測量相對速度的方法、雷達傳感器以及汽車的製作方法

2023-05-23 13:38:31 1

專利名稱：測量相對速度的方法、雷達傳感器以及汽車的製作方法
技術領域：
本發明屬於速度測量技術領域，具體涉及一種測量相對速度的方法、採用所述方法的雷達傳感器以及包括所述雷達傳感器的汽車。
背景技術：
隨著人們對汽車駕駛具體過程中的安全性、舒適性的要求不斷提高，雷達傳感器被廣泛地應用在汽車中。雷達傳感器在汽車中一般用於測量目標(即周圍其他車輛或障礙物)的方位，以及本車與目標的相對距離和相對速度，根據本車與目標的相對速度信息，結合對應的相對距離信息可分析出本車與目標之間是否存在碰撞危險或者潛在的碰撞危險，以便在本車與目標存在碰撞危險時，能夠及時提醒駕駛員剎車，並在駕駛員沒有做出反應或者發生不可避免的碰撞情況時能及時通知車輛制動系統自動執行剎車，以避免發生碰撞 或者減輕碰撞的程度。另外，由於本車與目標之間的相對速度隨時都可能發生變化，為了能更好的避免碰撞發生，就必須對所述相對速度進行實時監測。現有技術中，一般採用如下方法實時監測本車與目標的相對速度I)採用雷達傳感器周期性測量本車與目標之間的相對距離，其中第i個測量到的相對距離為屯，i為大於等於I的整數；2)每隔k個相對距離測量計算一次本車與目標之間的相對速度，其中第i個得到的相對速度為Vi，則J 二d di)(2)
' kxT式(2)中，kXT為第(i+k)個測量到的相對距離di+k與第i個測量到的相對距離Cli之間的時間間隔；T為相對距離的測量周期。可以看出，在現有測量本車與目標的相對速度的方法中，採用相等且固定的時間間隔測量相對速度，即依次採用所述時間間隔所測得的距離差(cU+di)除以時間間隔kXT，可見，該方法中，所述相對距離的測量誤差對相對速度的精度的影響很大，特別是當障礙物相對距離緩慢變化時。為降低相對距離的測量誤差對相對速度精度的影響，可增大所述時間間隔kXT，但這樣的話勢必會增加相對速度的測量時間；另外，所述相對速度測量方法沒有考慮相對速度的準連續測量。因此所監測到的相對速度的數據也就無法精確體現相對速度的實時變化，從而導致雷達傳感器的防撞效果不理想。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中所存在的上述缺陷，提供一種實時性好、測量精度高的測量相對速度的方法、採用所述方法的雷達傳感器以及包括所述雷達傳感器的汽車。解決本發明技術問題所採用的技術方案是
所述測量相對速度的方法，包括如下步驟I)周期性測量相對距離，其中第i個測量到的相對距離為Cli ；2)設定間隔閾值為ds並依次得到多個間隔距離，其中第i個得到的間隔距離為Di，所述Di按照如下步驟從Cli中選取ZlMfd1 設定為 D1;22)選出Di,其中i依次取大於等於2的整數若Dp1=Clv,根據I du — dv I > ds找到du,其中u是滿足| du — dv | > ds且大於v的最小整數，則令Di=Clu;3)設定間隔帶寬度為Ad並根據式(I)得到多個相對速度，其中第i個得到的相對速度為Vi,
/.) -DV1=-——-(I)
1 ya~b)i式(I)中，|DX — Dy| > Ad，y是大於等於I的整數，x是滿足|Dx - Dy > Ad且大於I的最小整數；Dx=da ；Dy=db ；T為相對距離的測量周期。優選的是，所述步驟I)中，採用雷達傳感器周期性測量相對距離，步驟I)中還包括如下步驟將測量到的第一個處於雷達傳感器的量程範圍內的相對距離作為Cl1。優選的是，所述步驟22)中還包括如下步驟在查找du的過程中，若測量到的相對距離超出雷達傳感器的量程範圍，則返回步驟I)。優選的是，所述步驟22)中還包括如下步驟設定查找次數上限為h ;在查找du的過程中，若找到dh+v且I dh+v — dv I ( ds,則設定當前相對速度為零，並返回步驟I)。