车辆的电子控制单元和使用其的车辆安全泊出方法及程序与流程

1.本公开描述了一种用于车辆的电子控制单元。本公开还描述了一种使用所述电子控制单元的车辆安全泊出的方法。


背景技术：

2.众所周知，在对泊车空间预先测量后，启动车辆的前向泊车操作。要泊车的车辆驶过泊车空间，并使用合适的环境传感器测量泊车空间。从起始位置开始，驾驶员辅助单元计算出泊车轨迹，并将车辆移动到最适合前向泊车操作的位置。
3.一旦在泊车空间中，车辆在下一个驾驶周期在离开泊车空间时可能会与其周围的物体发生碰撞。这些物体可能无法被准确地检测到，因为由于三角参考点的限制，在自主(ego)车辆静止或速度很低时，许多环境传感器的精度会降低。这导致在确定物体的位置、大小和距离时的问题。
4.此外，当在泊车空间中时，周围的物体往往可能离车辆很近。许多类型的传感器并非为检测离车辆很近的物体而设计的，而可能会完全忽视这些物体。同时，自主车辆与形成潜在威胁的物体之间的行驶距离可能很短，因此在车辆移动时，可用于在车辆启动时收集足够的传感器数据的时间有限。此外，对泊车空间周围物体的检测可能会受到天气和照明条件的影响，与车辆泊入时相比，泊出时的天气和光照条件已经发生了变化并变得更不利。
5.本公开的目的是提供一种用于车辆的电子控制单元和一种允许车辆能以更可靠和安全的方式离开泊车点相应方法。


技术实现要素：

6.根据本公开的第一方面，一种用于车辆的电子控制单元包括：至少一个用于感测车辆附近环境中的物体的物体传感器；用于感测车辆的速度和/或车辆的位置的位置传感器；非易失性存储器；连接到物体传感器、位置传感器，和非易失性存储器的处理器，该处理器被配置为指示物体传感器从位置传感器测量到车辆速度低于预定的阈值和/或测量到车辆位置对应于泊车区域的位置时的收集时间tc起感测和收集关于车辆附近的环境的数据；该处理器在收集时间tc之后、当电子控制单元被置于休眠模式时的休眠时间ts之前，基于至少一个物体传感器的数据创建车辆周围的静止物体的环境地图并且将环境地图存储到非易失性存储器中。
7.本公开提供了一种电子控制单元和用于安装在车辆上和车辆内的一个或多个传感器，所述传感器在泊入过程期间获得更可靠的泊车环境数据，并在车辆的下一次启动的后续驾驶周期期间在泊出时使用该数据。通过当车辆和泊车区域中的物体之间仍具有相对速度时收集数据，可以收集到更可靠的数据并提高正确检测到车辆周围的物体的可能性。此外，传感器数据可以以相对低的速度从不同的角度收集，基本地消除了盲点并提高了置信度。可再利用的传感器数据可以在车辆接近泊车点时从不同距离被收集，这意味着不同传感器类型的最优检测范围都可以满足。通过将传感器数据组合到环境地图中，促进数据
的存储、进一步显示和使用。静止物体是从非易失性存储器中为下一驾驶周期调用的唯一相关物体。
8.处理器还可以被配置为在休眠时间ts之后、当发起车辆速度的增加和电子控制单元从休眠模式中重新激活时的驶离时间td之后，从非易失性存储器取得环境地图。
9.由电子控制单元在非易失性存储器中存储的环境地图在新的驾驶周期中当从泊车空间驶离时允许先前测量地图帮助驾驶员或提供车辆的驾驶辅助。基于泊入时收集的更高质量的数据，提供更安全的泊出。
10.处理器还可以指示至少一个物体传感器在驶离时间td开始收集进一步数据，处理器使用进一步数据将存储的环境地图补充为更新后的地图。
11.电子控制单元通过检测已经进入该泊车区域的新障碍物并且将新测量的数据与第一驾驶周期期间在泊入时所收集的数据进行组合，以提供用于泊出的增强驾驶辅助。
