使用超聲波相位陣列的對象檢測的制作方法
【專利說明】使用超聲波相位陣列的對象檢測
【背景技術】
[0001] 傳感器幫助車輛控制模塊執(zhí)行一些車輛操作。傳感器已經(jīng)變得如此復雜以至于一 些車輛能夠自主操作（即沒有駕駛員交互或具有有限的駕駛員交互）。一些車輛實現(xiàn)了傳 感器融合的概念。就是說，來自包括不同類型的傳感器的多個傳感器的讀數(shù)可以組合以提 供對車輛和車輛周圍環(huán)境的更深的理解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種車輛，其包含：
[0003] 罩板；
[0004] 傳感器陣列，其設置在罩板上，傳感器陣列具有多個超聲波傳感器，每個配置用于 輸出傳感器信號；
[0005] 處理設備，其配置用于處理傳感器信號并控制傳感器陣列的操作以至少部分基于 傳感器信號產(chǎn)生靠近車輛的對象的三維圖像。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中每個超聲波傳感器由處理設備單獨控制。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中單獨控制超聲波傳感器包括分別地脈沖調節(jié)每個 超聲波傳感器。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中傳感器陣列包括線性陣列和圓形陣列中的至少一 個。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中每個超聲波傳感器在大致50kHz到1. 2MHz的頻率 范圍內(nèi)進行操作。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中控制傳感器陣列的操作包括使傳感器陣列的波束 通過多個折射角度進行掃描。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中處理傳感器信號包括沿著線性路徑處理傳感器信 號。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中控制傳感器陣列的操作包括動態(tài)聚焦傳感器陣列 的波束至相對于傳感器陣列的不同距離。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中傳感器陣列配置用于檢測車輛后部的對象。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中傳感器陣列配置用于檢測車輛前部的對象。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種車輛系統(tǒng)，其包含：
[0016] 傳感器陣列，其具有多個超聲波傳感器，每個配置用于輸出傳感器信號；
[0017] 處理設備，其配置用于處理傳感器信號并控制傳感器陣列的操作以至少部分基于 傳感器信號產(chǎn)生靠近車輛的對象的三維圖像。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中每個超聲波傳感器由處理設備單獨控制。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中單獨控制超聲波傳感器包括分別地脈沖調節(jié)每個 超聲波傳感器。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中傳感器陣列包括線性陣列和圓形陣列中的至少一 個。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中每個超聲波傳感器在大致50kHz到1. 2MHz的頻率 范圍內(nèi)進行操作。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中控制傳感器陣列的操作包括使傳感器陣列的波束 通過多個折射角度進行掃描。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中處理傳感器信號包括沿著線性路徑處理傳感器信 號。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中控制傳感器陣列的操作包括動態(tài)聚焦傳感器陣列 的波束至相對于傳感器陣列的不同距離。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中傳感器陣列配置用于檢測車輛后部的對象。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中傳感器陣列配置用于檢測車輛前部的對象。
【附圖說明】
[0027] 圖1示出了具有超聲波傳感器陣列的示例性車輛。
[0028]圖2是可以在圖1的車輛中執(zhí)行的示例性系統(tǒng)的框圖。
[0029] 圖3A-3C示出了具有動態(tài)波束聚焦的示例性傳感器陣列。
[0030] 圖4示出了由圖2的系統(tǒng)產(chǎn)生且在用戶界面設備上顯示的示例性圖像。