本發明同時提供一種雷達傳感器，所述雷達傳感器包括相對距離測量單元，用於周期性測量相對距離，其中第i個測量到的相對距離為屯，並將測量到的相對距離Cli實時傳輸至間隔距離選取單元；間隔距離選取單元，其內預設有間隔閾值ds，用於根據周期性測量到的相對距離Cli及其內預設的間隔閾值ds實時得出多個間隔距離，其中第i個得到的間隔距離為Di，並將得到的所述間隔距離Di實時傳輸至相對速度計算單元；所述間隔距離選取單元執行以下步驟以從多個相對距離Cli中選出間隔距離Di 將Cl1設定為D1 ;選出Di,其中i依次取大於等於2的整數若Dp1=Clv,根據| du —dv| > ds找到du,其中u是滿足|du —dv| > ds且大於v的最小整數,則令Di=Clu ;相對速度計算單元，其內預設有間隔帶寬度A d，用於根據間隔距離選取單元得出的間隔距離Di及其內預設的間隔帶寬度△ d實時計算得出相對速度Vi ；所述相對速度計算單元執行以下計算步驟以得出相對速度V1 = :::( I )式(I)中，第i個得到的相對速度為Vi; I Dx — Dy I > A d，y是大於等於I的整數，X是滿足|DX — DyI > Ad且大於y的最小整數；Dx=da ；Dy=db ；T為相對距離的測量周期。優選的是，所述相對距離測量單元還用於將測量到的第一個處於相對距離測量單元的量程範圍內的相對距離設定為屯。優選的是，所述雷達傳感器還包括判斷單元，所述判斷單元用於接收相對距離測量單元測量到的相對距離屯，並判斷所述相對距離Cli是否處於相對距離測量單元的量程範圍內，如是，則將該處於相對距離測量單元的量程範圍內的相對距離Cli實時傳輸至間隔距離選取單元；如否，則指令相對距離測量單元重新開始測量相對距離。優選的是，所述間隔距離選取單元中還預設有查找次數上限h ;所述間隔距離選取單元還用於在查找du的過程中，若找到(1_且|dh+v — dv|彡ds則發送置零信號至相對速度計算單元；所述相對速度計算單元還用於根據所述置零信號將當前相對速度設定為零並指令相對距離測量單元重新開始測量相對距離。本發明同時還提供一種汽車，包括雷達傳感器，所述雷達傳感器採用上述雷達傳感器。有益效果(I)本發明所述測量相對速度的方法以及裝置可將間隔帶的位置設置成可準連續移動的方式(其移動的步長為IDi-Dp1I),因而能夠根據任意時刻測量到的相對距離值自動開始進行基於間隔帶寬度的相對速度的測量，即能夠自動跟蹤目標相對距離以實時確定相對速度，實現了相對速度的準連續測量和實時更新。(2)本發明所述測量相對速度的方法以及裝置在間隔距離Di的選擇上(i為大於等於2的整數)，由於預先設置了間隔閾值ds，故不論Cli如何變化(變大或變小)，只有滿足
Cli-Dp11 >ds條件的Cli才會被賦值給Di,因此可應對相對距離發生突變(如相對距離由增加變為減小，或由減小變為增加)的情況。(3)本發明所述測量相對速度的方法以及裝置在選定間隔距離Di時(1為大於等於2的整數)，即查找du時，若測量到一系列變化緩慢的Cli且緩慢變化的Cli的數量累計到 設定的查找次數上限h時，仍未找到符合條件的du (所述條件為du與dv的差值的絕對值大於所述間隔閾值)，則自動跳出當前循環並將相對速度設定為0，然後重新開始周期性測量相對距離屯，故可應對相對距離長時間緩慢變化的情況。


圖I為本發明實施例I中測量相對速度的方法的原理示意圖；圖2為本發明實施例I中測量相對速度的方法的流程圖；圖3為本發明實施例I中雷達傳感器的結構示意圖；圖4為本發明實施例I中測量相對速度的方法的具體過程示意圖。
具體實施例方式為使本領域技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明測量相對速度的方法、採用所述方法的雷達傳感器以及包括所述雷達傳感器的汽車作進一步詳細描述。所述測量相對速度的方法包括如下步驟I)周期性測量相對距離，其中第i個測量到的相對距離為Cli ；2)設定間隔閾值為ds並依次得到多個間隔距離，其中第i個得到的間隔距離為Di，所述Di按照如下步驟從Cli中選取ZlMfd1 設定為 D1;22)選出Di，其中i依次取大於等於2的整數若D^1=Clv,根據I du — dv I > ds找到du,其中u是滿足| du — dv | > ds且大於v的最小整數，則令Di=Clu;3)設定間隔帶寬度為Ad並根據式(I)得到多個相對速度，其中第i個得到的相對速度為Vi,
