上并接著再捕獲該超聲波信號。在介質密度已知的情況下，該信號的發射和接收之間的時間差說明分界面和對應傳感器13.1; 13.2; 14.1;
14.2之間的距離。由此能夠進行沿著聲傳播方向的長度測量。在此，超聲波傳感器13.1; 13.2; 14.1; 14.2構造為發送器并同時構造為接收器，因而
具有傳感器的特性或者致動器的特性。
探測裝置10的功能單元12除了包括功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2、尤其是SVA-傳感器(Side View Assist-Sensor，側視輔助傳感器)之外還包括SVA-控制器17 (Side View Assist - Engine Control Unit,側視輔助控制器)，該控制器通過控制和/或數據線路18與傳感器處于交換數據的作用連接中。控制器17還通過相應的線路20將所謂人機接口 19(Human-MaChine-Interface)引入控制調節過程。此外控制器17借助總線系統21、尤其是所謂低速CAN總線(Low-Speed-CAN-Bus)將信息和數據接收并例如發送給車輛11的上級控制器。在這里，前面提到的SVA技術代表在泊車和駛出車位時、在車輛繞行時、以及在交通狀況擁擠時向駕駛員提供支持的輔助系統。該探測裝置10尤其用于監視所謂"死角"。
CAN總線(Controller Area Network,控制器局域網)屬于現場總線。它是異步串行總線系統，該總線系統被用于在車內連接控制器。CAN總線按照CSMA/CR (Carrier Sense Multiple Access/Collision Resolution,載波偵聽多路訪問/沖突檢測)方法工作。在此，總線訪問中的沖突通過仲裁或者比特仲裁來避免。數據是NRZ-L編碼的(Non Return to Zero,非歸零)。此外，為數據安全而使用了循環冗余校驗(CRC)。為了總線用戶的連續同步而使用比特填充(BitStuffing)。總線21或者用銅導線構成，或者通過玻璃纖維構成。CAN總線按照所謂多主機原理工作，其中，多個有同等權利的控制器(即總線用戶)通過拓撲布局相互連接。數據的傳輸這樣進行使得數據比特視狀態不同而優勢地(dominant)或者劣勢地(rezessiv)作用于總線^路上。在此，優勢的數據比特改寫劣勢的數據比特。高速總線和低速總線在CAN總線構建上不同。對于高速總線，最大數據傳輸率為1 Mbit/s，而對于低速總線，數據傳輸率僅可達到125 kbit/s。"死角"在平面后視鏡情況下出現在車輛11左后側旁和右后側旁車輛駕駛員的視野之外。如果車輛ll被另一交通參與者超越，則被超越的車輛ll 的駕駛員在一定時間內不能覺察該交通參與者，他應當越過其左肩觀察。雖然在德國的道路交通規則里規定了越肩觀察，但該謹慎行為經常不被做。尤其在^道時、超車過程中、轉彎時或者是在駛入和到達時，可以幫助更好地掌握周圍環境。所述探測裝置10在這方面對駕駛員提供技術支持監視車輛ll左手和右手的"死角"區域。如果另一車輛位于這些區域中，則系統通過視覺的和/或聽覺的信號警告駕駛員。但如果該另一車輛與車輛11 在相同的行駛方向上運動，則不能指示迎面而來的車輛。原則上針對接近車輛ll的物體發出警告。可選的是，監視范圍或者觀察范圍的大小能夠與車輛11的自身速度相關地調節。在此，針對相對于車輛11僅輕微移動的物體的指示和/或警告基于傳感器的環境感測進行，例如借助超聲波傳感器 13.1; 13.2; 14.1; 14.2,在車輛11前進時從一定速度起進行。
為了能夠進行這種環境探測，必要的是，借助功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2或者說傳感器感測物體并且借助算法正確求得對應物體到車輛11之間
的距離，為此例如使用具有大有效范圍以及具有高靈敏度的超聲波傳感器
(uss)，從而能夠測量來自正在接近的物體或車輛的信號反射或者信號回
波。在此，傳感器13.1; 13.2; 14.1; 14.2這樣配置使得在行駛期間出現的由道路地面引起的回波通過對應傳感器的所調整的振幅閾值來消隱。如果功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2被污垢、泥、雪、冰等覆蓋，則傳感器不再能夠接收要感測的、由物體反射的回波，從而在此稱為所謂"傳感器失明"。
在前述情況下如此實現補救，即，對功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2 的給定的信號輸入進行比較以確定聯合的信號出現。換句話說，對由測量傳感器13.1; 13.2; 14.1; 14.2提供的信息進行連續的比較，其中，重點尤其是前面的傳感器的信息與后面的傳感器的信息的對比。在此，如果傳感器13.1; 13.2; 14.1; 14.2之一在預給定的時間段上與其它傳感器13.1; 13.2;
