CN102129076B - 一种串联结构的无主机泊车雷达系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种串联结构的无主机泊车雷达系统，具有多个感测器、至少一个报警器、内部网络及外部网络；该每一感测器均包括微处理器、通信模块、超声波传感器、驱动发送模块和超声波接收模块；该通信模块包括第一接口模块、第二接口模块和模拟开关，该第一接口模块和第二接口模块分别向外引出形成第一端子和第二端子，模拟开关连接在该第一端子和第二端子之间并可使第一端子和第二端子信息互联；该每一感测器的第一端子均通过内部网络与相邻感测器的第二端子相连而形成串联结构，位于端部的感测器的第一端子或第二端子通过外部网络与报警器相连。本发明具有简化线束连接、降低车身重量、降低成本、提高生产效率和安装效率的功效。

Description

一种串联结构的无主机泊车雷达系统

技术领域

本发明涉及泊车辅助系统领域，更具体的说涉及一种串联结构的无主机泊车雷达系统。

背景技术

如图1所示，传统的泊车雷达系统一般包括控制盒81、多个感测器82以及至少一个提醒器83，该多个感测器82分别与控制盒81相连，并在控制盒81的控制下而相互协调工作，其中每一个感测器82分别侦测障碍物的数据并均传输给控制盒81处理，该控制盒81分析上述数据并判断障碍物的距离，当障碍物距离不满足预定条件时，该控制盒81通知提醒器83并报警。该多个感测器82因为工作需求都需布设在汽车的车身外侧，例如前后保险杠上，该控制盒81则需设在车内。由于使用的感测器82个数通常会达到4个左右，而且需要间隔一定距离布设，因此会造成感测器82与控制盒81之间的信号传输以及电源馈电等十分复杂，其不仅会增加线路成本，而且过长的数据线也容易遭致干扰。

针对上述问题，人们开发出了无主机模式的倒车雷达系统，具体可以参见中国发明专利CN1892249A公开的无控制盒的倒车雷达装置，如图2所示，其包括至少一主感测器91以及一个或一个以上的从属感测器92，该主感测器91具有障碍物检测功能，并协调控制各从属感测器92的工作时序，该主感测器91具有微处理器、超音波发射电路、反射波检测电路、选通电路以及警报电路，该微处理器作为控制核心，并负责产生超音波脉冲、采集A/D转换结果、与从属感测器92通讯、根据各个信号值而计算障碍物到车辆的距离以及驱动警报电路报警；该超音波发射电路能对微处理器输出的电位信号进行升压，再送至一相连接的超音波收发器以发射超音波；该反射波检测电路能对超音波收发器检测到的信号进行放大并送到微处理器中；该选通电路则设置在微处理器以及从属感测器之间，从而使微处理器选择通讯的对象；警报电路则根据微处理器的控制指令而进行报警动作。其利用主感测器91既负责检测障碍物，又负责协调从属感测器92的工作时机，由此取代了控制盒81的设置，从而能排除控制盒81的影响；同时由于主感测器91和从属感测器92均设置在保险杠上，故使得整个倒车雷达装置能缩短数据线的长度，并还能实现在保险杠上进行测试，从而能提高整车测试效率。

但是，上述方案在具体实施时仍至少存在如下缺陷：

一、由于其将感测器区分为主感测器91和多个从属感测器92，故厂家在生产制造时需要对两者进行分别生产，从而具有浪费生产线和生产效率偏低的问题；同时用户在安装时，还需对两者进行挑选，而由于主感测器91和从属感测器92之间外形又大致相同，故存在混淆上述两种感测器而引发系统故障的隐患；

二、由于多个从属感测器92是通过选通电路而与主感测器91分别进行通讯，并将各自获得的信号交由主感测器中91的微处理器进行分析，即该主感测器91采用的为分时轮询方式，且每次传输的数据量还较多，由此则会降低整个系统的响应效率；