12.电子控制单元还可以包括连接到处理器的显示器，所述处理器在驶离时间td之后并基于取得的环境地图和/或更新后的地图，为车辆的驾驶员提供视觉辅助。该显示器在从泊车空间驶出时，基于在泊入时创建的环境地图，为驾驶员提供视觉辅助。
13.电子控制单元还可以包括连接到处理器的音频系统，以基于所取得的环境地图和/或更新后的地图，在驶离时间td之后提供音频警告。当车辆在障碍物附近时，电子控制单元基于环境地图，通过声音信号警告驾驶员。
14.电子控制单元还可以包括自动制动系统或致动器，以基于取得的环境地图和/或更新后的地图，在驶离时间td后开始降低车辆速度和/或使车辆转向。电子控制单元可以基于环境地图数据激活车辆的驾驶辅助以避开障碍物。
15.环境地图可以包括车辆附近的邻近地图，该邻近地图对应从车辆外缘测量的最大10米半径的圆，优选是5米半径。将环境地图处理为车辆周围直径减小的圆圈内更紧密靠近车辆的邻近地图可以包括：丢弃部分数据以减少非易失性存储器的存储需求和减少存储器。通过聚焦于传感器扫描到的车辆周围的相关体积，可以获得在给定深度下的增加的点与体积(m3)比率。
16.物体传感器可以包括超声波传感器、激光雷达、雷达和相机中的至少一种。电子控制单元可以依据传感器的可用性，通过一些不同类型的传感器的组合，收集车辆周围的物体位置的空间数据。
17.处理器使用威胁评估算法，基于取得的环境地图和车辆轨迹，确定何时需要自动干预以避免碰撞。
18.电子控制单元基于泊入时获得的环境地图数据，在泊出时评估潜在风险，并允许从手动驾驶接管为辅助驾驶。
19.根据本公开的第二方面，一种用于在驶离时间td安全泊出车辆的方法包括：使用放置在车辆外部的一个或多个传感器收集数据，基于收集的数据创建车辆周围静止物体的环境地图，在车辆被停放时将环境地图存储在非易失性存储器中。
20.用于安全泊出的方法提供了在泊入时所测量的可靠数据的存储，并将数据以地图形式保存以供未来驾驶周期中的泊出期间使用。该方法可以包括在泊出时在车辆和被测物体之间的相对速度大于零时收集额外数据，以便正确地检测车辆周围的物体。此外，还可以从不同角度收集传感器数据，基本地消除了盲点并提高了置信度。可以从在车辆接近泊车
点时的不同距离收集可再利用的传感器数据，这意味着不同传感器类型的最优检测范围都可以满足。组合成地图的数据促进数据的存储、进一步显示和使用。静止物体是从非易失性存储器中为下一驾驶周期调用的唯一相关物体。
21.当车辆的速度低于每小时20公里和/或车辆的位置被测量为对应于泊车区域时的收集时间tc，可以开始使用一个或多个传感器的数据收集。
22.高效传感器测量是由车辆的低速和/或车辆靠近泊车区域触发的。该方法防止在车辆不准备泊车时发生传感器测量，并避免收集与泊出无关的环境数据。
23.当发起车辆的速度增加并且电子控制单元从休眠模式中重新激活时的驶离时间td，可以从非易失性存储器中取得存储的环境地图。
24.在取得环境地图的时候，新的数据可以被一个或多个传感器收集并被传输到处理器，该处理器向驾驶员提供更新后的支持以备出发，该更新后的支持对应于存储的环境地图和新的数据的组合。
25.该方法提供了在泊出时对所取得的在泊入时保存的地图的更新，以允许检测新的障碍物。如此，所提供的驾驶辅助的准确性提高。
附图说明
26.以下将参照附图更详细地解释本公开，其中附图展示了本公开的说明性实施例。本领域的技术人员将认识到，本公开的其他替代性的和等效的实施例也可以被构想出来并付诸实施，而不背离本公开的真正精神，本公开的范围仅受所附权利要求的限制。