14.1; 14.2不同不再提供距離測量數據，則僅將該相應傳感器的一個確定發
射/接收區域這樣調整使得來自道路地面的反射必須被探測。因此，當功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2之一上的信號不出現時，將發射/接收區域按照要感測的道路地面如此配置使得相應的功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2在能運轉的情況下強制性地被調整用于接收信號反射。因此，利用這種情況能夠借助功能測試識別出不能運轉的傳感器。尤其可以借助本解決方案來區別這些狀況出現傳感失明或者僅是對應的功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2的感測范圍內不存在物體。
該探測裝置IO和隨之而來的用于監視環境的系統、尤其是駕駛員輔助系統為此設計一旦有物體位于車輛"死角"內，警告車輛駕駛員。但不希望的是，無例外地并且在任何情況下都向駕駛員通報接近的物體，因為這會導致大量警告并因此最后導致對駕駛員的過度刺激。例如該系統在車輛沿護欄行駛時會發出持續警告，因此必須局限于重要的物體。在此通過使用功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2或者傳感器來過濾不應感測的物體。
如果考察在車輛上安置在右后部的、相對于車輛縱軸線具有45。感測角的傳感器14.1，則能夠識別位于車輛右側的"死角"中的物體。安置在車輛同一側的前部傳感器13.1經過一可預定的時間和所走過的行駛距離確認物體，例如護欄和/或迎面來的車輛，與功能單元12相^^作，從而抑制與此相關的警告。
因此，為了可靠地監視"死角"，要保證前部傳感器13.1; 13.2以及后部傳感器14.1; 14.2的全部功能能力。如果一個或者多個傳感器例如由于結冰、雪覆蓋、石頭擊打等而不有功能，則系統必須識別出這種狀況，以便能夠釆取適當的應對或者措施。例如能夠采取通知駕駛員、關斷系統等作為措施。為了識別傳感器功能故障，可以利用前部傳感器13.1; 13.2和后部傳感器14.1; 14.2中的物體式樣相關。
在此，經過車輛11旁邊的另一車輛很可能產生可歸類的式樣。按照第一式樣，對向行駛和相應的汽車被車輛11超越，在該式樣的情況下，首先在左前傳感器13.2中、緊接著在左后傳感器14.2中探測到這些交通參與者。反之，超越車輛11的交通參與者首先在左后傳感器14.2中、隨后在左前傳感器14.1中被探測。在明顯較少的情況下也可能發生另一車輛在其落后或者加速之前相對于車輛11以大致相同的間距并以近似相同的速度運動。僅在這^情況下物體才僅在至少一個前部傳感器13.1; 13.2中或者僅在至少一個后部傳感器14.1; 14.2中被探測到。
為了監視傳感器13.1; 13,2; 14.1; 14.2的功能可以利用最先提到的兩種情況的高的概率。只要在前部傳感器13.1; 13.2或者后部傳感器14.1;14.2中探測到物體，就可以認為所有傳感器功能正常。但如果重復地僅在某個前部傳感器13.1; 13.2中或者僅在某個后部傳感器14.1; 14.2中感測到物體，而沒有在相對應的傳感器中探測到物體，則傳感器故障的概率顯著提高。
除了前傳感器和車尾傳感器13.1; 13.2; 14.1; 14.2的相關外車輛11
的速度也對傳感器故障概率有影響。在速度非常穩定的情況下，另一車輛均勻隨行的概率提高。車輛ll的劇烈變化的速度又減小了所述概率。車輛
11的非常低的速度意味著城市交通。此時，僅在前傳感器13.1; 13.2中或僅在車尾傳感器14.1; 14.2中出現物體的可能性很小，因為靜止的物體和
其它交通參與者具有一定持續性地位于車輛ll的前面和后面。很高的速度意味著高速公路行駛。此時物體僅在車輛11的前面或者后面存在的概率也很小。因為通常從一定速度起物體例如卡車被超越，例如車輛ll本身被其
它交通參與者超越，因此在所有傳感器13.1; 13.2; 14.1; 14.2功能正常的
情況下應該規律地接收回波，尤其是超聲回波。
如果傳感器故障的概率超過一定值，則這樣重新配置相關的或者說可能
"失明"'的傳感器的振幅閾值22:使得它現在不再能消隱地面回波。在這種
情況下運行正常的傳感器反饋地面回波。但"失明"的傳感器還探測不到回波，以此確認功能故障并且能夠采取相應的措施。
在最簡單的情況下，根據圖3這樣調整振幅閾值22:使得不會再有地
面回波被過濾。但這導致，相應的傳感器在測試階段期間不再能探測道路
地面之外的其它物體。一種最優化的方法可由此得到僅在該傳感器的一
個小的測量范圍內、優選在較大距離的測量范圍內，根據圖4降低振幅閾值22。由此還能夠探測近區域內的重要物體，而來自傳感器的遠區域的地
