車用防碰撞雷達系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種車用防碰撞雷達系統(tǒng),包括:雷達檢測器、紅外測距檢測器、紅外成像傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、系統(tǒng)終端、無線通信模塊，汽車每一側(cè)面的前后端各安裝兩個近距離雷達檢測器，在汽車的尾部安裝一近距離雷達檢測器和一中距離紅外測距檢測器，在汽車的頭部安裝一遠(yuǎn)距離雷達檢測器和一紅外成像傳感器，數(shù)字信號處理器的輸入端與遠(yuǎn)距離雷達檢測器、近距離雷達檢測器、中距離紅外測距檢測器相連，數(shù)字信號處理器輸出端與信號驅(qū)動單元連接，信號驅(qū)動單元的輸出端與系統(tǒng)終端連接，數(shù)據(jù)處理模塊與無線通信模塊連接。優(yōu)點是雷達系統(tǒng)環(huán)顧車輛的四周，在惡劣天氣、路況較差、交通擁堵或駕駛員疲勞等情況下，能夠為駕駛員提供安全駕駛輔助，防止意外事故。
【專利說明】車用防碰撞雷達系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車載設(shè)備，特別涉及一種車用防碰撞雷達系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代交通的不斷發(fā)展，近年來高速公路里程增長很快，給國民經(jīng)濟發(fā)展帶來促進。但伴隨而來的是交通事故也頻繁發(fā)生。在高速公路上，如遇惡劣天氣、路況較差、交通擁堵或駕駛員疲勞等情況，極易發(fā)生汽車追尾、迎面相撞甚至連環(huán)交通事故。這給人民的生命財產(chǎn)安全帶來了極大威脅，也突顯出了研制汽車智能主動安全系統(tǒng)的必要性和迫切性。汽車防撞雷達作為一種輔助駕駛設(shè)備，能有效地對即將發(fā)生的碰撞危險發(fā)出報警，增加行車的安全性，因而越來越受到廣泛的重視。到目前為止汽車的防撞系統(tǒng)還在研究階段，市場上還沒有成熟的汽車的防撞系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種車用防碰撞雷達系統(tǒng)。
[0004]汽車防撞系統(tǒng)的主要探測方式有激光、超聲波、紅外、視頻、毫米波等，不同的方式在工作過程和工作原理上有所不同，但是它們的主要作用都是通過不同的方法探測前方車輛與本車間的相對距離，從而根據(jù)車距的危險程度發(fā)出報警。在各種探測方式中，雖然紅外探測在惡劣天氣及長距離探測方面不是很令人滿意，但是在技術(shù)上難度不大，構(gòu)成的測距系統(tǒng)成本低廉。毫米波探測具有穩(wěn)定的探測性能和良好的環(huán)境適應(yīng)性，受雨、雪、霧、光及塵土等干擾小，適宜用來作為遠(yuǎn)距汽車防碰撞雷達。
[0005]本發(fā)明結(jié)合超聲波、紅外、毫米波等測距技術(shù)和紅外成像技術(shù)構(gòu)成汽車的防碰撞雷達系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)控車輛周圍的環(huán)境情況。當(dāng)出現(xiàn)障礙物或?qū)l(fā)生碰撞時，能夠提前預(yù)警，并協(xié)助駕駛員采取必要的安全措施。多種探測方式通過合理的安裝布置，既能滿足車用防碰撞雷達的基本要求，又能減少系統(tǒng)的成本。
[0006]本發(fā)明包括:近距離超聲波雷達檢測器、中距離紅外測距檢測器，遠(yuǎn)距離雷達檢測器、紅外成像傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、系統(tǒng)終端、無線通信模塊，數(shù)據(jù)處理模塊由數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor,簡稱DSP)、信號驅(qū)動單元組成,系統(tǒng)終端由多屏顯示模塊、報警模塊、制動控制模塊組成，其特征在于所述汽車每一個側(cè)面的前后端各安裝兩個近距離超聲波雷達檢測器，在汽車的尾部安裝一個近距離超聲波雷達檢測器和一中距離紅外測距檢測器，在汽車的頭部安裝一遠(yuǎn)距離雷達檢測器和一紅外成像傳感器，兩側(cè)的超聲波雷達監(jiān)控側(cè)向的車輛行駛情況，保證與其他車輛在側(cè)方有安全的行車距離。