对象检测方法及其装置与流程

本发明有关于遥感(remotesensing)技术，更具体地，有关于利用雷达传感器(radarsensors)的车辆停车辅助(automotiveparkingassistance)系统。

背景技术：

除非另有说明，本部分中描述的方法不是本申请所附权利要求的现有技术，并且并不因为包含这部分中而被认为是现有技术。

现有的基于超声波传感器(ultrasonicsensor)的汽车/车辆(automobiles或者vehicles)停车辅助系统往往具有多种限制或障碍。例如，超声波传感器往往容易受到环境的影响，检测范围或距离有限，并通常需要相对较长的时间来获得测量数据。此外，超声波传感器往往伴随着高成本，并且将其安装在车辆上通常需要在车辆的保险杠(bumper)上钻孔。此外，基于超声波传感器的车辆停车辅助系统通常需要严格的定时控制。

另一方面，未在停车辅助系统中使用的典型的雷达传感器通常有内置的(built-in)到达角(angleofarrival，aoa)检测以及至少某种程度的跟踪能力，以及具有较高系统成本(由于需要多个发射器和接收器)。因此，到目前为止，雷达传感器还无法以经济节约的方式(economicscale)满足停车辅助系统的某些需求，如车辆附近非常宽的有效视场(effectivefieldofview，fov)等。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种对象检测方法及其装置以解决上述问题。

根据至少一个实施方式，提供了一种对象检测方法，包括：由处理器控制多个雷达传感器发射射频信号和接收由对象反射的反射信号，所述多个雷达传感器中每个雷达传感器各自发射相应的射频信号和接收由所述对象反射的相应的反射信号；以及由所述处理器或所述多个雷达传感器，基于由所述多个雷达传感器接收的相应的反射信号，检测所述对象的一个或多个特征。

根据至少一个实施方式，提供了一种对象检测装置，包括多个雷达传感器以及处理器，处理器耦接到所述多个雷达传感器并且能够控制所述多个雷达传感器发射射频信号和接收由对象反射的反射信号，所述多个雷达传感器中每个雷达传感器各自发射相应的射频信号和接收由所述对象反射的相应的反射信号，其中所述对象的一个或多个特征是基于由所述多个雷达传感器接收的相应的反射信号检测的。

通过本发明，能够以经济节约的方式满足停车辅助系统的诸多需求。

在阅读各个附图中例示的优选实施例的如下详细描述之后，本发明的这些和其他目的对本领域技术人员来说无疑将变得显而易见。

附图说明

图1根据本发明的实施方式例示了示例方案100。

图2根据本发明的实施方式例示了示例方案200。

图3根据本发明的实施方式例示了示例方案300。

图4根据本发明的实施方式例示了示例方案400。

图5根据本发明的实施方式例示了示例流程500。

具体实施方式

这部分公开了要求保护主题的具体实施方式和实现方式。但是，应当理解，所公开的实施方式和实现方式仅仅是用于示例体现为各种形式的所要求保护的主题。然而，本发明也可以实施为多种不同的形式，不应视为局限于本发明所述的示例实施方式和实现方式。相反，提供这些示例实施方式和实现方式，是为了使得本发明的描述更加全面和完整，使得本领域技术人更加完整地理解本发明的范围。在下面的描述中，省略已知特征和技术的细节，以避免对本发明的实施方式和实现方式造成不必要的模糊。

图1根据本发明的实施方式例示了示例方案100。在图1所示的示例中，车辆110(例如，自动驾驶车辆(autonomousvehicle)或手动驾驶(manually-driven)车辆)可以配置有多个雷达传感器(如，雷达传感器s1、s2、s3和s4)，例如可以是毫米波(mmwave)雷达传感器。每个雷达传感器s1、s2、s3和s4能够执行的物体探测距离大于超声波传感器。每个雷达传感器s1、s2、s3和s4可以包括至少一个发射器和至少一个接收器。每个雷达传感器s1、s2、s3和s4可以集成多个数字信号处理(dsp)硬件、静态随机存取存储器(sram)、输入/输出(i/o)、射频天线，能够执行定时控制、快速对象检测、快速对象识别和现场检测。每个雷达传感器s1、s2、s3和s4可以独立地或者分别地报告雷达传感器附近其有效视场内的首先k个目标，其中k是大于或等于1的正整数。