有鉴于此，本发明人针对现有泊车雷达系统的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串联结构的无主机泊车雷达系统，以解决现有技术中感测器生产效率低、主感测器与从属感测器容易混淆以及延缓整个雷达系统效率的问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种串联结构的无主机泊车雷达系统，其中，具有多个感测器、至少一个报警器、位于多个感测器之间并实现多个感测器之间内部通讯的内部网络以及用于连接其中一个感测器与报警器之间的外部网络；该每一感测器均包括微处理器、通信模块、超声波传感器以及设置在微处理器与超声波传感器之间的驱动发送模块和超声波接收模块；该微处理器为控制核心，其自行按工作节拍而产生超声波脉冲，并经过该驱动发送模块放大后驱动超声波传感器发送超声波；该超声波传感器接收返回信号，并由超声波接收模块放大滤波处理后输送至微处理器，该微处理器经分析处理而获得障碍物距离信息；该通信模块包括均与微处理器相连的第一接口模块、第二接口模块和模拟开关，该第一接口模块和第二接口模块分别向外引出形成第一端子和第二端子，该模拟开关连接在该第一端子和第二端子之间并可经由微处理器的控制而使第一端子和第二端子信息互联；该每一感测器的第一端子均通过内部网络与相邻感测器的第二端子相连而形成串联结构并实现感测器之间的信息传递，位于端部的感测器的第一端子或第二端子则通过外部网络而与报警器相连并将报警信息传递给报警器。

进一步，该每一感测器还均包括用于提供电源的电源模块，该电源模块与微处理器、通信模块、超声波传感器、驱动发送模块以及超声波接收模块相连。

进一步，该每一感测器的微处理器中均具有用于存贮配置参数的可擦式存储器。

进一步，该外部网络还连接有用于与感测器进行数据交换的总线模块。

进一步，该多个感测器中位于中间的感测器上第一端子与相邻感测器的第二端子相连，位于端部的感测器其中一个感测器的第一端子呈放空状或者与报警器直接相连，另一个感测器的第一端子与相邻感测器的第二端子相连，而第二端子则通过外部网络与报警器相连。

进一步，该内部网络采用单线双向通信。

进一步，该外部网络采用LIN总线或CAN总线构建。

采用上述结构后，本发明涉及的一种串联结构的无主机泊车雷达系统，其至少具有如下有益效果：

一、其每一个感测器都能单独感测障碍物，并经由其中的微处理器分析后而得到障碍物信息，然后再通过内部网络而传输到一个感测器中进行综合评定，由此确定障碍物的距离和方位信息，并将该距离和方位信息通过外部网络而输送至报警器中，该报警器则根据信息状况决定是否报警；每个感测器均可感测障碍物并对障碍物距离信息处理，可提高整个系统响应效率，同时大幅度减少内部网络传输数据量，有利于系统的稳定及降低EMI。

二、本发明中各个感测器的结构完全相同，仅是因为连接方式造成了与外部网络相连的感测器会作为数据以及信息的通讯网关；故本发明各个感测器在生产时只需按一种产品规格生产，而在安装时亦无需特意进行主从感测器之间的区分，从而大大提高了泊车雷达系统的生产效率和安装效率，并能避免因主从感测器之间混淆而造成多次重复装卸的问题；

三、本发明各个感测器之间通过第一端子与第二端子交替式的连接，即实现了各个感测器之间的串联结构，从而能使得每个感测器都可以依序被选定为发射感测器，即周边感测数据都传输至发射感测器上，而进行数据分析及三角函数距离计算，分析出结果后再通过内部网络传输到网关感测器，最后再通过外部网络传输至报警器中，其相对于现有技术中选定主感测器而言，可进行三角函数计算距离，能大大降低泊车雷达系统的扫描盲区，达到提高雷达准确性的功效。