紅外測距檢測器安裝在車尾，監(jiān)控后方來車信息。遠(yuǎn)距離雷達檢測器安裝在車頭的位置，屬于遠(yuǎn)距雷達，能夠檢測車輛行駛前方的車距和車速。尤其在雨、雪、霧等惡劣天氣中防止車輛追尾事故發(fā)揮重要的作用。紅外成像傳感器基于紅外成像技術(shù)，安裝在車頭的位置，感知車輛前方行人的情況，尤其在夜間行車視線不足的情況下，能夠提醒駕駛員行人的情況。紅外成像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理模塊處理后交由系統(tǒng)終端的多屏顯示模塊顯示。數(shù)字信號處理器(DigitalSignal Processor，簡稱DSP)的輸入端與遠(yuǎn)距離雷達檢測器、近距離超聲波雷達檢測器、中距離紅外測距檢測器相連，數(shù)字信號處理器(DSP)輸出端與信號驅(qū)動單元的輸入端連接，信號驅(qū)動單元的輸出端與系統(tǒng)終端連接，數(shù)據(jù)處理模塊與無線通信模塊連接。
[0007]所述遠(yuǎn)距離雷達檢測器由雷達天線、環(huán)形器、耦合器、壓控振蕩器和三角波調(diào)制信號發(fā)生器組成，其工作原理是三角波調(diào)制信號發(fā)生器產(chǎn)生信號通過壓控振蕩器調(diào)頻，再經(jīng)由耦合器分離發(fā)射信號，最后經(jīng)由環(huán)形器通過雷達天線將信號發(fā)射出去。反射信號經(jīng)過雷達天線接收后，經(jīng)過環(huán)形器將反射信號導(dǎo)出到數(shù)據(jù)處理模塊。雷達為77GHz調(diào)頻連續(xù)毫米波雷達。
[0008]所述多屏顯示模塊，共有五個畫面區(qū)，其中位于中部的為主畫面區(qū)，為倒車?yán)走_、車載GPS、紅外行人成像顯示區(qū)，其余四個副畫面區(qū)為前后左右四個方位的障礙物信息圖像顯示區(qū)。
[0009]所述報警模塊包括語音提示和緊急報警模式，所述語音提示模式在路況良好的情況下使用語音提示外部車輛的車速和車距信息，緊急報警模式在車距小于預(yù)定值時，多屏顯示模塊相應(yīng)部分報警燈閃爍并對駕駛員語音報警提醒。
[0010]所述制動控制單元與汽車的制動器、方向盤之間為電連接。
[0011]所述無線通信模塊在系統(tǒng)內(nèi)部與數(shù)字信號處理器(DSP)，信號驅(qū)動單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，與外部車輛互通行駛信息。無線通信模塊與DSP信號處理和信號驅(qū)動單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，能協(xié)助駕駛員提前采取安全措施，防止事故的發(fā)生。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點是整個雷達系統(tǒng)環(huán)顧在車輛的前后左右，在車輛擁堵等惡劣交通環(huán)境及雨雪霧等惡劣自然環(huán)境下能夠為駕駛員提供安全駕駛，防止意外交通事故。。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1本發(fā)明的系統(tǒng)安裝布局示意圖；
[0014]圖2本發(fā)明的原理框圖；
[0015]圖3本發(fā)明的多屏顯示模塊布局示意框圖；
[0016]圖4本發(fā)明的防撞雷達系統(tǒng)實際運用示意圖。