【具體實施方式】
[0031] 一種示例性車輛包括罩板，設置在罩板上的傳感器陣列，以及處理設備。該傳感器 陣列具有多個超聲波傳感器，每個配置用于輸出傳感器信號。該處理設備配置用于處理傳 感器信號并控制傳感器陣列的操作以至少部分基于傳感器信號產(chǎn)生靠近車輛的對象的三 維圖像。三維圖像可以通過例如用戶界面設備呈現(xiàn)給車輛乘員。因此，乘員可以看到車輛 周圍（例如車輛后部）的對象的三維描述，而無需使用外部攝影機。作為選擇或此外，該圖 像可以被處理并饋送到其他車輛設備和/或傳感器。
[0032] 在附圖中所示的車輛和系統(tǒng)可以采用許多不同的形式，并且包括多個和/或可替 代的部件和設施。示出的示例性部件并不旨在進行限制。事實上，可以使用附加的或可替 代的部件和/或實施方式。
[0033] 如圖1所示，車輛100包括罩板105和傳感器陣列110。雖然車輛100示為轎車， 但是車輛100可以包括任何客車或商用車輛，例如轎車、卡車、越野車、出租車、公共汽車等
[0034] 罩板105可以指位于車輛100的前端和/或后端的罩。罩板105通常是由塑料材 料制成的，并且在某些情況下，罩板105具有限定車輛100的前端和/或后端的形狀的美學 特性。進一步地，罩板105可以從普通視野遮蓋車輛100的某些部件，例如保險杠。罩板 105可以限定用于例如前照燈、格柵、尾燈、霧燈、傳感器等的各種開口，。
[0035] 傳感器陣列110可以包括配置用于產(chǎn)生幫助操作車輛100的信號的任意數(shù)量的傳 感器。車輛100可以包括任意數(shù)量的傳感器陣列110。一個傳感器陣列110可以位于靠近 車輛100的前部以檢測車輛100的前部的對象，而另一個傳感器陣列110可以位于靠近車 輛100的后部以檢測車輛100后部的對象。傳感器陣列110可以包括例如多個超聲波傳感 器115 (見圖2,以及圖3A-C)，該超聲波傳感器115根據(jù)超聲波傳感器115的位置輸出代表 車輛100的前部和/或后部的對象的傳感器信號。在一個可能的方法中，一個或多個超聲 波傳感器115可以設置在罩板105上。作為選擇或此外，一個或多個超聲波傳感器115可 以位于罩板105后部，即，從普通視野被遮擋住。超聲波傳感器115可以設置成線性陣列、 圓形陣列、半圓形陣列、或任何其它結構，包括更復雜的結構。此外，每個超聲傳感器115可 以配置用于在一定的頻率范圍內(nèi)進行操作。例如，超聲波傳感器115可以每個配置用于在 大致50kHz至1. 2MHz的頻率范圍內(nèi)進行操作。超聲波傳感器115不需要全部在范圍內(nèi)的 相同的頻率進行操作。因此，一個超聲波傳感器115可以在比至少一個其他超聲波傳感器 115更高的頻率進行操作。
[0036] 圖2是用于控制傳感器陣列110中的超聲波傳感器115的示例性系統(tǒng)120的框 圖。該系統(tǒng)120包括與每個超聲波傳感器115通信的處理設備125。處理設備125可以配 置用于控制傳感器陣列110的操作以產(chǎn)生靠近車輛100的對象的三維圖像。為了創(chuàng)建三維 圖像，傳感器陣列110可以是2xN陣列或更大的陣列（例如，3xN，4xN等），或在陣列110中 的一些傳感器可以配置用于掃描多行（例如，至少兩行）的當量。傳感器陣列110的操作 可以根據(jù)處理設備125接收的傳感器信號來控制。處理設備125可以通過單獨控制每個超 聲波傳感器115來控制傳感器陣列110的操作。例如，處理設備125可以配置用于分別地 脈沖調節(jié)每個超聲波傳感器115,而不是共同地脈沖調節(jié)超聲波傳感器115。此外，處理設 備125可以配置用于執(zhí)行波束掃描技術，以例如通過多個折射角度掃描傳感器陣列110的 波束。作為選擇或此外，處理設備125可以配置用于通過動態(tài)聚焦傳感器陣列110的波束 (見圖3A-3C)至相對于傳感器陣列110的不同距離來控制傳感器陣列110的操作。處理設 備125可以配置用于處理傳感器信號，通過例如沿著線性路徑處理信號。
[0037] 系統(tǒng)120可以進一步包括用戶界面設備130。用戶界面設備130可以配置用于在 車輛100操作期間呈現(xiàn)信息給用戶和/或接收來自用戶（例如駕駛員）的輸入。因此，用 戶界面設備130可以位于車輛100的乘客艙。在一些可能的方法中，用戶界面設備130可 以包括觸敏顯示屏幕。在一個可能的方法中，用戶界面設備130可以配置用于接收處理設 備125輸出的信號。通過用戶界面設備130接收的信號可以表示處理過的傳感器信號。因 此，用戶界面設備130可以用于查看位于車輛100的前部或后部的對象的描繪。
[0038] 圖3A-3C示出了具有動態(tài)波束聚焦的傳感器陣列110。在圖3A-3C中示出的傳感 器陣列110每行具有8個超聲波傳感器115 (為清楚起見僅示出一行），雖然可以使用其它 數(shù)量的超聲波傳感器115,如每行可能少至2個傳感器115。超聲波傳感器115設置成線性 陣列。在其它可能的方法中，超聲波傳感器115可以設置成圓形陣列、半圓形陣列、或任何 其它非線性結構。每個超聲傳感器