一种超声波雷达同频干扰消除方法、装置、车辆及介质

技术领域

本发明涉及智能驾驶技术领域，更具体地，涉及一种超声波雷达同频干扰消除方法、装置、车辆及介质。

背景技术

超声波雷达，也被称为倒车雷达，是一种利用超声波的特性研制而成的传感器。其工作原理是利用超声波发射装置向外发射超声波（机械波），然后通过接收器接收反射回来的超声波，利用发送和接收超声波的时间差来测算距离。超声波雷达被广泛应用于汽车上，常规有两种应用模式：一种是安装在前后保险杠上，用于前后障碍物预警的UPA雷达，UPA雷达（Ultrasonic Parking Assistant Radar）也称为短程超声波雷达，其基本原理是通过发射超声波并测量反射时间来实现对周围环境的距离测量。UPA雷达的探测距离相对较近，大约在0.20m至2.5m之间，通常安装在车辆的前后保险杠上，以辅助倒车和近距离环境感知；另一种是安装在车辆侧边，用于车位检测的APA雷达（Automatic Parking Assist Radar）也称为远程超声波传感器，APA雷达主要用于车身侧面，其检测范围通常更广，为0.30m至5m，可覆盖一个停车位的范围，APA雷达的探测距离稍远，一般安装在车辆的侧面，具有较强的方向性，用于检测车辆两侧的障碍物。

在当前行业的车辆超声波雷达探测领域，相同雷达一次发波周期内仅收发波一次，如图3所示，根据回波强度和飞行时间和设定的阈值作对比，用来判断障碍物是否有效，计算出障碍物距离。

当安装同频率雷达的两辆车靠近同时工作时，超声波雷达就有可能在收波的时候接收到其他同频率雷达发射的波，误判断障碍物有效，导致识别障碍物位置不准确，引起系统误预警和障碍物定位错误。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种超声波雷达同频干扰消除方法、装置、车辆及介质，以解决前述的超声波雷达在收波的时候接收到其他同频率雷达发射的波，误判断障碍物有效，导致识别障碍物位置不准确，引起系统误预警和障碍物定位错误的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种超声波雷达同频干扰消除方法，包括：

控制超声波雷达进行第一次发波收波，获得第一障碍检测距离；

第一次发波收波结束后，间隔第一预设时间后，控制超声波雷达进行第二次发波收波，获得第二障碍检测距离；

第二次发波收波结束后，间隔第二预设时间后，控制超声波雷达进行第三次发波收波，获得第三障碍检测距离；

判断第一障碍检测距离与第二障碍检测距离的差值是否在第一阈值内，再判断第一障碍检测距离与第三障碍检测距离的差值是否在第二阈值内；

若第一障碍检测距离与第二障碍检测距离的差值在第一阈值内、且第一障碍检测距离与第三障碍检测距离的差值在第二阈值内，则判断障碍物有效，输出第一障碍检测距离、第二障碍检测距离和第三障碍检测距离中的最小值为障碍物位置，检测结束；

若第一障碍检测距离与第二障碍检测距离的差值不在第一阈值内、或第一障碍检测距离与第三障碍检测距离的差值不在第二阈值内，则判断障碍物无效，不输出障碍物距离，检测结束。

优选的，所述第一预设时间配置为0-10ms中的任意一值。

优选的，所述第二预设时间配置为0-10ms中的任意一值。

优选的，所述第一预设时间与所述第二预设时间均配置为0-10ms中的任意一值，且所述第一预设时间与所述第二预设时间相同。

优选的，在控制超声波雷达进行第一次发波收波的步骤之前还包括：

获取所述超声波雷达的环境信息；

根据所述环境信息确定所述超声波雷达所处的场景；

根据所述场景对所述第一预设时间或所述第二预设时间进行调整。

优选的，根据所述场景对所述第一预设时间或所述第二预设时间进行调整包括：

确定所述超声波雷达所处场景的场景复杂度；

当所述场景复杂度大于第三阈值时，则缩减所述第一预设时间或所述第二预设时间；

当所述场景复杂度小于第三阈值时，则增大所述第一预设时间或所述第二预设时间。

本发明的第二方面，提供了一种超声波雷达同频干扰消除装置，包括：

获取模块，用于控制超声波雷达进行第一次发波收波，获得第一障碍检测距离，在第一次发波收波结束后，间隔第一预设时间后，控制超声波雷达进行第二次发波收波，获得第二障碍检测距离，在第二次发波收波结束后，间隔第二预设时间后，控制超声波雷达进行第三次发波收波，获得第三障碍检测距离；

