CN104237895A - 一种倒车警示系统 - Google Patents

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陈效华
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Abstract

本发明公开了一种倒车警示系统，其特征在于：所述的警示系统为FPGA控制激光驱动器驱动激光LED发出光脉冲，一部分光束直接触发PIN1，其余光束通过分光镜分为两束光线照射后方的障碍物；光线反射通过透镜成像在PIN2和PIN3上，PIN2和PIN3接受到光脉冲产生电流信号，经过放大滤波电路，形成电信号，送到FPGA；控制系统针对接收到的信号控制投影仪和报警装置进行报警。本发明的优点在于：1、能够测量车后方障碍物的距离与相对速度，并且能够区分物体在传感器的左前方、正前方或是右前方；2、具有CAN收发器，向总线上所测发送距离和相对速度。

Description

一种倒车警示系统
技术领域
本发明涉及汽车车辆安全控制领域，特别涉及一种倒车警示系统。
背景技术
在倒车的时候，由于视野和习惯问题，对车后的行人、自行车和电动车观察不清楚。尤其是与道路垂直停车，如果车尾朝外，将要倒车出库，其左侧是墙，遮挡了视线。此时如果有行人或电动车按照正常线路行走，司机很难发现，尤其是电动车速度很快时，很容易发生碰撞，造成经济损失。现有倒车雷达只能探测车后方可探测区域，对于上述情况无能为力。
针对上述问题，提供一种新型的倒车警示系统，保证车辆在特定环境下检测到移动物体是现有技术需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种倒车警示系统，保证车辆在特定环境下检测到移动物体，达到确保安全倒车的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种倒车警示系统，其特征在于：所述的警示系统为FPGA控制激光驱动器驱动激光LED发出光脉冲，一部分光束直接触发PIN1，作为测量开始信号开启FPGA测量功能，其余光束通过分光镜分为两束光线照射后方的障碍物；光线反射通过透镜成像在PIN2和PIN3上，PIN2和PIN3接受到光脉冲产生电流信号，经过放大滤波电路，形成电信号，送到FPGA，作为测量结束信号；FPGA通过时间差计算出障碍物距离送入控制系统，控制系统针对接收到的信号控制投影仪和报警装置进行报警。
所述的PIN2和PIN3通过隔光板隔离开。
所述的PIN2和PIN3分别接受左右两个方向的光线，如果两路同时有信号，则前方物体处于正前方，如果只有左路有信号，则前方物体处于左前方，反之处于右前方。
所述的激光LED发射两束光线的发散角为15°×11°，在水平方向上有1.5°重合。
所述的FPGA每10ms进行一轮距离测量，每轮测量发出100个激光脉冲，周期为30us，占空比为0.1％(30ns)，获得100个结果之后取平均值；每50ms进行一次相对速度的测量，对1s内的20个结果进行滑动平均处理，每10ms使用CAN收发器，将测量的距离、速度、方位和系统的状态发送到控制系统。
所述的投影仪和报警装置在车后方地面上投射出显眼的、闪烁的光斑和箭头，示意车辆正在倒车，会经过这里；投影仪和报警装置投射一条与车行进方向垂直横线，此横线与车尾末端一致，同时投射两条与车行进方向水平的、与车同宽的曲线；投影仪和报警装置的扬声器发出报警声音提示车后行人。
一种倒车警示系统，由于采用上述的结构，本发明的优点在于：1、能够测量车后方障碍物的距离与相对速度，并且能够区分物体在传感器的左前方、正前方或是右前方；2、具有CAN收发器，向总线上所测发送距离和相对速度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种倒车警示系统结构示意框图；
图2为本发明一种倒车警示系统倒车情况的演示图；
在图1中，1、FPGA；2、激光驱动器；3、激光LED；4、分光镜；5、障碍物；6、透镜；7、PIN1；8、PIN2；9、PIN3；10、放大滤波电路；11、控制系统；12、投影仪和报警装置。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明为由FPGA 1、激光驱动器2、激光LED3、分光镜4、透镜6、隔光板、PIN、放大滤波电路10、电源、外壳、控制系统11以及投影仪和报警装置12组成。FPGA 1用于实现激光飞行时间的测量、控制激光器和通讯等功能，如果不使用FPGA 1实现，则可以使用单片机与专用的TDC来实现。测量开始，先由FPGA 1控制激光驱动器2，令激光LED3发出一个30ns的光脉冲。光束的一部分直接触发PIN1 7，开启FPGA 1测量功能。光束通过分光镜4，分为2束光线。若前方有障碍物5，则光线反射，通过透镜成像在PIN28和PIN3 9上。