一種具有識別功能的智能防撞報警裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及報警領域，具體設及一種具有識別功能的智能防撞報警裝置。
【背景技術】
[0002] 寬闊的街道帶動了城市發(fā)展，為人們的出行提供了方便，隨著科技的發(fā)展，交通智 能化的概念被提出，越來越多的車輛安裝了智能防撞報警裝置。
[0003] 智能環(huán)境感知系統(tǒng)的主要功能是通過傳感器獲取車輛W及環(huán)境信息，具體為車輛 的位姿及狀態(tài)信息獲取、結構化公路中車道線及車道邊沿的識別與跟蹤、交通標志及交通 信號的識別與跟蹤、汽車周圍障礙物的識別與跟蹤(其中包括動態(tài)及靜態(tài)障礙物，如行人、 車輛等及車輛行駛路面的交通狀況分析等。
[0004] 報警裝置，在其上設置智能環(huán)境感知系統(tǒng)W提高其安全、多功能化等綜合性能是 目前必然的發(fā)展趨勢。但是，現(xiàn)在的環(huán)境感知系統(tǒng)往往存在感知維度不足、計算精度不高、 實時性不強等問題。

【發(fā)明內容】

[0005] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種具有識別功能的智能防撞報警裝置。
[0006] 本發(fā)明的目的采用W下技術方案來實現(xiàn)：
[0007] -種具有識別功能的智能防撞報警裝置，包括報警裝置和安裝在報警裝置上的毫 米波雷達Ξ維環(huán)境感知系統(tǒng);毫米波雷達Ξ維環(huán)境感知系統(tǒng)包括毫米波雷達、旋轉機械裝 置、控制單元和數(shù)據(jù)處理單元;旋轉機械裝置包括第一旋轉軸、旋轉盤和第二旋轉軸，第一 旋轉軸豎直布置且與旋轉盤的中屯、固接，所述第一旋轉軸通過第一步進電機驅動旋轉；由 第二步進電機驅動旋轉的第二旋轉軸水平套裝在軸承座內，所述軸承座通過2個豎直布置 的支撐軸固接在旋轉盤上;所述第二旋轉軸的中點處設置有連接部，所述連接部垂直于第 二旋轉軸且與第二旋轉軸一體成型，毫米波雷達與連接部垂直固接;所述毫米波雷達的自 身固有掃描平面垂直于旋轉盤所在平面，且掃描范圍角為±30%所述旋轉盤在布置支撐軸 的一側有切口，切口所在的直線平行于第二旋轉軸所在的直線，且任一支撐軸與切口所在 直線的距離小于50mm;所述第一步進電機和第二步進電機均通過單片機來控制，單片機用 于接收控制命令，并將控制命令轉化為控制信號發(fā)送給電機，同時根據(jù)裝置的初始位置和 兩個步進電機轉過的角度計算出旋轉機械裝置的當前位置，并將旋轉機械裝置的當前位置 狀態(tài)反饋給數(shù)據(jù)處理單元;所述旋轉機械裝置整體在第一步進電機的帶動下面向報警裝置 前方做水平180°的周期往返運動，同時毫米波雷達在第二步進電機的帶動下面向報警裝置 前方做豎直180°的周期往返運動；
[000引數(shù)據(jù)處理單元包括數(shù)據(jù)采集子單元、延時修正子單元和坐標輸出子單元;數(shù)據(jù)采 集子單元接收毫米波雷達測量得到的其與目標的距離值P，同時接收單片機發(fā)送的垂直旋 轉角α和水平旋轉角β，W及毫米波雷達的自身掃描角Θ ;設激光雷達對某一目標的讀數(shù)為 (口，曰，0，目），并定義：當雷達處于水平位置時0 = 0°，當雷達處于水平位置上方時0值為正，雷 達處于水平位置下方時α值為負，當?shù)诙D軸與報警裝置正前方方向垂直時β = 0°，當雷 達位于β = 0°的右側時β為正值，當雷達位于β = 0°的左側時β為負值；當毫米波雷達的自身 掃描方向與毫米波雷達所在平面垂直時9 = 0%當自身掃描方向位于9 = 0°的上方時e為正 值，當自身掃描方向位于θ = 0°的下方時Θ為負值；