27.图1a-图1b展示了停放的车辆被发动泊出和随后发生碰撞的俯视图，示出了现有技术的问题。
28.图2a-图2d展示了在收集时间tc与在休眠时间ts进入休眠模式之前这二者之间泊车的第一驾驶周期期间车辆在运动和泊入的俯视图。
29.图3a-图3b展示了与在驶离时间td之后使用来自图2a-图2d的先前驾驶周期的数据进行的泊出相对应的泊车的第二驾驶周期期间车辆的俯视图。
30.图4展示了用于车辆的电子控制单元的示意图。
31.图5展示了安全泊出的方法的流程图。
具体实施方式
32.图1a-图1b展示了停放的车辆1在时间t0发动泊出(图1a)，并在时间(在图1b中)与障碍物10发生不期望碰撞的俯视图，示出了现有技术的问题。图1a展示了车辆1停放在泊车空间p中。车辆刚发动，并且司机或辅助驾驶准备离开泊车空间p，向泊出方向dr上路。泊车点p包括至少一个位于一侧的障碍物10，相对地靠近车辆1。该障碍物可能很低，因此从驾驶员的位置不可视。车辆1包括一个或多个传感器2、3，这些传感器在车辆发动时从休眠模式中重新激活，并开始感知即将泊出的车辆周围的环境。车辆开始用一个或多个传感器检测障碍物10，例如传感器3，原因在于这些传感器在车辆上的位置和固有的视场，它们的组合被显示为与障碍物10重叠的视场f3。在一些情况下，如果障碍物10位于传感器的盲点，则其可能无法被检测。在图1b中，障碍物10已从限制的视点被感测到，导致车辆1和障碍物10之间碰撞的高风险，尤其是在车辆的较高速度下。车辆和障碍物之间的碰撞可能发
生在c点。
33.图2a-图2d展示了在示例性的第一驾驶周期中，车辆1在连续的时间tc、t
c2
和t
c3
处于运动，以及在ts时处于静止停放位置的俯视图。如所示出的第一驾驶周期的情形展示了有障碍物10的泊车区域p的示例。在图2a中，运动中的车辆1在时间tc接近泊车空间p。车辆1显示为汽车，但不限于此，可以是公共汽车、摩托车、卡车或任何其他引擎发动的道路车辆。车辆1在时间tc在低速公路上或泊车场内移动。车辆正在接近泊车空间的事实是由车辆速度下降到低于20公里/小时的阈值和/或gps位置对应已知泊车区域而检测到的。阈值也可以是15公里/小时，更优选是10公里/小时。已知的泊车区域可以对应于任何的城市地区、车库、在gps地图上登记的专用泊车区域。速度阈值和gps位置可以在车辆内由各自的速度传感器和/或gps评估。
34.车辆包括车辆1内和/或车辆1外表面上的一个或多个环境传感器2、3(未显示)。环境传感器2、3可以包括光检测和测距(lidar)传感器、雷达传感器、超声波传感器、相机或本领域内已知的用于物体检测的任何其他传感器中的至少一个。可选地，环境传感器还可以包括用于定位的gps设备。环境传感器2、3中的至少一个在时间tc时是活动的，并感测车辆的周围环境中没有被阻挡的物体，特别是障碍物10。该障碍物可以是，例如混凝土屏障、石头或墙壁。如果车辆与之接触，该障碍物会损坏车辆。环境传感器2的视场f
l1
中的每个障碍物10被检测为传感器视场中的大量三维空间坐标，例如，作为点云。这样的点云可以按传感器类型或通过组合所有传感器的检测信号来创建。通过分析点云中的检测样本强度的局部变化，从点云中提取物体和自由空间的环境地图。高强度，即在特定的区域内的许多检测，指示物体占据该区域的高概率。低强度，即在特定的区域内的少量检测，指示自由空间的高概率。在这个环境地图中，物体表示可能导致碰撞的障碍物，而自由空间表示车辆可以安全行驶的可驾驶区域。这个环境地图可以在泊车时间ts后开始的下一个驾驶周期中被智能算法使用，该算法可以识别潜在的威胁并向车辆的任何转向/制动致动器、音响系统或其他驾驶辅助装置发送命令。图2a中运动的车辆还到达许多不同的其他方向。