在方案100中，可通信地耦接至雷达传感器s1、s2、s3和s4的处理器可以使用三角测量(triangulation)，以估计雷达传感器s1、s2、s3和s4附近的有效视场内的每个对象的确切位置。参照图1，每个雷达传感器s1、s2、s3和s4可以检测车辆110附近的对象t1和t2。从雷达传感器s1到对象t1和t2的探测距离可以分别为r11和r12。从雷达传感器s2到对象t1和t2的探测距离可以分别为r21和r22。从雷达传感器s3到对象t1和t2的探测距离可以分别为r31和r32。从雷达传感器s4到对象t1和t2的探测距离可以分别为r41和r42。处理器可以根据探测距离r11、r12、r21、r22、r31、r32、r41、r42，使用三角测量来确定或估计每个对象t1和t2的位置。例如，基于有效数据集{r11、r21、r31、r41}，处理器可以确定或估计对象t1的位置。同样，基于有效数据集{r12、r22、r32、r42}，处理器可以确定或估计对象t2的位置。另一方面，无效的数据集{r11、r21、r32、r42}则不能估计出对象t1或对象t2中任一个的位置。

值得注意的是，尽管图1示出了一定数量(即，四个)的雷达传感器，但是方案100可以适用于包含更多或更少雷达传感器的实现方式。

图2根据本发明的实施方式例示了示例方案200。在图2所示的示例中，车辆210(例如，自动驾驶车辆或手动驾驶车辆)可以配置有多个雷达传感器(如，雷达传感器s1、s2、s3和s4)，例如可以是毫米波(mmwave)雷达传感器。

在方案200中，雷达传感器s1、s2、s3和s4可以以非线性阵列布置(例如，不在或没有沿着一条直线)的方式物理排布。有利地，非线性阵列布置能够毫无疑义地实现三维(3d)测量。相比之下，基于超声波传感器的停车辅助系统不能执行3d测量。在图2所示的示例中，雷达传感器s1、s2、s3和s4以非线性阵列布置的方式安装或在车辆210上。例如，参考水平线220(例如，地面)分别与雷达传感器s1、s2、s3和s4之间的距离d1、d2、d3、d4可以不同。也就是说，距离d1、d2、d3、d4中至少一个可以与距离d1，d2、d3、d4中至少另一个不同。

值得注意的是，尽管图2示出了一定数量(即，四个)的雷达传感器，但是方案200可以适用于包含更多或更少雷达传感器的实现方式。

图3根据本发明的实施方式例示了示例方案300。根据方案300，多个雷达传感器(如雷达传感器s1、s2、s3和s4)可以被控制为以协调一致的方式(例如，按顺序一次一个)发射射频(rf)雷达信号(例如，分别为s1rf、s2rf、s3rf、s4rf)，因此雷达传感器不会相互干扰。

参照图3，雷达传感器s1可以在时间t1发射雷达信号s1rf，雷达传感器s2可以在时间t2发射雷达信号s2rf，雷达传感器s3可以在时间t3发射雷达信号s3rf，雷达传感器s4可以在时间t4发射雷达信号s4rf。相应地，雷达传感器s1可以接收反射的信号s1数据，雷达传感器s2可以接收反射的信号s2数据，雷达传感器s3可以接收反射的信号s3数据，雷达传感器s4可以接收反射的信号s4数据。

与通常的基于超声传感器的停车辅助系统(信号以声波的速度传播(速度较低))相比，根据本发明的基于雷达传感器的停车辅助系统，信号以光速传播。因此，在基于雷达传感器的停车辅助系统中每个测量比通常的基于超声传感器的停车辅助系统中具有显著要少的时间。

值得注意的是，尽管图3示出了一定数量(即，四个)的雷达传感器，但是方案300可以适用于包含更多或更少雷达传感器的实现方式。

示例实现方式

图4根据本发明的实施方式例示了示例方案400。装置400可以执行各种功能以实现本发明描述的与使用雷达传感器的车辆停车辅助系统有关的方案、技术、流程和方法，包括上述的方案100、200和300以及下面描述的流程500。装置400可以是电子装置的一部分，该电子装置可以是车辆的电子控制单元(ecu)。另外，装置400可以是便携式或移动装置、可穿戴装置、无线通讯装置或计算装置的一部分。在一些实现方式，装置400可以以一个或多个集成电路(ic)芯片的形式实现，例如但不限于，一个或多个单核处理器、一个或多个多核处理器、或一个或多个复杂指令集计算(complex-instruction-set-computing，cisc)处理器。装置400可以包括图4所示的一个或多个组件。在一些实现方式，装置400可以包括不具备雷达传感器能力的处理器410。或者，装置400可以实现为一个或多个雷达传感器(例如一个或多个雷达传感器425(1)～425(n))，而没有处理器410。装置400也可以包括与本发明所提议的方案无关的一个或多个其他组件(如内部电源、显示设备和/或用户界面设备)，因此，为了简单和简洁起见，装置400的这些其他组件在图4没有示出并且在下面也没有描述。