[0017]圖中:101汽車、102駕駛室、103儀表板、104近距離超聲波雷達的傳感器、105遠(yuǎn)距離雷達檢測器的傳感器、106紅外成像傳感器、107中距離紅外測距檢測器的傳感器、201系統(tǒng)終端、202數(shù)據(jù)處理模塊、203遠(yuǎn)距離雷達檢測器、204中距離紅外測距雷達、205近距離超聲波雷達、206紅外成像傳感器、207無線通信模塊、301顯示屏、401汽車的行駛方向、402雷達波、403測距紅外、404超聲雷達波、405行駛中的前面車輛、406行駛中的后面車輛、407行駛中的左面車輛、408行駛中的右面車輛、409汽車行駛公路。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的實施例:圖1是整個防撞雷達系統(tǒng)安裝布局示意圖。近距離超聲波雷達的傳感器104安裝在汽車101的左右側(cè)和車尾，安裝在車尾的近距離超聲波雷達的傳感器104屬于倒車?yán)走_，兩側(cè)的近距離超聲波雷達的傳感器104檢測汽車左右側(cè)車輛情況，一個遠(yuǎn)距離雷達檢測器的傳感器105安裝在汽車101的正前方，檢測汽車正前方的車輛、交通情況。一個中距離紅外測距檢測器的傳感器107安裝在車尾中部，監(jiān)測后方車輛的行駛情況。顯示屏301安裝在汽車駕駛室102中的儀表板103上，以供駕駛員在駕駛過程中能實時掌控周圍的交通情況，彌補肉眼在視距上的局限性。
[0019]參見圖2，是整個防碰撞雷達系統(tǒng)的原理框圖，系統(tǒng)由7個模塊組成。分別是系統(tǒng)終端201、數(shù)據(jù)處理模塊202、遠(yuǎn)距離雷達檢測器203、中距離紅外測距雷達204、近距離超聲波雷達205、紅外成像傳感器206及無線通信模塊207。系統(tǒng)終端201包括制動控制模塊，報警模塊，多屏顯示模塊。報警模塊分為語音提示和緊急報警兩種模式。報警模塊與多屏顯示模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，使得兩者能夠配合使用。當(dāng)路況交通良好的情況下，多屏顯示模塊顯示車體周圍的車輛情況，語音提示道路交通狀況，及周圍車輛與本車體的車距情況，為駕駛員提供有用的信息。當(dāng)路況較為惡劣、天氣狀況不佳或者駕駛員的疏忽而導(dǎo)致出現(xiàn)緊急情況時，報警模塊使用緊急報警機制，在駕駛室使用急促嗡鳴聲提醒駕駛員，與危險點方向(車體的前后左右)相對應(yīng)的顯示屏以紅色閃爍方式報警。對外自動鳴笛。與此同時，制動控制模塊啟動，剎車系統(tǒng)將自動剎車減速，協(xié)助駕駛員控制車輛。
[0020]數(shù)據(jù)處理模塊202，主要是由數(shù)字信號處理器(DSP)和信號驅(qū)動單元組成，其主要是負(fù)責(zé)接收處理從超聲波雷達傳感器、遠(yuǎn)距離雷達檢測器(遠(yuǎn)距離雷達檢測器采用77GHz毫米波雷達)和紅外成像傳感器傳來的數(shù)據(jù)。并通過信號驅(qū)動單元將處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示信號、語音信號及控制信號分別傳送到多屏顯示模塊、報警模塊和制動控制模塊。
[0021]遠(yuǎn)距離雷達檢測器203包括雷達天線、環(huán)行器、耦合器、壓控振蕩器、三角波調(diào)制產(chǎn)生器。其安裝在車體的車頭部位，是防碰撞雷達系統(tǒng)的遠(yuǎn)距雷達重要組成部分。當(dāng)汽車高速行駛在雨、雪、霧等惡劣天氣情況下，它能夠有效的防止追尾等事故。
[0022]中距離紅外測距雷達204、近距離超聲波雷達205分別安裝在汽車的尾部和左右兩側(cè)，為汽車提供有效的周向防撞監(jiān)測。由于紅外測距傳感器和超聲波雷達相對價格低廉，因而能夠有效的降低整個防碰撞雷達的成本。
[0023]紅外成像傳感器206其主要部分為紅外成像傳感器，輸出端與數(shù)字信號處理器(DSP)連接。安裝在車頭的位置，通過紅外成像技術(shù)監(jiān)測車前方的行人情況，防止行人意外被撞。尤其適合在夜間視野狀況不佳的情況。
[0024]無線通信模塊207與數(shù)字信號處理器(DSP)和信號驅(qū)動單元相連。其安裝在駕駛室的儀表板內(nèi)，實現(xiàn)與其他車輛相互通信。出現(xiàn)緊急情況時，能夠?qū)⑿畔⒓皶r反饋，并通過數(shù)據(jù)處理模塊202反饋到系統(tǒng)終端，實現(xiàn)報警和制動等安全措施。
