CN102991506A

CN102991506A - 基于mems的汽车驾驶姿态检测系统

Info

Publication number: CN102991506A
Application number: CN 201210494696
Authority: CN
Inventors: 黄伟; 李清水; 胡廷东; 郑华彬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明公开了一种基于MEMS的汽车驾驶姿态检测系统，系统包括信号采集模块、信号处理模块、智能控制模块、姿态提示模块及电源模块。信号采集模块完成对车辆驾驶操姿态的实时检测及初始信号传输；信号处理模块完成对初始信号的AD转换、数字滤波等处理，并将数据传输至智能控制模块，智能控制模块根据检测的数据控制姿态提示模块显示相应姿态信息；电源模块为系统进行供电。

Description

基于MEMS的汽车驾驶姿态检测系统

技术领域

本发明涉及车辆安全监测领域，具体的说，本发明是一种汽车驾驶姿态的实时检测系统。

背景技术

近年来，随着车辆的急剧增加，道路交通事故亦频繁发生，尤其是连环交通事故，往往造成群死群伤等重大危害。与此同时，随着电子技术的迅猛发展，智能控制技术在汽车工业中也得到了广泛的应用。众所周加，汽车在行驶过程中由于人为因素或突发事件等原因造成车辆突然转向、急刹、车身倾斜等动作，使得周边车辆避让、制动不及是造成交通事故，连环撞车等现象的主要原因。因此，如何有效的实时监测车辆行驶姿态，并进行及时预警，提高汽车驾驶安全性是解决上述现象的一个良好途径。

目前，国内外学者及企业亦十分关注汽车姿态的实时监测，提出了不少方法，例如自动转向提示、主动刹车措施、二维监测等策略。但是这些均无法对车辆姿态进行多方位的监测，只能提供某一方面的监测和提示，即使是二维监测，虽监测范围相对全面，但是存在较大的误差和响应的滞后问题。因此，如何对车辆驾驶姿态进行多方位的监测，达到智能控制、自动预警，成为了汽车姿态监测的研究热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实时监测车辆驾驶姿态，达到智能控制、自动预警的系统，以降低乃至防止连环交通事故、群死群伤事件的发生。

为了解决上述技术问题，本发明采用MEMS陀螺仪技术为核心技术，由信号采集模块、信号处理及传输模块、智能控制模块、姿态提示模块、电源模块构成，器件包括：

陀螺仪传感器，用于检测汽车转向、倾斜角度；

加速度传感器，用于检测汽车行驶时的加速度；

姿态显示装置，用于提示汽车行驶姿态信息；

信号采集模块由MEMS陀螺仪传感器和信号调理电路组成，完成对车辆驾驶操姿态的实时检测及初始信号传输；

信号处理及传输模块由DSP构成核心器件，实现在姿态和动态加速度变化的条件下，精确测量运动机构的倾角变化，完成信号的数字滤波、角速度变化量积分为角度变化量的运算、差分处理及串行输出等工作；

智能控制模块采用由单片机构成，用于控制检测到的车辆姿态自动提示；

姿态显示模块，用于显示车辆姿态信息；

供电电源采用汽车充电发电机和车载蓄电池，供电电压在9～30V之问，系统设备使用的电源电压为5V。

其中，陀螺仪传感器可采用ADIS16355陀螺仪传感器，单片机可采用MC68-HC908GP32，

可选的，所述姿态显示装置可为车辆转向提示灯。

其中，所述车辆转向提示灯与单片机MC68-HC908GP32的P10-P17以及A1-A7相连或通过车辆CAN总线网络与单片机MC68-HC908GP32的CAN总线接口相连。

可选的，所述姿态提示单元可以为声音转向报警器。

本发明通过陀螺仪传感器检测到汽车转向、倾斜角度；通过加速度传感器检测到车辆行驶加速度；由智能控制模块根据检测到的汽车转向和加速度信息控制姿态提示单元，在突发事件发生时，通过本发明无需驾驶员进行转向等姿态的人工操作，而自动进行姿态提示，使周围和尾随的机动车辆在第一时间判断和处理，从而可有效减少交通事故的发生，避免不必要的损失。