在一个方面，处理器410可以以一个或多个单核处理器、一个或多个多核处理器、或一个或多个cisc处理器的形式实现。

也就是说，即使本发明中使用单个措辞“处理器”来指处理器410，处理器410也可以在一些实现方式中包括多个处理器以及在其他实现方式中包括单个处理器。在另一方面，处理器410可以以具有电子元件的硬件(可选地，固件)的形式实现，电子元件包括但不限于，被配置和布置为根据本发明来实现特定目的的一个或多个晶体管、一个或多个二极管、一个或多个电容器、一个或多个电阻器、一个或多个电感器、一个或多个记忆电阻器和/或一个或多个变容器。换句话说，至少在一些实现方式，处理器410是专门设计的特定用途的器件，用于执行特定任务，包括按照本发明的各种实现方式的使用雷达传感器执行车辆停车辅助。

在一些实现方式，装置400可以还包括多个雷达传感器425(1)～425(n)，其中n是大于1的正整数。每个雷达传感器425(1)～425(n)可以分别包括至少一个发射器和至少一个接收器。例如，雷达传感器425(1)可以包括无线发射器420(1)和无线接收器430(1)，雷达传感器425(2)可以包括无线发射器420(2)和无线接收器430(2)等，类似地，雷达传感器425(n)可以包括无线发射器420(n)和无线接收器430(n)。每一个无线发射器420(1)～420(n)可以配置为无线地发射rf信号作为电磁(electromagnetic,em)波。每一个无线接收器430(1)～430(n)可以配置为无线地接收rf信号。例如，作为雷达传感器425(1)～425(n)中各个雷达传感器的一部分，无线发射器可以发射处理器410生成的信号和/或波，无线接收机可以接收由对象(如车辆、骑自行车的人、行人、基础设施物体或移动的车辆可能遇到的任何物体)反射的一个或多个反射波。在一些实现方式，每个无线接收器430(1)～430(n)可以(例如，从处理器410)获得波形生成信息用于接收器的信号处理，以基于由无线接收器接收的波形(例如，一个或多个反射波)以及从波形生成信息获得的发射波形(例如，与相应的无线发射器发射的信号/波形相关的信息)执行相关性计算。在一些实现方式，雷达传感器425(1)～425(n)可以通过有线接口与处理器410同时通信。在一些实现方式，雷达传感器425(1)～425(n)和处理器410之间的接口可以是数字形式，如此受噪声的影响较小。

在一些实现方式，装置400另外还可以包括存储器440。存储器440可以是被配置为存储一组或多组处理器可执行代码、程序和/或指令442以及数据444的存储设备。数据444可以包括例如波形生成信息。例如，存储器440可以可操作地耦接至处理器410以接收数据444，处理器410可以访问存储器440，以执行处理器可执行指令442。存储器440可以由任何适当的技术实现，可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器。例如，存储器440可以包括随机存取存储器(ram)，例如动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram)、可控硅ram(t-ram)和/或零电容ram(z-ram)。或者，存储器440可以包括只读存储器(rom)，例如掩模rom、可编程rom(prom)、可擦除可编程rom(eprom)和/或电可擦除可编程rom(eeprom)。或者，存储器440可以包括非易失性随机访问存储器(nvram)，例如闪存、固态存储器、铁电ram(ferroelectricram,feram)、磁阻ram(magnetoresistiveram，mram)和/或相变(phase-change)存储器。

在一些实现方式，处理器410可以包括控制电路412、调制电路414、检测电路416。控制电路412可以控制每个雷达传感器425(1)～425(n)的操作。调制电路414可以设置对雷达传感器425(1)～425(n)的命令，雷达传感器425(1)～425(n)可以相应地生成多个波形(例如，通过包括在雷达传感器中的em波产生器)，由无线发射器420(1)～420(n)发射。检测电路416可以从无线接收器430(1)～430(n)接收一个或多个波形，该一个或多个波形包括由一个或多个对象反射的一个或多个波形的至少一部分。