判断模块，用于判断第一障碍检测距离与第二障碍检测距离的差值是否在第一阈值内，再判断第一障碍检测距离与第三障碍检测距离的差值是否在第二阈值内，若第一障碍检测距离与第二障碍检测距离的差值在第一阈值内、且第一障碍检测距离与第三障碍检测距离的差值在第二阈值内，则判断障碍物有效，输出第一障碍检测距离、第二障碍检测距离和第三障碍检测距离中的最小值为障碍物位置，检测结束，若第一障碍检测距离与第二障碍检测距离的差值不在第一阈值内、或第一障碍检测距离与第三障碍检测距离的差值不在第二阈值内，则判断障碍物无效，不输出障碍物距离，检测结束。

本发明的第三方面，提供了一种车辆，包括若干个超声波雷达，以及上述的超声波雷达同频干扰消除装置。

优选的，所述超声波雷达的数量为12个，其中，所述车辆的车头位置安装有4个超声波雷达，所述车辆的车尾位置安装有4个超声波雷达，所述车辆的前右侧、前左侧、后右侧和后左侧分别安装1个超声波雷达。

本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的超声波雷达同频干扰消除方法。

根据本公开的超声波雷达同频干扰消除方法、装置、车辆及介质，通过超声波雷达在一个发波周期内采用连续三次发波，且发波间隔为0-10ms之间的随机值，判断第一次发波检测障碍物距离和第二次、第三次发波检测障碍物距离是否在设定阈值内，若在设定阈值范围内，则判断为有效障碍物。另一方面，根据超声波雷达的环境信息确定所述超声波雷达所处的场景，根据所述场景对所述第一预设时间或所述第二预设时间进行调整，能够根据车辆所处的环境设置超声波雷达收发波的频率，提高超声波雷达检测的适应度和检测精度。本发明可以大大降低同频干扰误报的可能性，对障碍物实现精确检测，提高障碍物的定位精度，提升超声波雷达预警的准确性和车位检测的准确性，提升用户满意度。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本发明实施例提供的超声波雷达同频干扰消除方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的超声波雷达同频干扰消除方法中收发波示意图；

图3为现有技术中超声波雷达探测中收发波示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

本发明提出了一种超声波雷达同频干扰消除方法的实施例，具体来说，如图1所示，其中包括：

控制超声波雷达进行第一次发波收波，获得第一障碍检测距离L1；其中，超声波雷达的数量为多个，各超声波雷达的覆盖范围存在多重冗余；

在本发明一实施例中，配置为12个超声波雷达，每个超声波雷达均由超声波发射电路以及超声波接收电路构成；其中，车辆的车头位置安装有4个超声波雷达，车辆的车尾位置安装有4个超声波雷达，车辆的前右侧、前左侧、后右侧和后左侧分别安装1个超声波雷达；车头车尾超声波雷达的水平波束角为120°，超声波雷达的覆盖范围为0.2m-2.5m，可以做到车头车尾2m范围内任一区域都有2个超声波雷达的覆盖范围重叠。

在本发明一实施例中，各超声波雷达的覆盖范围是根据每个超声波雷达的工作频率、发射功率、接收灵敏度、波束角以及环境因素等确定的，并根据各超声波雷达的安装位置和安装角度，确定各超声波雷达覆盖范围的重叠情况。

第一次发波收波结束后，间隔第一预设时间后，控制超声波雷达进行第二次发波收波，获得第二障碍检测距离L2；

第二次发波收波结束后，间隔第二预设时间后，控制超声波雷达进行第三次发波收波，获得第三障碍检测距离L3；

判断第一障碍检测距离L1与第二障碍检测距离L2的差值是否在第一阈值T1内，再判断第一障碍检测距离L1与第三障碍检测距离L3的差值是否在第二阈值T2内；

若第一障碍检测距离L1与第二障碍检测距离L2的差值在第一阈值T1内、即|L1-L2|≤T1，且第一障碍检测距离L1与第三障碍检测距离L3的差值在第二阈值T2内、即|L1-L3|≤T2，则判断障碍物有效，输出第一障碍检测距离L1、第二障碍检测距离L2和第三障碍检测距离L3中的最小值为障碍物位置，检测结束；

若第一障碍检测距离L1与第二障碍检测距离L2的差值不在第一阈值T1内、或第一障碍检测距离L1与第三障碍检测距离L3的差值不在第二阈值T2内，则判断障碍物无效，不输出障碍物距离，检测结束。

本发明实施例通过超声波雷达连续三次发波，如图2所示，且发波间隔为0-10ms随机，这样即使在同频的环境中，三次发波后计算的障碍物距离保持一致的概率也很低，可大大降低同频干扰误报的可能性，提升超声波雷达预警的准确性和车位检测的准确性，提升用户满意度。