35.图2b、图2c展示了在时间为t
c2
》tc和t
c3
》t
c2
时车辆1在泊车期间的两个方向，在这两个方向的每个上，车辆仍然分别从不同的视场f
l2
和f
l3
感测同一个障碍物10。不同的视场来自于车辆在泊入期间的相对于障碍物10的不同位置。每个环境传感器从这些不同的方向观测障碍物10。障碍物表面的点可以在不同时间被多个传感器扫描。在不同时间从不同角度由一个或多个传感器对物体上的点进行测量，获得了高质量的测量数据。在随后的时间t
c2
和t
c3
测量的新地图数据可以被用于持续地更新根据先前时间tc的测量所创建的环境地图。在如图2d中所示的时间ts时车辆被停放并关闭动力之前，必须存储泊车区域p的环境地图。该地图保存在非易失性存储器中，以便数据在下一个驾驶周期中仍然可用。部分地图数据在保存前可以被丢弃，例如与移动物体有关的数据，这些移动物体对未来的驾驶周期而言是极少或者没有兴趣的。例如，可以丢弃与车辆外缘周围超过10米半径的距离有关的地图数据，优选是车辆外缘周围超过5米半径的数据，以节省非易失性存储器中的空间。数据的丢弃可以在直到ts的任何时间发生，优选是在ts。
36.图2d展示了在ts时，车辆1已经成功地停放在了期望的泊车空间p。车辆被锁定，传感器和其他电子元件进入休眠模式。
37.图3a-图3b展示了在驶离时间td之后的时间t5(在图3a中)和t6(在图3b中)之间泊
出的第二驾驶周期中的车辆的俯视图，该驾驶周期使用来自图2a-图2d的先前第一驾驶周期t
c-ts存储的地图。第二驾驶周期展示了与图2a-图2d中相同的泊车空间p。
38.如图3a所示，在时间t5，车辆已经从在ts时的第一驾驶周期结束时所进入的休眠模式中被发动。障碍物10，作为静止的障碍物，例如墙，在车辆附近的同一位置。新的障碍物11已经被放置在车辆的旁边。车辆内的电子控制单元(环境传感器是其一部分并且其由处理器控制)在时间t5从非易失性存储器中取得环境地图。取得的地图可以用于通过车辆中的显示器向驾驶员提供视觉辅助。取得的地图也可以用于通过车辆中的音频系统，如扬声器，向驾驶员提供音频警告和/或音频驾驶辅助。取得的地图也可以用于辅助车辆的驾驶，以便在泊出时避开障碍物。已经从休眠模式中重新激活的传感器2、3可以进一步从t5起测量障碍物10和新障碍物11的实时数据/点云。新的障碍物11在传感器2的视场f2中。从t5时刻起进行的新的测量用于实时更新取得的地图以及避免与障碍物11接触。在图3b中，在时间t6，所取得的在图2a-图2c的先前驾驶周期期间生成的地图确保了车辆在返回道路的方向dr的安全驶离。
39.图4展示了电子控制单元100的图。电子控制单元100可以至少部分或全部在车辆内或车辆上实施，例如图2a-图2d的车辆。电子控制单元100包括处理器140，该处理器与电子控制单元100的其他元件电子连接。处理器140可以使用保存在处理器所连接的非易失性存储器130中的一组特定指令135来指示控制单元100的其他元件。非易失性存储器130用于存储地图数据133。对应于三维地图的地图数据是从由环境传感器120中的一个或多个测量的环境数据创建的，例如在上文对图2a-图2d的描述中详细说明的。电子控制单元100的环境传感器包括相机121、超声波传感器122、激光雷达(lidar)传感器123和雷达传感器124。电子控制单元还包括一个或多个致动器150或车辆中的其他驾驶辅助，以便允许基于环境地图的自动制动和/或转向。电子控制单元包括音频系统160，它可以基于来自处理器的指令生成音频警告和/或音频驾驶辅助。电子控制单元还包括显示器170，该显示器基于三维地图作为给车辆驾驶员或乘客的视觉辅助。电子控制单元包括gps180，用于测量车辆的位置并将其与已知泊车区域的位置比较。