在一些实现方式，控制电路412可以控制雷达传感器425(1)～425(n)的无线发射器420(1)～420(n)发射rf信号，并控制雷达传感器425(1)～425(n)的无线接收器430(1)～430(n)接收由一个或多个对象(例如，对象t1和/或对象t2)反射的反射信号，因而，每个雷达传感器425(1)～425(n)单独地发射各自的rf信号并接收各自的由一个或多个对象中每个对象反射的反射信号。此外，检测电路416可以基于雷达传感器425(1)～425(n)的无线接收器430(1)～430(n)接收的各自的反射信号，检测一个或多个对象中每个对象的一个或多个特征。

在一些实现方式中，在控制雷达传感器425(1)～425(n)发射rf信号和接收反射信号时，控制电路412可以控制雷达传感器425(1)～425(n)一次一个雷达器传感器按顺序地发射rf信号。例如，如方案300所示，发射时间被构建为使得雷达传感器425(1)～425(n)不会彼此干扰。

在一些实现方式，在对对象的一个或多个特征进行检测时，雷达传感器425(1)～425(n)可以利用由多个雷达传感器接收的多个反射信号，确定对象的一个或多个特征(如距离和速度)中至少一个特征，并将确定结果发送至检测电路416。检测电路416可以利用雷达传感器425(1)～425(n)接收的确定结果，通过三角测量确定到达角(aoa)。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，雷达传感器425(1)～425(n)可以同时检测多个对象中每个对象的一个或多个特征。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，检测电路416可以基于反射信号的反射强度、反射信号的回声的模式、对象的反射率信息或这些的组合，检测对象的一个或多个特征。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，检测电路416或雷达传感器425(1)～425(n)可以检测对象的距离、位置、速度、轨迹或这些的组合的。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，检测电路416或雷达传感器425(1)～425(n)可以根据至少一些反射信号估计对象的大小。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，检测电路416或雷达传感器425(1)～425(n)可以根据至少一些反射信号估计对象的材料。

在一些实现方式中，雷达传感器425(1)～425(n)可以以非线性阵列的方式物理布置，例如如方案200所示。

在一些实现方式中，雷达传感器425(1)～425(n)中每个雷达传感器可以是毫米波(mmwave)雷达传感器。

在一些实现方式中，装置400可以通过适当地安装雷达传感器，将盲点检测(blindspotdetection,bsd)、十字交通警报(crosstrafficalert,cta)、开门警报(dooropeningalert,doa)、主动停车援助(activeparkingassistance，apa)和/或移动对象检测(movingobjectdetection，mod)功能结合到基于雷达传感器的停车辅助系统。例如，装置400可以设计(例如，通过二维(2d)快速傅里叶变换(fastfouriertransform，fft)为支持用于诸如cta、doa、bsd等应用的速度报告。此外，可以设计相应的天线，以覆盖宽的有效视场fov，以支持上述各种功能。此外，处理器中执行或者实施的算法可以被设计为支持探测非常长的距离以及杂波滤波，以用于上述各种功能。

因此，当实现在基于雷达传感器的停车辅助系统中或者作为基于雷达传感器的停车辅助系统时，相较于超声波传感器停车辅助系统，装置400具有诸多优势。例如，装置400能够确定和报告每个检测对象的速度，而通常的超声波传感器停车辅助系统没有这种能力。另外，装置400可以同时报告多个对象的信息，而当多个对象位于超声波传感器前面的一条线上时，通常的超声波传感器停车辅助系统则会部分受限。

此外，装置400比通常的基于超声波传感器停车辅助系统具有更高的干扰容忍度。例如，雷达传感器通常具有远远短于超声波传感器的“空中”(air)时间，雷达传感器对于传播的波形通常有更多的灵活性。

装置400能够例如基于在频率和距离上反射强度和回波的模式以及基于检测对象材料属性的反射率信息，执行地面检测(grounddetection)用于悬架优化(suspensionoptimization)。此外，装置400可以确定或估计对象的大小，以及更进一步可以估计对象的材料(例如，确定对象是行人还是其他车辆)。与通常的基于超声传感器的停车辅助系统相比，装置400可以更快的采集数据，使得ecu更加智能化。例如，由于可以更快的采集数据，因而可以有更多时间进行信号和数据处理，而且可以在给定的时间内进行更多的测量，以便做出重要决定(例如，如何操作机动车辆，以避免危险情况)。此外，由于每个雷达传感器425(1)～425(n)有一个发射器和一个接收器，因而总体大小可以足够小使得天线能够在一个封装中，允许外形非常小并且制造成本非常低。此外，如有必要，还可以例如通过包括多个ic和/或模块，以增加更多的发射器和接收器。

