一種基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能汽車領(lǐng)域，特別涉及一種基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，汽車保有量增長的同時(shí)也帶來了道路擁堵和交通事故頻發(fā)等問題。通過統(tǒng)計(jì)分析可知:泊車過程很容易導(dǎo)致各種事故的發(fā)生，如何簡化泊車過程，并且提供泊車過程的安全性是至關(guān)重要的。
[0003]泊車輔助系統(tǒng)是汽車泊車時(shí)的一種安全輔助裝置，相比于人工泊車事故率高、傳統(tǒng)倒車?yán)走_(dá)智能度低，泊車輔助系統(tǒng)提高了車輛的智能化水平和安全性，進(jìn)一步降低了司機(jī)駕駛車輛的難度，也為將來實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)駕駛打下基礎(chǔ)。
[0004]目前，泊車輔助系統(tǒng)常用的車載測距方法主要包括紅外測距、激光測距、毫米波測距、機(jī)器視覺測距、超聲波測距等。相比于其他方法，超聲波具有穿透力強(qiáng)、衰減小、反射能力強(qiáng)，對光照、色彩、電磁場不敏感，不易受惡劣天氣影響等特點(diǎn)，而且超聲波測距原理簡單、成本低。因此，本發(fā)明即采用基于超聲波傳感器的超聲測距方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是:提供一種基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)，解除駕駛員泊車和啟動(dòng)車輛時(shí)前后左右探視所帶來的困擾，幫助駕駛員掃除視野死角和視線模糊的缺陷，提高了駕駛的安全性、智能性，且更具人性化特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)，包括:
超聲波傳感器模塊，在汽車的前、后保險(xiǎn)杠處各安裝若干超聲波傳感器，用以實(shí)時(shí)獲取車輛前后的障礙物信息，并發(fā)送到E⑶電路模塊；
ECU電路模塊，控制超聲波傳感器模塊的超聲波的發(fā)射和接收，將超聲波傳感器模塊接收的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為最終的障礙物距離數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)障礙物距離數(shù)據(jù)信息控制蜂鳴器報(bào)警輸出模塊和顯示屏模塊工作；
蜂鳴器報(bào)警輸出模塊，根據(jù)障礙物距離的遠(yuǎn)近，ECU電路模塊控制蜂鳴器的音量和鳴叫方式；
顯示屏模塊，利用泊車輔助系統(tǒng)的顯示屏幕，實(shí)時(shí)顯示車輛參數(shù)信息、車輛周圍的障礙物信息數(shù)據(jù)及畫面，并以不同的顏色區(qū)域來標(biāo)記不同的距離范圍。
[0007]優(yōu)選的，所述ECU電路模塊由主控芯片、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、測溫、電源和CAN通信電路6部分組成:
超聲波發(fā)射電路用來控制超聲波傳感器模塊發(fā)射超聲波；
超聲波接收電路將由超聲波探頭所獲取的微弱進(jìn)行放大，通過濾波濾掉雜波，再將濾波后的信號(hào)進(jìn)行整形，輸出臺(tái)階信號(hào)，從而給主控芯片以提示，證明已經(jīng)接收到了回波信號(hào)，進(jìn)而確認(rèn)超聲波在空氣中傳播的時(shí)間； 測溫模塊用于探知外界環(huán)境的溫度；
電源模塊，由車載電源提供；
CAN通信電路，根據(jù)車載CAN通信協(xié)議使本方案中的主控芯片與車輛進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
主控芯片，用于控制超聲波的發(fā)射和接收、中斷程序的開始和返回、以及將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為最終的距離數(shù)據(jù)。
[0008]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)帶有自檢模塊，系統(tǒng)開機(jī)時(shí)首先檢測系統(tǒng)各個(gè)模塊是否可以開始正常工作，監(jiān)測對象包括電源電壓是否正常、超聲波傳感器是否有異常狀況、泊車輔助系統(tǒng)與車輛的通訊狀況是否正常、顯示屏是否可以正常顯示。
[0009]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括脈沖信息及車載信息采集，所述脈沖信息采集，采集到的是超聲波傳感器從發(fā)射超聲波開始到接收到反射的回波所經(jīng)歷的時(shí)間信息；車載信息采集，通過CAN通信電路獲取車輛信息，包括車輛行駛速度、加速度和檔位。
[0010]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊采用渡越時(shí)間法，采集車輛前、后兩側(cè)的超聲波傳感器的“單獨(dú)檢測”數(shù)據(jù)和“配對檢測”數(shù)據(jù)，結(jié)合保險(xiǎn)桿保險(xiǎn)杠距離換算處理技術(shù)及各傳感器之間的安裝位置關(guān)系，分析探測范圍內(nèi)的障礙物分布情況，最終將得到的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為障礙物的個(gè)數(shù)、障礙物到車輛的距離、障礙物的坐標(biāo)信息；所述“單獨(dú)檢測”為在渡越時(shí)間法中，每個(gè)超聲波傳感器分別獨(dú)立工作，即只接收同一傳感器的發(fā)射波的回波；所述“配對檢測”為在渡越時(shí)間法中，某一傳感器發(fā)出發(fā)射波，其“相鄰傳感器”接收該發(fā)射波的回波。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括顯示模塊，所述顯示模塊把車輛基本參數(shù)以及經(jīng)過計(jì)算得到的數(shù)據(jù)通過顯示屏進(jìn)行顯示，即在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示車輛的行駛速度、前后蜂鳴器的報(bào)警、傳感器異常狀況、障礙物到車輛的距離值信息，障礙物距離與車輛速度信息結(jié)合起來，對距離范圍進(jìn)行劃分，分別為近方檢知、中間檢知、遠(yuǎn)方檢知、最遠(yuǎn)方檢知、接近檢知及注意檢知，不同的距離范圍對應(yīng)不同的蜂鳴器鳴叫方式及顏色區(qū)域。