40.图5展示了用于安全泊出车辆的控制例程(routine)200的流程图，如图3b中车辆1离开泊车空间p。在步骤210，速度传感器110检查车辆的速度是否低于20公里/小时。在步骤220，gps 180测量车辆的位置是否对应gps的已知泊车区域。如果仅执行步骤210，而且速度高于20公里/小时，则不执行该例程，因为车辆不被认为是将要泊车，并且速度传感器继续测量车辆速度。如果仅执行步骤220，而且测量到车辆不位于已知的泊车区域，则不执行该方法，因为车辆不被认为将要泊车。如果同时执行步骤210和220，而速度或车辆位置都不在给定的范围内，则不发生任何事情，并且不执行步骤230。如果车辆速度低于20公里/小时和/或gps位置在已知泊车区域内，环境传感器120将在步骤230中开始收集运动中的车辆周围环境的传感器数据。测量的数据被用于创建和持续地更新物体和自由空间的环境地图。在步骤240中，车辆可能被停放且是静止的。如果否，传感器继续步骤230。可以执行步骤210和220中的至少一个，以便检查车辆是否仍然即将泊车。如果否，则不执行步骤230。如果车辆在步骤240中被停放，则在步骤250中将创建的环境地图存储在非易失性存储器130中。在这一步骤中，所有移动物体的地图数据以及车辆周围半径为例如10米的相关圈外的远程静止物体的地图数据可以丢弃，以节省存储器空间。在步骤260中，电子控制单元100进入休眠
模式。在步骤270中，驾驶员准备离开泊车点，和/或驾驶辅助自动启动，重新激活电子控制单元。此刻，先前保存在非易失性存储器130中的地图数据被取得。在步骤280中，通过从泊出时间起测量的实时数据，对现有的所取得的地图数据进行补充。在步骤290中，地图和/或更新的地图被用来提供驾驶员辅助或自动驾驶辅助。

技术特征：
1.一种用于车辆(1)的电子控制单元(100)，包括：至少一个物体传感器(120)，用于感测所述车辆附近的环境中的物体，位置传感器(110，180)，用于感测所述车辆的速度和/或用于感测所述车辆的位置，非易失性存储器(130)，处理器(140)，其连接到所述物体传感器(120)、所述位置传感器(110，180)和所述非易失性存储器(130)，所述处理器(140)被配置为：指示所述物体传感器(120)从所述位置传感器(110，180)测量到车辆速度低于预定的阈值和/或测量到车辆位置对应于泊车区域的位置时的收集时间t
c
起，感测和收集关于所述车辆(1)附近的环境的数据，所述处理器(140)在所述收集时间t
c
之后、当所述电子控制单元被置于休眠模式时的休眠时间t
s
之前，基于所述至少一个物体传感器(120)的数据创建所述车辆周围的静止物体的环境地图并且将所述环境地图存储到所述非易失性存储器(130)中。2.根据权利要求1所述的电子控制单元(100)，所述处理器(140)还被配置为：在所述休眠时间t
s
之后、当发起车辆速度的增加和所述电子控制单元(100)从所述休眠模式中重新激活时的驶离时间t
d