图5根据本发明的实施方式例示了示例流程500。流程500可以是与使用雷达传感器的汽车停车辅助系统有关的方案100、200和400中其中一个、部分或全部的示例实现方式。流程500可以表示装置400的特征的实现方式。流程500可以包括由步骤510和520中一个或多个步骤例示的一个或多个操作、步骤、或功能。尽管例示了离散的步骤，但是流程500的各个步骤可以分成额外的更多步骤，或组合成更少的步骤，或者被取消，取决于期望的实现方式。此外，流程500可以重复执行。此外，流程500可以按照图5所示顺序执行，或者，以不同的顺序执行。流程500可以由装置400及其的任何修改实现。流程500仅仅是为了便于说明并且是非限制性的，参照装置400，流程500的描述如下。流程500以步骤510开始。

在步骤510，流程500涉及装置400的处理器410，控制多个雷达传感器425(1)～425(n)发射射频信号并且接收由对象(例如，对象t1和/或对象t2)反射的反射信号，每个雷达传感器425(1)～425(n)各自发射相应的射频信号和接收由对象反射的相应的反射信号。流程500可以从步骤510到步骤520。

在步骤520，流程500涉及处理器410或一个或多个雷达传感器425(1)～425(n)，基于多个雷达传感器425(1)～425(n)接收的相应的反射信号，检测对象的一个或多个特征。

在一些实现方式中，在控制多个雷达传感器425(1)～425(n)发射rf信号和接收反射信号时，流程500中可以包括由处理器410控制多个雷达传感器425(1)～425(n)一次一个雷达器传感器按顺序地发射rf信号。

在一些实现方式，在对对象的一个或多个特征进行检测时，流程500可以包括由处理器410或者雷达传感器425(1)～425(n)利用由多个雷达传感器接收的多个反射信号通过三角测量，来确定对象的一个或多个特征中至少一个特征。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，流程500可以包括由处理器410或雷达传感器425(1)～425(n)同时检测多个对象中每个对象的一个或多个特征。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，流程500可以包括由处理器410基于反射信号的反射强度、反射信号的回声的模式、对象的反射率信息或这些的组合，检测对象的一个或多个特征。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，流程500可以包括由处理器410或者雷达传感器425(1)～425(n)检测对象的距离、位置、速度、轨迹或这些的组合。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，流程500可以包括由处理器410或者雷达传感器425(1)～425(n)根据至少一些反射信号估计对象的大小。

在一些实现方式中，在对对象的一个或多个特征进行检测时，流程500可以包括由处理器410或雷达传感器425(1)～425(n)根据至少一些反射信号估计对象的材料。

在一些实现方式中，雷达传感器425(1)～425(n)可以以非线性阵列的方式物理布置。

在一些实现方式中，雷达传感器425(1)～425(n)中每个雷达传感器可以包括至少一个发射器和至少一个接收器。

补充说明

本发明所描述的主题例示了包含在不同的其他组件中或者与不同的其他组件连接的不同组件。应当理解的是，这里描述的架构仅仅是示例，实际上，可以实现多个其他的架构并且达到相同的效果。能达到相同效果的任何组件布置都是有效地“相关联的”。因此，组合在一起能实现特定功能的任何两个组件可以视为彼此“相关联的”，以实现期望的功能。类似的，如此关联的任何两个组件也可以视为彼此“可操作地连接”或者“可操作地耦接”以实现期望的功能，并且能够如此关联的任何两个组件也可以被视为彼此“能够可操作地耦接”以实现期望的功能。能够可操作地耦接的特定示例包括但不限于物理可耦合和/或物理交互的组件、和/或无线地可交互和/或无线地交互的组件、和/或逻辑地交互和/或逻辑地可交互的组件。

此外，本发明所使用的措辞和术语是以描述为目的的，不应该被视为限制，应当理解为“开放式”措辞。本文使用的“包括”应理解为“包括但不限于”，“具有”应理解为“至少具有”等。

此外，本文中“一”可以为“一个或以上”，除非内容具体地或清楚地指出其代表单一状态。同时，包括a、b和c中至少一者是指包括单独a、单独b、单独c、a和b一起、a和c一起、b和c一起、和/或a、b和c一起。此外，除非具体地指出，否则“第一”、“第二”或者类似之词汇不用以表示时间特征、空间特征、顺序等，仅用以对特征、元件、对象进行辨识、命名等。举例来说，第一元件和第二元件通常对应于元件a和元件b或者两个不同或者两个相同元件或者同一元件。

本领域技术人员将容易注意到，在保持本发明的教导的同时，可以对装置和方法做出大量修改和变化。因此，上述公开内容应当被理解为本发明的举例，本发明的保护范围应以权利要求为准。