[0009] 優(yōu)選地，延時修正子單元包括距離測量修正模塊、水平掃描修正模塊和垂直掃描 修正模塊:距離測量修正模塊，用于對距離值Ρ的測量值進行針對雷達檢測波往返過程中延 時效應的修正，其輸出的修正因子為：
[0010]
[001。 當I αι+θι I > I日2+目21且I & I > I時時，上式取正號，否則取負號；
[0012] 垂直旋轉修正模塊，用于對垂直旋轉角α進行針對雷達檢測波往返過程中延時效 應的修正，其輸出的修正因3;當I αι I > I 1時，上式取正號，否則 取負號；
[0013] 水平旋轉修正模塊，用于對水平旋轉角β進行針對雷達檢測波往返過程中延時效 應的修正，其輸出的修正因3
當I βι I > I 021時，上式取正號，否則 取負號；
[0014] 其中m為毫米波雷達的最大可探測距離，且Ρ含用于反應檢測目標和毫米波雷 達之間距離對延時效應的影響，目標越靠近雷達則延時越小，反之延時越大;ti為對該目標 雷達檢測波發(fā)出的時間，t2為雷達檢測波返回的時間；I tl-t2 I代表了雷達檢測波往返于目 標和雷達之間所需的時間;Τι為毫米波雷達的水平旋轉周期，T2為毫米波雷達的豎直旋轉周 期;α功ti時的α值，〇2為t2時的α值;01為ti時的β值，02為t2時的β值；0功ti時的Θ值，02為t2時 的目值;Ti = 2s，T2 = 2.4s，毫米波雷達的采樣間隔為2°/s;
[0015] 坐標輸出子單元:經(jīng)延時修正子單元修正后輸出的目標空間坐標為：
[0018] 數(shù)據(jù)處理單元還包括目標RCS起伏特性測量子單元，用于對目標的RCS序列變異系 數(shù)進行測量：
[0019]對于處在光學區(qū)域的復雜目標，假設由N個散射中屯、構成，則多散射中屯、目標的 RCS表示為目標方位角的函數(shù)：
[0020]
[0021] 其中，〇1表示第i個散射中屯、RCS，a+0表示目標相對毫米波雷達的方位角，Ri表示第 i個散射中屯、相對雷達中屯、距離;λ為人為設定的參數(shù)；
[0022] 貝1JRCS序列變異系數(shù)表示為
庚中〇化)表示第k次探測 目標的RCS值，RCS序列均值
[0023] 本報警裝置的有益效果為:設計了新的毫米波雷達Ξ維環(huán)境感知系統(tǒng)，從而實現(xiàn) 前方水平180°和豎直方向180°的無死角掃描覆蓋，且結構簡單經(jīng)濟耐用，抗干擾能力強;利 用步進式電動機配合其它部件實現(xiàn)全自動控制功能，控制方便精確;針對新式旋轉雷達系 統(tǒng)的特點W及延時效應設計了距離測量修正模塊、水平掃描修正模塊、垂直掃描修正模塊 等修正模塊，使得雷達的坐標定位功能更精確，且實時性更強；給出了精確的坐標計算方 法，為自動控制和誤差控制提供了基礎;針對該新型旋轉機械裝置，采用了新的RCS起伏特 性測量裝置，使得RCS變異系數(shù)的測量更加精準，對目標識別更有利;旋轉盤、旋轉軸等部件 的尺寸可根據(jù)具體情況靈活選取，為各種不同大小的報警裝置的適用性提供了條件；用毫 米波雷達取代傳統(tǒng)的光波雷達，利用大氣窗口傳播時的衰減小，受自然光和熱福射源影響 小，能夠在惡劣的天氣狀況下對目標進行有效識別并發(fā)出警報，為安全行駛提供可靠保障， 具有高分辨力、高精度、小天線口徑等優(yōu)越性。
【附圖說明】