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述傳感器異常狀況包括正常、一時(shí)故障和需修理故障三種狀況，其中，“一時(shí)故障”指無需修理的暫時(shí)性故障，例如雨雪、泥巴等附著在傳感器表面引起蜂鳴器連續(xù)鳴叫的情況；“要修理故障”指傳感器本身或軟件處理過程異常問題。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述顯示模塊還可以根據(jù)車輛尺寸、傳感器安裝位置參數(shù)，將障礙物與車輛的相對位置繪制成可視圖形。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明所提供的基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)，采用了的基于超聲波傳感器的距離測量算法，“單獨(dú)檢測”與“配對檢測”相結(jié)合，具有較高的測距精度。
[0015]2.本發(fā)明中泊車輔助系統(tǒng)的報(bào)警方式采用了聲音報(bào)警及視覺報(bào)警相結(jié)合的方法，在通過蜂鳴器不同頻率的鳴叫聲代表障礙物到車輛的不同距離的同時(shí)，還通過車載顯示屏采用顯示畫面告知駕駛員車輛周圍的障礙物情況，不僅提高了駕駛的安全性，更提升了駕駛體驗(yàn)，使駕駛變得更為智能化和人性化。
[0016]3.本發(fā)明中的泊車輔助系統(tǒng)具有一定的使用價(jià)值，其精確的測距方法可作為自動(dòng)泊車、側(cè)向障礙物預(yù)警、車輛后側(cè)方盲區(qū)檢測等系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)及技術(shù)積累，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明中基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明中基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)的軟件工作流程框圖；
圖3為本發(fā)明中基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)的車輛周圍障礙物分布情況圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例:
本發(fā)明中的基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)，包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。如圖1所示，其中硬件系統(tǒng)包括超聲波傳感器模塊、ECU電路模塊、蜂鳴器報(bào)警輸出模塊和顯示屏模塊，其中:
1.超聲波傳感器模塊，在每輛汽車的前、后保險(xiǎn)杠處各安裝4個(gè)共8個(gè)超聲波傳感器，用以實(shí)時(shí)獲取車輛前后的障礙物信息。
[0019]2.E⑶電路模塊，由主控芯片、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、測溫、電源、CAN通信等6部分組成。
[0020]超聲波發(fā)射電路用來在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)發(fā)射超聲波。
[0021]超聲波接收電路將由超聲波探頭所獲取的微弱信號(hào)進(jìn)行放大，通過濾波濾掉雜波，再將濾波后的信號(hào)進(jìn)行整形，輸出臺(tái)階信號(hào)，從而給主控芯片以提示，證明已經(jīng)接收到了回波信號(hào)，進(jìn)而確認(rèn)超聲波在空氣中傳播的時(shí)間。
[0022]測溫模塊用于探知外界環(huán)境的溫度，因?yàn)槌暡ㄔ诳諝庵袀鞑サ乃俣戎饕c當(dāng)前環(huán)境的溫度有關(guān)，準(zhǔn)確的聲速是精確測距的必要條件。
[0023]電源模塊，本方案中的電源電路主要由車載電源提供。
[0024]CAN通信電路，根據(jù)車載CAN通信協(xié)議使本方案中的ECU能與車輛進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0025]主控芯片主要用于控制何時(shí)進(jìn)行超聲波的發(fā)射和接收、中斷程序的開始和返回、以及如何將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為最終的距離數(shù)據(jù)等。
[0026]3.蜂鳴器報(bào)警輸出模塊，根據(jù)障礙物距離的遠(yuǎn)近，ECU電路模塊控制蜂鳴器的音量和鳴叫方式；
4.顯示屏模塊，利用泊車輔助系統(tǒng)的顯示屏幕，實(shí)時(shí)顯示車輛參數(shù)信息、車輛周圍的障礙物信息等數(shù)據(jù)及畫面，并以不同的顏色區(qū)域來標(biāo)記不同的距離范圍；當(dāng)車輛上已經(jīng)安裝有顯示屏幕時(shí)，也可以直接使用車輛上原有的屏幕。
[0027]本發(fā)明中的基于超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)，其中軟件系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，包括自檢模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、顯示模塊，其中:
1.自檢模塊，系統(tǒng)開機(jī)即進(jìn)行自檢，在開始各項(xiàng)工作前，首先監(jiān)測系統(tǒng)各個(gè)模塊是否可以開始正常工作，以提高系統(tǒng)的可靠性。本方案中的自檢模塊的監(jiān)測對象包括電源電壓是否正常、傳感器是否有異常狀況、泊車輔助系統(tǒng)與車輛的通訊狀況是否正常、顯示屏是否可以正常顯示這四項(xiàng)內(nèi)容。
[0028]2.數(shù)據(jù)采集模塊，包括脈沖信息及車載信息采集，其中:脈沖信息采集，采集到的是超聲波在空氣中從發(fā)射器開始發(fā)射超聲波到接收器接收到反射的回波所經(jīng)歷的時(shí)間，通過硬件系統(tǒng)中的超聲波傳感器模塊得到；車載信息采集，通過CAN通信獲取車輛信息，如車輛行駛速度、加速度、檔位等數(shù)據(jù)。
[0029]3.數(shù)據(jù)