[0025]參見圖3，顯示屏301安裝在駕駛室的儀表板上，顯示模塊輸入端與數(shù)據(jù)處理模塊201中的信號驅(qū)動單元和報警模塊相連。屏幕分為五個畫面區(qū)，根據(jù)人的思維習(xí)慣，車體的前后左右車輛情況分別與屏幕的四個副畫面區(qū)1?4相互應(yīng)對。中間的主畫面區(qū)5顯示車載GPS得到的位置信息，倒車?yán)走_信息和紅外成像信息。
[0026]參見圖4，圖4是車輛防碰撞雷達系統(tǒng)的實際運用示意圖。圖中，409為汽車行駛公路，401示意汽車的行駛方向，402為雷達波，403測距紅外，404為超聲雷達波，405為行駛中的前面車輛、406為行駛中的后面車輛、407為行駛中的左面車輛、408為行駛中的右面車輛。
【權(quán)利要求】
1.一種車用防碰撞雷達系統(tǒng)，包括:近距離超聲波雷達檢測器、中距離紅外測距檢測器，遠(yuǎn)距離雷達檢測器、紅外成像傳感器、數(shù)據(jù)處理模塊、系統(tǒng)終端、無線通信模塊，數(shù)據(jù)處理模塊由數(shù)字信號處理器、信號驅(qū)動單元組成，系統(tǒng)終端由多屏顯示模塊、報警模塊、制動控制模塊組成，其特征在于在汽車每一個側(cè)面的前、后端各安裝兩個近距離超聲波雷達檢測器，在汽車的尾部安裝一個近距離超聲波雷達檢測器和一中距離紅外測距檢測器，在汽車的頭部安裝一遠(yuǎn)距離雷達檢測器和一紅外成像傳感器，數(shù)字信號處理器的輸入端與遠(yuǎn)距離雷達檢測器、近距離超聲波雷達檢測器、中距離紅外測距檢測器相連，數(shù)字信號處理器輸出端與信號驅(qū)動單元的輸入端連接，信號驅(qū)動單元的輸出端與系統(tǒng)終端連接，由數(shù)字信號處理器和信號驅(qū)動單元組成數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊獲取的車輛行駛信息通過無線通信模塊與附近其他車輛進行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用防碰撞雷達系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)距離雷達檢測器由三角波調(diào)制信號發(fā)生器、壓控振蕩器、耦合器、環(huán)形器及雷達天線組成，雷達為77GHz調(diào)頻連續(xù)毫米波雷達。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用防碰撞雷達系統(tǒng)，其特征在于所述多屏顯示模塊，共有五個畫面區(qū)，其中位于中部的為主畫面區(qū)，為倒車?yán)走_、車載GPS、紅外行人成像顯示區(qū)，其余四個副畫面區(qū)為前后左右四個方位的障礙物信息圖像顯示區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用防碰撞雷達系統(tǒng)，其特征在于所述報警模塊包括語音提示和緊急報警模式，所述語音提示模式在路況良好的情況下使用語音提示外部車輛的車速和車距信息，緊急報警模式在車距小于預(yù)定值時，多屏顯示模塊相應(yīng)部分報警燈閃爍并對駕駛員語音報警提醒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用防碰撞雷達系統(tǒng)，其特征在于所述制動控制單元與汽車的制動器、方向盤之間為電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用防碰撞雷達系統(tǒng)，其特征在于所述無線通信模塊在系統(tǒng)內(nèi)部與數(shù)字信號處理器，信號驅(qū)動單元實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，與外部車輛互通行駛信息。
【文檔編號】B60Q9/00GK104340117SQ201310330040
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】江浩, 冷毅, 付興銘, 劉勝 申請人:無錫慧思頓科技有限公司, 武漢飛恩微電子有限公司