其中PIN2 8和PIN3 9通过隔光板隔离开，分别接受左右两个方向的光线。如果2路同时有信号，则前方物体处于正前方，如果只有左路有信号，则前方物体处于左前方，反之处于右前方。PIN2 8或PIN3 9接受到光脉冲产生电流信号，经过放大滤波电路10，形成电信号，送到FPGA 1，作为测量结束信号。测量结束后，FPGA 1分别计算2个通道的时间。如此，系统每10ms进行一轮距离测量，每轮测量发出100个激光脉冲，周期为30us，占空比为0.1％(30ns)，获得100个结果之后取平均值。每50ms进行一次相对速度的测量，对1s内，也就是20个结果进行滑动平均处理。每10ms使用CAN收发器，将测量的距离、速度、方位和系统的状态发送到控制系统11，再由控制系统11针对接收到的信号对投影仪和报警装置12进行控制。其中投影仪和报警装置12可以在车后方地面上投射出显眼的、闪烁的光斑和箭头，示意车辆正在倒车，会经过这里。投影仪和报警装置12投射一条与车行进方向垂直横线，此横线与车尾末端一致，司机可以根据横线看出车辆与后方的距离。投影仪和报警装置12投射两条与车行进方向水平的、与车同宽的曲线，行人可以根据曲线看出，车辆下一时刻会出现的位置。扬声器可以提示车后行人，车辆正在倒车。系统由投影装置、扬声器和控制器组成，如图1所示。控制器监控倒档信号，如果挂入倒档，则控制投影仪和报警装置12工作。投影装置工作时，可以在车后方的地面上投射出一个显眼的图案，可以根据实际情况定制。投射的图案可以闪烁，更能引起行人注意，保证安全。投影仪和报警装置12还可以投射出两条曲线，曲线与车同宽，示意行人保持安全距离。在如图2所示的情况中，行人可以提前看到墙后面的车投射到地面上的图案，引起注意，确保安全。如果车辆上安装了方向盘转角传感器，则控制器可以根据方向盘转角，动态的控制投影装置投射的两条曲线，示意车辆下一时刻的行驶轨迹，令行人可以更明确司机的驾驶意图。投影仪和报警装置12在后方投射出一条横线，此横线与车尾末端在地面上的垂直投影重合。可以令司机通过后视镜或者回头观察到，用来指示司机车尾与后方的距离。如果车辆具有倒车雷达，那么控制器可以根据倒车雷达，控制此横线的显示：如果距离过近，则闪烁显示此红线。
本发明由一个激光LED发射一束激光，通过衍射光栅(分光镜)分成2束发散角为15°×11°，在水平方向上有1.5°重合；能够测量前方物体的距离与相对速度，并且能够区分物体在传感器的左前方、正前方或是右前方；同时具有CAN收发器，向总线上所测发送距离和相对速度。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种倒车警示系统，其特征在于：所述的警示系统为FPGA(1)控制激光驱动器(2)驱动激光LED(3)发出光脉冲，一部分光束直接触发PIN1(7)，作为测量开始信号开启FPGA(1)测量功能，其余光束通过分光镜分(4)为两束光线照射后方的障碍物(5)；光线反射通过透镜(6)成像在PIN2(8)和PIN3(9)上，PIN2(8)和PIN3(9)接受到光脉冲产生电流信号，经过放大滤波电路(10)，形成电信号，送到FPGA(1)，作为测量结束信号；FPGA(1)通过时间差计算出障碍物(5)距离送入控制系统(11)，控制系统(11)针对接收到的信号控制投影仪和报警装置(12)进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种倒车警示系统，其特征在于：所述的PIN2(8)和PIN3(9)通过隔光板隔离开。
3.根据权利要求1所述的一种倒车警示系统，其特征在于：所述的PIN2(8)和PIN3(9)分别接受左右两个方向的光线，如果两路同时有信号，则前方障碍物(5)处于正前方，如果只有左路有信号，则前方障碍物(5)处于左前方，反之处于右前方。
4.根据权利要求1所述的一种倒车警示系统，其特征在于：所述的激光LED(3)发射两束光线的发散角为15°×11°，在水平方向上有1.5°重合。
5.根据权利要求1所述的一种倒车警示系统，其特征在于：所述的FPGA(1)每10ms进行一轮距离测量，每轮测量发出100个激光脉冲，周期为30us，占空比为0.1％(30ns)，获得100个结果之后取平均值；每50ms进行一次相对速度的测量，对1s内的20个结果进行滑动平均处理，每10ms使用CAN收发器，将测量的距离、速度、方位和系统的状态发送到控制系统(11)。
6.根据权利要求1所述的一种倒车警示系统，其特征在于：所述的投影仪和报警装置(12)在车后方地面上投射出显眼的、闪烁的光斑和箭头，示意车辆正在倒车，会经过这里；投影仪和报警装置(12)投射一条与车行进方向垂直横线，此横线与车尾末端一致，同时投射两条与车行进方向水平的、与车同宽的曲线；投影仪和报警装置(12)的扬声器发出报警声音提示车后行人。
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