r n r/ A -",.(1、Vi =-—Cl)
{a-r>)l式(I)中，|DX — Dy| > Ad，y是大於等於I的整數，x是滿足|DX - Dy > Ad且大於I的最小整數；Dx=da ；Dy=db ；T為相對距離的測量周期。所述雷達傳感器包括相對距離測量單元，用於周期性測量相對距離，其中第i個測量到的相對距離為屯，並將測量到的相對距離Cli實時傳輸至間隔距離選取單元；間隔距離選取單元，其內預設有間隔閾值ds，用於根據周期性測量到的相對距離Cli及其內預設的間隔閾值ds實時得出多個間隔距離，其中第i個得到的間隔距離為Di，並將得到的所述間隔距離Di實時傳輸至相對速度計算單元；所述間隔距離選取單元執行以下步驟以從多個相對距離Cli中選出間隔距離Di 將Cl1設定為D1 ;選出Di,其中i依次取大於等於2的整數若Dp1=Clv,根據| du —dv| > ds找到du,其中u是滿足|du —dv| > ds且大於v的最小整數,則令Di=Clu ;相對速度計算單元，其內預設有間隔帶寬度A d，用於根據間隔距離選取單元得出的間隔距離Di及其內預設的間隔帶寬度△ d實時計算得出相對速度Vi ；所述相對速度計算單元執行以下計算步驟以得出相對速度Vi = —---( I )
'(a-b)T式(I)中，第i個得到的相對速度為Vi; I Dx — Dy I > A d，y是大於等於I的整數，X是滿足|DX — DyI > Ad且大於y的最小整數；Dx=da ；Dy=db ；T為相對距離的測量周期。所述汽車包括上述的雷達傳感器。實施例I :如圖1、2所示,本實施例中所述測量相對速度的方法包括如下步驟slOl.周期性測量相對距離，其中第i個測量到的相對距離為屯。本實施例中，採用雷達傳感器周期性測量相對距離屯。優選將測量到的第一個處於雷達傳感器的量程範圍內的相對距離作為Cl1,即找到有效的起始測量點(I1。sl02.設定間隔閾值為ds並依次得到多個間隔距離，其中第i個得到的間隔距離為Di。所述Di按照如下步驟從Cli中選取S102-2.選出Di，其中i依次取大於等於2的整數若Dp1=Clv,根據I du — dv I > ds找到du,其中u是滿足| du — dv | > ds且大於v的最小整數，則令Di=C^優選的是，本實施例中，在查找du的過程中，若找到(1_且|dh+v— dv|彡ds，則設定當前相對速度為零並返回步驟slOl，即重新開始周期性測量相對距離屯。其中，h為設定的查找次數上限。優選的是，本實施例中，在查找du的過程中，若測量到的相對距離超出雷達傳感器的量程範圍，則返回步驟slOl，即重新開始周期性測量相對距離屯。sl03.設定間隔帶寬度為Ad並根據式(I)得到多個相對速度，其中第i個得到的相對速度為Vi,
權利要求
1.一種測量相對速度的方法，其特徵在於，包括如下步驟 1)周期性測量相對距離，其中第i個測量到的相對距離為Cli; 2)設定間隔閾值為ds並依次得到多個間隔距離，其中第i個得到的間隔距離為Di，所述Di按照如下步驟從Cli中選取 21)將Cl1設定為D1； 22)選出Di，其中i依次取大於等於2的整數 若Dp1=Clv,根據I du — dv I > ds找到du,其中u是滿足| du — dv | > ds且大於v的最小整數，則令Di = du； 3)設定間隔帶寬度為Ad並根據式(I)得到多個相對速度，其中第i個得到的相對速度為Vi,V=^^-(I) '{a-b)i 式(I)中，|DX —Dy| > A d，y是大於等於I的整數，X是滿足|DX —Dy| > Ad且大於y的最小整數；Dx=da ；Dy=db ；T為相對距離的測量周期。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述步驟I)中，採用雷達傳感器周期性測量相對距離， 步驟I)中還包括如下步驟將測量到的第一個處於雷達傳感器的量程範圍內的相對距離作為Cl1O