面回波可被用來探測失明。由此，相應傳感器的探測有效范圍盡管在失明探測期間受到限制，但與最先描述的實施方式相比沒有被完全抑制。
根據圖2在曲線圖中示出振幅閾值22的標準調整，該振幅闞值22移植到地面回波23的上方。在縱坐標上繪出振幅大小，而在橫坐標上繪出測量距離。^圖3中，相應傳感器的振幅閾值22明顯降低，以便能夠探測地面回波23。圖4示出振幅閾值22的改進的調整，用于探測地面回波23，同時感測傳感器的該探測范圍內的物體。根據圖3和圖4的兩個曲線圖中各自的垂直軸和各自的水平軸相應于圖2中的軸。總之，給出了車輛11的探測裝置10,該探測裝置10具有用于發送和接收信號的功能單元12，該功能單元12具有至少兩個功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2。對由測量功能元件13.1; 13.2; 14.1; 14.2感測的信號進行連
續的、周期性的、或者抽樣式的比較。當這些功能元件之一的信號中斷時，
這樣進行其發送/接收區域針對要探測的道路地面的調整或者說參數化使
得重要的功能元件在能運行的情況下被強制調整用于接收通過道路地面的信號反射。因此，通過來自測量傳感器的信號的相關實現失明探測。此外，相應的方法用于檢査車輛運行期間超聲波傳感器的功能能力。
權利要求
1. 車輛(11)的探測裝置(10)，該探測裝置具有用于發送和接收信號的功能單元(12)，其特征在于，該功能單元(12)至少具有一個第一和一個另外的功能元件(13.1；13.2；14.1；14.2)，所述功能元件的信號輸入被比較以確定聯合的信號出現，并且，當在所述功能元件(13.1；13.2；14.1；14.2)之一上不出現信號時，該功能元件(13.1；13.2；14.1；14.2)的發送/接收區域按照要探測的道路地面的配置這樣進行使得相應的功能元件(13.1；13.2；14.1；14.2)在能運轉的情況下被強制調整得用于接收信號反射。
2. 根據權利要求1所述的探測裝置(10)，其特征在于，對于所述相應的功能元件(13.1; 13.2; 14.1; 14.2)，僅發生對發送/接收區域的一個部分區域的配置。
3. 根據前述權利要求之一所述的探測裝置(10)，其特征在于，所述發送/接收區域的配置借助振幅適配進行。
4. 根據前述權利要求之一所述的探測裝置(10)，其特征在于，由于缺少接收信號而發生故障信號的生成。
5. 根據前述權利要求之一所述的探測裝置(10)，其特征在于，所述功能的實施借助控制器(17)、尤其是微控制器進行。
6. 探測方法，在該探測方法中設置車輛(11)的探測裝置(10)，該探測裝置具有用于發送和接收信號的功能單元(12),其特征在于，所述功能單元'(12)至少具有一個第一和一個另外的功能元件(13.1; 13.2; 14.1;14.2)，將所述功能元件的信號輸入進行比較以確定聯合的信號出現，并且，當在所述功能元件(13.1; 13.2; 14.1; 14.2)之一上不出現信號時，將該功能元件(13.1; 13.2; 14.1; 14.2)的發送/接收區域按照要探測的道路地面這樣配置使得相應的功能元件(13.1; 13.2; 14.1; 14.2)在能運轉的情況下被強制調整用于接收信號反射。
7. 根據權利要求6所述的探測方法，其特征在于，對于所述相應的功能元件(13.1; 13.2; 14.1; 14.2)，僅對發送/接收區域的一個部分區域進行配置。
8. 根據權利要求6或7所述的探測方法，其特征在于，對所述發送/接收區域或者其部分區域借助振幅適配進行配置。
9. 根據權利要求6至8之一所述的探測方法，其特征在于，由于缺少接收信號而生成故障信號。
10. 根據權利要求6至9之一所述的探測方法，其特征在于，借助控制器(17)、尤其是微控制器實施所述功能。
全文摘要
本發明涉及車輛(11)的探測裝置(10)，該探測裝置具有用于發送和接收信號的功能單元(12)。建議，該功能單元(12)至少具有一個第一和一個另外的功能元件(13.1；13.2；14.1；14.2)，所述功能元件的信號輸入被比較以確定聯合的信號出現，并且，當在所述功能元件(13.1；13.2；14.1；14.2)之一上不出現信號時，將該功能元件(13.1；13.2；14.1；14.2)的發送/接收區域按照要探測的道路地面這樣配置使得該相應的功能元件(13.1；13.2；14.1；14.2)在能運轉的情況下被強制調整得用于接收信號反射。本發明還涉及一種相應的方法。
文檔編號G01S7/52GK101545975SQ20091013879
公開日2009年9月30日申請日期2009年1月16日優先權日2008年1月16日
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