附图说明

图1为传统泊车雷达系统的结构框图；

图2为现有技术中无主机倒车雷达系统的结构框图；

图3为本发明涉及的一种串联结构的无主机泊车雷达系统的结构框图；

图4为本发明涉及的一种串联结构的无主机泊车雷达系统中每个感测器的内部结构框图；

图5为本发明涉及的一种串联结构的无主机泊车雷达系统加入模拟开关时的结构框图；

图6为图4中示出感测器的具体电路图；

图中：

无主机泊车雷达系统   100 

感测器               1      微处理器             11

通信模块             12     第一接口模块         121

第二接口模块         122    模拟开关             123

第一端子             124    第二端子             125

超声波传感器         13     驱动发送模块         14

超声波接收模块       15     电源模块             16

第一感测器           1a     第二感测器           1b

第三感测器           1c     第四感测器           1d

报警器               2      内部网络             3

外部网络             4      总线模块             5

控制盒               81     感测器               82

提醒器               83

主感测器             91     从属感测器           92。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图3所示，其示出的为本发明涉及的一种串联结构的无主机泊车雷达系统100，其具有多个感测器1、至少一个报警器2、内部网络3以及外部网络4，该内部网络3位于多个感测器1之间并实现多个感测器1之间内部通讯，该外部网络4用于连接其中一个感测器1与报警器2，该报警器2在本发明中具体可以为声音报警器，亦可以为显示报警器，只要能起到提醒功能即可；其中，如图4至图6所示，该每一感测器1均包括微处理器11、通信模块12、超声波传感器13以及设置在微处理器11与超声波传感器13之间的驱动发送模块14和超声波接收模块15；该微处理器11为控制核心，其自行按工作节拍而产生超声波脉冲，并经过该驱动发送模块14放大后驱动超声波传感器13发送超声波；该超声波传感器13同时还接收返回信号，并由超声波接收模块15放大滤波处理后输送至微处理器11，该微处理器11经分析处理而获得障碍物距离信息；由此，该每一感测器1均能通过其内部的微处理器11而获得其与障碍物之间的距离信息；该通信模块12包括均与微处理器11相连的第一接口模块121、第二接口模块122和模拟开关123，该第一接口模块121和第二接口模块122分别向外引出形成第一端子124和第二端子125，该模拟开关123连接在该第一端子124和第二端子125之间并可经由微处理器11的控制而呈现打开或关闭的状态，当其为关闭状态时，该第一端子124和第二端子125之间呈现为信息互联的状态，需要说明的是，该信息互联具体可以采用硬件连通，也可以采用软体连通（模拟连通）的方式来实现。

如图5所示，该每一感测器1的第一端子124均通过内部网络3与相邻感测器1的第二端子125相连而形成串联结构并实现感测器之间的信息传递，位于端部的感测器的第一端子124或第二端子125则通过外部网络4而与报警器2相连并将报警信息传递给报警器2。

优选的，该每一感测器1还均包括用于提供电源的电源模块16，该电源模块16与微处理器11、通信模块12、超声波传感器13、驱动发送模块14以及超声波接收模块15相连。为了起到驱动报警器2以及与感测器进行其它数据交换的功能，该外部网络4还连接有总线模块，该总线模块具体可以选用LIN总线和CAN总线，也可以为车身控制中心，该总线模块还可以与报警器相连而驱动报警器报警；该内部网络3可以采用单线双向通信，可以优选为LIN总线，该外部网络4可以采用的为LIN总线或CAN总线。具体的，在本实施例中，该多个感测器1包括间隔设置在保险杠上的四个，即分别称为第一感测器1a、第二感测器1b、第三感测器1c和第四感测器1d，位于中间的两个感测器即第二感测器1b和第三感测器1c上第一端子124与相邻感测器的第二端子125相连，位于周边的两个感测器其中一个感测器即第四感测器1d的第一端子124呈放空状，另一个感测器即第一感测器1a的第一端子124与相邻感测器即第二感测器1b的第二端子125相连，而第二端子125则通过外部网络4与报警器2相连，其中该内部网络3和外部网络4均采用LIN总线构建。