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟22)中還包括如下步驟在查找du的過程中，若測量到的相對距離超出雷達傳感器的量程範圍，則返回步驟I)。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述步驟22)中還包括如下步驟 設定查找次數上限為h ； 在查找du的過程中，若找到(1_且|dh+v — dv|彡ds，則設定當前相對速度為零，並返回步驟I)。
5.一種雷達傳感器，其特徵在於，所述雷達傳感器包括 相對距離測量單元，用於周期性測量相對距離，其中第i個測量到的相對距離為Cli，並將測量到的相對距離Cli實時傳輸至間隔距離選取單元； 間隔距離選取單元，其內預設有間隔閾值ds，用於根據周期性測量到的相對距離Cli及其內預設的間隔閾值ds實時得出多個間隔距離，其中第i個得到的間隔距離為Di,並將得到的所述間隔距離Di實時傳輸至相對速度計算單元； 所述間隔距離選取單元執行以下步驟以從多個相對距離Cli中選出間隔距離Di 將Cl1設定為D1;選出Di,其中i依次取大於等於2的整數若Dp1=Clv，根據|du —dv| >ds找到du,其中u是滿足|du — dv| > ds且大於v的最小整數,則令Di=Clu ； 相對速度計算單元，其內預設有間隔帶寬度△ d，用於根據間隔距離選取單元得出的間隔距離Di及其內預設的間隔帶寬度Ad實時計算得出相對速度Vi ； 所述相對速度計算單元執行以下計算步驟以得出相對速度 式(I)中，第i個得到的相對速度為Vi ； I Dx-Dy| > Ad,y是大於等於I的整數，X是滿足|DX — DyI > Ad且大於y的最小整數；Dx=da ；Dy=db ；T為相對距離的測量周期。
6.根據權利要求5所述的雷達傳感器，其特徵在於，所述相對距離測量單元還用於將測量到的第一個處於相對距離測量單元的量程範圍內的相對距離設定為屯。
7.根據權利要求6所述的雷達傳感器，其特徵在於，所述雷達傳感器還包括判斷單元，所述判斷單元用於接收相對距離測量單元測量到的相對距離屯，並判斷所述相對距離Cli是否處於相對距離測量單元的量程範圍內，如是，則將該處於相對距離測量單元的量程範圍內的相對距離Cli實時傳輸至間隔距離選取單元；如否，則指令相對距離測量單元重新開始測量相對距離。
8.根據權利要求5所述的雷達傳感器，其特徵在於，所述間隔距離選取單元中還預設有查找次數上限h ;所述間隔距離選取單元還用於在查找du的過程中，若找到(1_且|dh+v —dv| ( ds則發送置零信號至相對速度計算單元；所述相對速度計算單元還用於根據所述置 零信號將當前相對速度設定為零並指令相對距離測量單元重新開始測量相對距離。
9.一種汽車，包括雷達傳感器，其特徵在於，所述雷達傳感器採用權利要求5-8中任一所述的雷達傳感器。
全文摘要
本發明提供一種測量相對速度的方法，包括如下步驟周期性測量相對距離di；設定間隔閾值ds並依次得到多個間隔距離Di；其中，將d1設定為D1；選出Di，其中i依次取大於等於2的整數若Di-1=dv，根據|du－dv|＞ds找到du，其中u是滿足|du－dv|＞ds且大於v的最小整數，則令Di＝du；設定間隔帶寬度Δd並得到多個相對速度Vi；且Vi=(Dx－Dy)/((a-b)T)，|Dx－Dy|＞Δd，y是大於等於1的整數，x是滿足|Dx－Dy|＞Δd且大於y的最小整數；Dx=da；Dy=db。相應地，還提供一種雷達傳感器以及汽車。本發明測量相對速度的方法與現有技術相比實時性好、測量精度高。
文檔編號G01S13/50GK102798857SQ20121026458
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月27日 優先權日2012年7月27日
發明者徐海峰, 劉翔宇 申請人:奇瑞汽車股份有限公司