具体地，第一预设时间配置为0-10ms中的任意一值，其中，第一预设时间还可以配置为0-20ms中的任意一值。

具体地，第二预设时间配置为0-10ms中的任意一值，其中，第二预设时间还可以配置为0-20ms中的任意一值。

在本发明一实施例中，第一预设时间与第二预设时间均配置为0-10ms中的任意一值，且第一预设时间与第二预设时间相同。

具体地，第一预设时间与第二预设时间均配置为0-10ms中的任意一值，这样即使在同频的环境中，三次发波后计算的障碍物距离保持一致的概率很低，可大大降低同频干扰误报的可能性。

在本发明一实施例中，在控制超声波雷达进行第一次发波收波的步骤之前还包括：获取超声波雷达的环境信息；根据环境信息确定超声波雷达所处的场景；根据场景对第一预设时间或第二预设时间进行调整。

具体地，当超声波雷达获取到障碍检测距离后可以根据障碍检测距离识别出的障碍物的数量、障碍物的位置、障碍物速度信息等判断超声波雷达所处场景的复杂度，根据场景的复杂度对超声波雷达的检测间隔时间进行调整。从而能够提高障碍物检测的适应度，实现进一步保证障碍物检测的实时性和精度。

在本发明一实施例中，根据场景对第一预设时间或第二预设时间进行调整包括：

确定超声波雷达所处场景的场景复杂度；

当场景复杂度大于第三阈值时，则缩减第一预设时间或第二预设时间；

当场景复杂度小于第三阈值时，则增大第一预设时间或第二预设时间。其中场景复杂度越高，则对检测的实时性要求越高，则使超声波雷达检测得更频繁，检测间隔时间更短。当场景复杂度小于第三阈值时，表明当前行车环境较简单，具体可表现为行人较少、车辆较少等，在这种情况下增大每一个检测间隔时间，可以降低超声波雷达的功耗，能够提高用户的使用体验感。

本发明能够降低同频干扰误报的可能性，对障碍物实现精确检测，提高障碍物的定位精度，提升超声波雷达预警的准确性和车位检测的准确性，提升用户满意度。

本发明的另一实施例提供了一种超声波雷达同频干扰消除装置，包括：

获取模块，用于控制超声波雷达进行第一次发波收波，获得第一障碍检测距离L1，在第一次发波收波结束后，间隔第一预设时间后，控制超声波雷达进行第二次发波收波，获得第二障碍检测距离L2，在第二次发波收波结束后，间隔第二预设时间后，控制超声波雷达进行第三次发波收波，获得第三障碍检测距离L3；

判断模块，用于判断第一障碍检测距离L1与第二障碍检测距离L2的差值是否在第一阈值T1内，再判断第一障碍检测距离L1与第三障碍检测距离L3的差值是否在第二阈值T2内，若第一障碍检测距离L1与第二障碍检测距离L2的差值在第一阈值T1内、且第一障碍检测距离L1与第三障碍检测距离L3的差值在第二阈值T2内，则判断障碍物有效，输出第一障碍检测距离L1、第二障碍检测距离L2和第三障碍检测距离L3中的最小值为障碍物位置，检测结束，若第一障碍检测距离L1与第二障碍检测距离L2的差值不在第一阈值T1内、或第一障碍检测距离L1与第三障碍检测距离L3的差值不在第二阈值T2内，则判断障碍物无效，不输出障碍物距离，检测结束。

在一些实施例中，超声波雷达同频干扰消除装置还包括：

计算模块，用于根据从超声波雷达发射超声波到接收反射波之间的时间差来计算障碍检测距离；

输出模块，用于在判断障碍物有效时，输出第一障碍检测距离L1、第二障碍检测距离L2和第三障碍检测距离L3中的最小值为障碍物位置，并将障碍物位置显示在车载终端上。

本发明通过超声波雷达一个发波周期内采用连续三次发波，且发波间隔为0-10ms随机，单个探头测距会确认第一次发波检测障碍物距离和第二次、第三次发波检测障碍物距离是否在设定阈值内，若在设定阈值范围内，则判断为有效障碍物。

本发明的另一实施例提供了一种车辆，包括若干个超声波雷达，以及上述的超声波雷达同频干扰消除装置。

作为上述方案的改进，超声波雷达同频干扰消除装置集成在车辆内部的电子控制系统中，并与超声波雷达和摄像头系统进行集成，以实现更全面的数据收集和处理，提高车辆的安全性和智能化水平。

本发明的另一实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的超声波雷达同频干扰消除方法。上述超声波雷达同频干扰消除装置的各组成模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在所述计算机可读取存储介质中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过所述计算机可读存储介质进行传输。所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital SubscriberLine，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字通用光盘(Digital Video Disc，DVD)、或者半导体介质(例如，固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。而前述的存储介质包括：只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。在不冲突的情况下，本实施例和实施方案中的技术特征可以任意组合。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。