这样，本发明由于其中每一个感测器1都能单独感测障碍物，并经由其中的微处理器11分析后而得到障碍物信息，然后再通过内部网络3而传输到一个感测器1中进行综合评定，由此确定障碍物的距离和方位信息，并将该距离和方位信息通过外部网络4而输送至报警器2中，该报警器2则根据信息状况决定是否报警；每个感测器均可感测障碍物，可提高整个系统响应效率，同时大幅度减少内部网络传输数据量，有利于系统的稳定及降低EMI；同时由于本发明中各个感测器的结构完全相同，仅是因为连接方式造成了与外部网络4相连的感测器会作为数据以及信息的通讯网关；故本发明各个感测器在生产时只需按一种产品规格生产，而在安装时亦无需特意进行主从感测器之间的区分，从而大大提高了泊车雷达系统的生产效率和安装效率，并能避免因主从感测器之间混淆而造成多次重复装卸的问题；另外本发明各个感测器之间通过第一端子124与第二端子125交替式的连接，即实现了各个感测器之间的串联结构，从而能使得每个感测器都可以被选定为发射感测器，即相邻感测数据都传输至发射感测器上，而进行数据分析，分析出结果后再通过内部网络3传输到网关感测器，最后再通过外部网络4传输至报警器2或总线模块5中，其相对于现有技术中选定主感测器而言，能大大降低泊车雷达系统的扫描盲区，达到提高雷达准确性的功效。

下面对本发明的组装以及具体工作进行详细说明：

本发明由于各个感测器1的结构均为相同，故其在生产制造、运输以及组装到保险杠上均无需特别区分，该每一感测器1的微处理器11中还均具有用于存贮配置参数的可擦式存储器（图中未示出）。该各个感测器在出厂前，每个感测器内部ID地址均默认为0；接着就按照如图5所示的方案将各个感测器串接起来，此时第一感测器1a与总线模块5相连；此时如有需要，就通过下线编程仪而将本车型RPA（倒车雷达）系统配置参数表通过外部网络4传送到第一感测器1a，此时该第一感测器1a则会将参数表保存在可擦式存储器中，该可擦式存储器具体可以采用E2RROM，此时内部网络3还未接通，故第二感测器1b、第三感测器1c和第四感测器1d均不参与配置。

由于本案中各个感测器目前内部ID均为0，故需要对其进行ID配置，从而能使得各个感测器能彼此区分，其先确定起点感测器并配置其ID，依靠端部感测器线束连接，自动识别出整个无主机泊车雷达系统100的端部感测器，即第一感测器1a，并将其确定为起点感测器；接着以起点感测器为主接点，并通过内部网络3而自动识别出与起点感测器相连的第二感测器1b，并配置第二感测器1b的ID；接着再以起点感测器为主节点，而依次配置与第二感测器1b相连的第三感测器1c的ID，并依此类推依序配置其余感测器的ID，由此能根据感测器不同的ID能区分其安装位置，配置完后该第一感测器1a则会将RPA（倒车雷达）配置参数传输给第二感测器1b、第三感测器1c和第四感测器1d。具体的，该起点感测器通过内部网络3而配置完成一个感测器的ID后，该完成ID配置的感测器会通过内部网络3通知起点感测器配置成功，然后该完成ID配置的感测器闭合其内部的模拟开关123而使下一个感测器能通过内部网络3与起点感测器进行通讯。由于本发明定位方案是基于物理连接来实现，即其是在将多个感测器安装完成之后才对感测器进行ID值的配置，由此不会存在定位后误安装的问题，且当其需要维修更换时，由于其可以被设置为每次上电重新定位，而断电后所有感测器的ID都恢复为0，故售后维修更换时亦具有非常高的便利性；而当探头即感测器个数增多时，只需通过依序配置ID即可对新增感测器进行定位，由此其亦具有简单便利的功效。

为了让本发明能够被充分地公开，下面对本发明中感测器发射接收控制过程进行详细说明，其控制过程具体包括如下步骤：

A、起点感测器产生令牌并控制令牌通过内部网络3在各个感测器中循环；

B、起点感测器传输令牌后，通过内部网络3通知得到令牌感测器的相邻感测器接收回波，接着该得到令牌的感测器发射超声波并接收回波，而相邻的感测器则只接收回波信号；

C、相邻的感测器接收的回波信号通过内部网络3传递到得到令牌的感测器，并该得到令牌的感测器根据回波数据计算障碍物近的距离；

D、得到令牌的感测器则将计算得到的距离信息传输给起点感测器，该起点感测器则会将距离和角度信息传输给外部网络，直接驱动报警器，或通过外部网络与总线模块互联通信而将报警信息传递给报警器；