[0024] 利用附圖對本發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限 審IJ，對于本領域的普通技術人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)W下附圖獲得 其它的附圖。
[0025] 圖1是一種具有識別功能的智能防撞報警裝置的結構框圖；
[0026] 圖2是旋轉機械裝置的結構示意圖；
[0027] 圖3是毫米波雷達自身掃描示意圖；
[0028] 圖4是雷達檢測目標時的示意圖；
[0029] 圖5是數(shù)據(jù)處理單元的結構框圖。
[0030] 附圖標記:毫米波雷達-1;旋轉盤-2;第一旋轉軸-3;第二旋轉軸-4;軸承座-5;支 撐軸-6;連接部-7;第一步進電機-8;第二步進電機-9;旋轉機械裝置-10;控制單元-11;數(shù) 據(jù)處理單元-12;數(shù)據(jù)采集子單元13;延時修正子單元-14;坐標輸出子單元-15;切口-16;目 標-17;報警裝置前方-18。
【具體實施方式】
[0031 ]結合W下實施例對本發(fā)明作進一步描述。
[0032] 實施例1:
[0033] 如圖1-4所示的一種具有識別功能的智能防撞報警裝置，包括報警裝置和安裝在 報警裝置上的毫米波雷達Ξ維環(huán)境感知系統(tǒng);毫米波雷達Ξ維環(huán)境感知系統(tǒng)包括毫米波雷 達1、旋轉機械裝置10、控制單元11和數(shù)據(jù)處理單元12;旋轉機械裝置包10括第一旋轉軸3、 旋轉盤2和第二旋轉軸4,第一旋轉軸3豎直布置且與旋轉盤2的中屯、固接，所述第一旋轉軸3 通過第一步進電機8驅動旋轉；由第二步進電機9驅動旋轉的第二旋轉軸4水平套裝在軸承 座5內，所述軸承座5通過2個豎直布置的支撐軸6固接在旋轉盤2上;所述第二旋轉軸4的中 點處設置有連接部7,所述連接部7垂直于第二旋轉軸4且與第二旋轉軸4 一體成型，毫米波 雷達1與連接部7垂直固接;所述毫米波雷達1的自身固有掃描平面垂直于旋轉盤2所在平 面，且掃描范圍角為± 30%所述旋轉盤2在布置支撐軸6的一側有切口 16，切口 16所在的直 線平行于第二旋轉軸4所在的直線，且任一支撐軸6與切口 16所在直線的距離小于50mm;所 述第一步進電機8和第二步進電機9均通過單片機來控制，單片機用于接收控制命令，并將 控制命令轉化為控制信號發(fā)送給電機，同時根據(jù)裝置的初始位置和兩個步進電機轉過的角 度計算出旋轉機械裝置的當前位置，并將旋轉機械裝置10的當前位置狀態(tài)反饋給數(shù)據(jù)處理 單元12;所述旋轉機械裝置10整體在第一步進電機8的帶動下面向報警裝置前方18做水平 180°的周期往返運動，同時毫米波雷達1在第二步進電機9的帶動下面向報警裝置前方20做 豎直180°的周期往返運動；
[0034] 如圖5所示，數(shù)據(jù)處理單元12包括數(shù)據(jù)采集子單元13、延時修正子單元14和坐標輸 出子單元15,數(shù)據(jù)采集子單元13接收毫米波雷達1測量得到的其與目標的距離值P，同時接 收單片機發(fā)送的垂直旋轉角α和水平旋轉角e，W及毫米波雷達1自身的掃描角Θ，從而獲得 完整的毫米波雷達數(shù)據(jù)和掃描平面的位置;如圖5所示，設毫米波雷達1測得的某一目標17 的讀數(shù)為(0，〇，0，9)，并定義：當毫米波雷達1處于水平位置時〇 = 〇°，當毫米波雷達1處于水 平位置上方時α值為正，毫米波雷達1處于水平位置下方時α值為負；當?shù)诙D軸4與報警 裝置正前方方向垂直時0 = 0%當毫米波雷達1位于0 = 0°的右側