附图说明：

图1是本发明主体结构示意图

图2是本发明DSP倾角检测流程图

图3是本发明智能控制流程图

图4是本发明姿态提示进行紧急状态提示的示意图

图5是本发明姿态提示进行左转向的示意图

图6是本发明姿态提示进行右转向的示意图

图7是本发明姿态提示进行左调头的示意图

图8是本发明姿态提示进行右调头的示意图

附图标记说明：

1-信号采集模块； 1-1-陀螺仪传感器； 1-2-信号采集电路；

2-信号处理模块； 2-1-DSP； 2-2-通信接口；

3-单片机； 4-姿态提示模块； 5-电源模块；

5-1-DC/DC电源； 5-2-电源滤波器。

具体实施方式：

如图1所示，该图是本发明基于MEMS的汽车驾驶姿态检测系统的主体示意图。

本发明中汽车驾驶姿态检测系统主要包括：信号采集模块1、信号处理模块2、智能控制模块(单片机)3、姿态提示模块4、电源模块5，其中

其中，信号采集模块1由陀螺仪传感器1-1、加速度传感器1-2及信号调理电路1-3构成，用于实时检测车辆行驶姿态和信号采集、调理；

信号处理模块2由DSP模块2-1、通信接口2-2构成，用于数字信号的处理及信数据通信；

智能控制模块3采用单片机MC68-HC908GP32，用于根据检测到的车辆姿态信息控制姿态提示模块显示车辆姿态信息及串接车辆CAN总线；通过所述CAN总线接口接入车辆CAN总线网络，通过车辆的CAN总线网络中的车辆转向灯进行姿态提示；

姿态提示模块4可采用车辆转向提示灯，用于显示车辆各种姿态；

电源模块5由DC/DC电源5-1、电源滤波器5-2构成，用于为系统各个模块供电。

另外，本发明中所述的加速度传感器1-2配合智能控制模块3可以控制在车辆加速度达到预定值后启动陀螺仪传感器1-1检测汽车转向角度，即可根据所述车辆加速度信息，在车速达到一定值，即可自动启动车辆的转向提示，以防意外情况的发生。

参考图2，该图是本发明DSP倾角检测详细流程图

其中，当信号采集模块1安装陀螺仪传感器1-1和加速度传感器1-2，通过两个模块同时提取被监测物体和动态载体上4组检测信号，进入信号处理模块2，通过信号处理模块2中的DSP模块2-1进行信号处理；

DSP模块2-1将采集的信号进行AD转换及数字滤波处理，屏蔽了共有的震动、转动惯性和姿态变化等共模信号，保留了被检测物体相对运动载体锥角差模信号，并进行AD巡回采集是否完成判断。

若AD巡回采集未完成，则重新将采集的数据进行AD转换及数字滤波处理，直达AD巡回采集顺利完成；

若AD巡回采集完成，则进行数据处理，将陀螺仪传感器1-1输出检测量转换为对应角度变量；

最后，将角度变量通过通信接口2-2输出至智能控制模块3。

参考图3，该图所示为本发明智能控制流程图

其中，当智能控制模块3收到通信接口2-2传输的信号后，智能控制模块3将首先进行传感器的校准，并读取数据及对数据进行初始判断；

当判断结果为急停/后退时，智能控制模块3控制姿态提示模块4自动控制紧急状态灯亮。

当判断结果为左转弯时，根据转向角度峰值，再判断转向为左转弯还是左调头，若判断结果为左转弯，智能控制模块3控制姿态提示模块4自动控制左转弯灯亮；若判断结果为左调头，智能控制模块3控制姿态提示模块4自动控制左调头灯亮。

当判断结果为右转弯时，根据转向角度峰值，再判断转向为右转弯还是右调头，若判断结果为右转弯，智能控制模块3控制姿态提示模块4自动控制右转弯灯亮；若判断结果为右调头，智能控制模块3控制姿态提示模块4自动控制右调头灯亮。

综上，在突发事件发生时，本发明将自动进行车辆行驶姿态提示，无需驾驶员进行人工姿态提示操作，有效缩短处理突发事件的反应时间，使周围和尾随的的机动车辆在第一时间判断和处理，从而减少交通事故的发生，避免不必要的损失。

Claims

1.一种基于MEMS的汽车驾驶姿态检测系统，其特征在于采用MEMS陀螺仪技术为核心技术，由信号采集模块、信号处理及传输模块、智能控制模块、姿态提示模块、电源模块构成，器件包括：

陀螺仪传感器，用于检测汽车转向、倾斜角度；

加速度传感器，用于检测汽车行驶时的加速度；

姿态显示装置，用于提示汽车行驶姿态信息；

姿态显示模块，用于显示车辆姿态信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的汽车驾驶姿态检测系统，其特征在于：基于MEMS系统。

3.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的汽车驾驶姿态检测系统，其特征在于：所述陀螺仪传感器为ADIS16355陀螺仪传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的汽车驾驶姿态检测系统，其特征在于：所述智能控制模块单片机为MC68-HC908GP32单片机。

5.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的汽车驾驶姿态检测系统，其特征在于：所述DSP核心器件包括AD转换、数字滤波。

6.根据权利要求1所述的一种基于MEMS的汽车驾驶姿态检测系统，其特征在于：所述姿态提示包括紧急状态提示、左转向提示、左调头提示、右转向提示、右调头提示。