E、该令牌继续循环到下一个感测器，该下一个感测器则重复进行B步骤。

由此，该令牌会在多个感测器内循环，即每个感测器均会发出超声波，从而能起到减少整个泊车雷达系统的检测盲区。具体在前述C步骤中，该得到令牌的感测器自发自收，并接收相邻感测器回传的回波信号进行三角函数计算得出障碍物的垂直距离；而在前述B步骤开始之前，起点感测器传递令牌后，通知所有感测器中的模拟开关123断开；而在前述D步骤开始之前，除端部感测器之外的所有感测器内部模拟开关123均闭合而使得内部网络3畅通。

本发明的重点在于：改变了每个感测器的结构，由此实现了串联式结构，从而无需选通电路即可实现两个感测器之间的相连，同时本发明涉及的感测器还不具有主从之分，即每个感测器都可以根据当前选定而成为发射感测器，从而起到提高泊车雷达系统精度的功效；另外，由于其在生产和安装时不具有任何的主从之分，而仅仅利用安装时的线路来自动实现定位，故其能具有生产和安装便利的功效；同时也能达到减少监控死角的效果。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (7)

1.一种串联结构的无主机泊车雷达系统，其特征在于，具有多个感测器、至少一个报警器、位于多个感测器之间并实现多个感测器之间内部通讯的内部网络以及用于连接其中一个感测器与报警器之间的外部网络；该每一感测器均包括微处理器、通信模块、超声波传感器以及设置在微处理器与超声波传感器之间的驱动发送模块和超声波接收模块；该微处理器为控制核心，其自行按工作节拍而产生超声波脉冲，并经过该驱动发送模块放大后驱动超声波传感器发送超声波；该超声波传感器接收返回信号，并由超声波接收模块放大滤波处理后输送至微处理器，该微处理器经分析处理而获得障碍物距离信息；该通信模块包括均与微处理器相连的第一接口模块、第二接口模块和模拟开关，该第一接口模块和第二接口模块分别向外引出形成第一端子和第二端子，该模拟开关连接在该第一端子和第二端子之间并可经由微处理器的控制而使第一端子和第二端子信息互联；该多个感测器中位于中间的感测器的第一端子均通过内部网络与相邻感测器的第二端子相连而形成串联结构并实现感测器之间的信息传递，多个感测器中位于端部的两个感测器的其中一个的第二端子则通过外部网络而与报警器相连并将报警信息传递给报警器。

2.如权利要求1所述的一种串联结构的无主机泊车雷达系统，其特征在于，该每一感测器还均包括用于提供电源的电源模块，该电源模块与微处理器、通信模块、超声波传感器、驱动发送模块以及超声波接收模块相连。

3.如权利要求1所述的一种串联结构的无主机泊车雷达系统，其特征在于，该每一感测器的微处理器中均具有用于存贮配置参数的可擦式存储器。

4.如权利要求1所述的一种串联结构的无主机泊车雷达系统，其特征在于，该外部网络还连接有用于与感测器进行数据交换的总线模块。

5.如权利要求1所述的一种串联结构的无主机泊车雷达系统，其特征在于，该多个感测器中位于中间的感测器上第一端子与相邻感测器的第二端子相连，位于端部的感测器其中一个感测器的第一端子呈放空状，另一个感测器的第一端子与相邻感测器的第二端子相连，而第二端子则通过外部网络与报警器相连。

6.如权利要求1所述的一种串联结构的无主机泊车雷达系统，其特征在于，该内部网络采用单线双向通信。

7.如权利要求1所述的一种串联结构的无主机泊车雷达系统，其特征在于，该外部网络采用LIN总线或CAN总线构建。

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