之后，从所述非易失性存储器(130)取得所述环境地图。3.根据权利要求2所述的电子控制单元(100)，所述处理器(140)还指示所述至少一个物体传感器(120)在所述驶离时间t
s
开始收集进一步数据，所述处理器使用所述进一步数据将所存储的环境地图补充为更新后的地图。4.根据权利要求3所述的电子控制单元(100)，还包括连接到所述处理器(140)的显示器(170)，所述处理器(140)在所述驶离时间t
d
之后并且基于所取得的环境地图和/或基于所述更新后的地图为所述车辆(1)的驾驶员提供视觉辅助。5.根据权利要求3或4所述的电子控制单元(100)，还包括连接到所述处理器(140)的音频系统(160)，所述音频系统(160)在所述驶离时间t
d
后，基于所取得的环境地图和/或基于所述更新后的地图提供音频警告。6.根据权利要求3或4所述的电子控制单元(100)，所述电子控制单元还包括自动制动系统或致动器(150)，用以在所述驶离时间t
d
之后开始，基于所取得的环境地图和/或基于所述更新后的地图来减小车辆速度和/或使所述车辆转向。7.根据权利要求1-4中任一项所述的电子控制单元(100)，所述环境地图包括所述车辆附近的邻近地图，所述邻近地图对应于从所述车辆的外缘测量的最大10米半径的圆。8.根据权利要求1-4中任一项所述的电子控制单元(100)，所述物体传感器(120)包括超声波传感器、激光雷达、雷达和相机中的至少一个。9.根据权利要求3或4所述的车辆电子控制单元(100)，所述处理器(140)使用威胁评估算法以基于所取得的环境地图和车辆轨迹识别何时需要自动干预以避免碰撞。10.一种用于在驶离时间t
d
安全泊出车辆的方法(200)，包括：使用放置在车辆外的一个或多个传感器(230)收集数据，基于所述收集的数据，创建所述车辆周围的静止物体的环境地图，当所述车辆被停放时，将所述环境地图(250)存储到非易失性存储器中。11.根据权利要求10所述的方法(200)，在当所述车辆的速度低于20千米每小时和/或所述车辆的位置被测量到对应泊车区域时的收集时间t
c
开始使用所述一个或多个传感器
(230)收集所述数据。12.根据权利要求10或11所述的方法(200)，在当发起所述车辆的速度增加和电子控制单元(100)从休眠模式中重新激活时的驶离时间t
d
从所述非易失性存储器取得所存储的环境地图。13.根据权利要求12所述的方法(200)，在取得所述环境地图(250)的时间，新的数据(280)被所述一个或多个传感器收集并被传输到所述处理器，所述处理器向所述驾驶员提供更新后的支持以便出发(290)，所述更新后的支持对应于所存储的环境地图(250)和所述新的数据(280)的组合。14.一种电子控制单元(100)，包括用于执行权利要求10-13中任一项所述的方法的部件。15.一种包括指令的计算机程序，当所述程序由计算机执行时，所述指令使所述计算机执行权利要求10-13中任一项所述的步骤。

技术总结
本公开提供了用于车辆的电子控制单元以及使用该电子控制单元的车辆安全泊出的方法和程序。用于车辆(1)的电子控制单元(100)包括：至少一个感测车辆附近环境中的物体的物体传感器(120)；感测车辆的速度和/或感测车辆的位置的位置传感器(110，180)；非易失性存储器(130)；处理器(140)，被配置为指示该物体传感器从位置传感器测量到车辆速度低于预定的阈值和/或测量到车辆位置对应泊车区域的位置时的收集时间t


技术研发人员：C.J.安德马德 J.奥雷斯腾
受保护的技术使用者：沃尔沃汽车公司
技术研发日：2022.12.06
技术公布日：2023/6/28