CN104267404A - 汽车精确定位方法 - Google Patents

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张静雅
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Abstract

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种汽车定位方法。一种汽车精确定位方法，并选定标准气压值和常规温度范围；然后在标准气压值下通过实验取得常规温度范围内各个温度与超声波速度的对应值；再将温度与超声波速度进行拟合得到温度速度函数关系；最后将超声波传感器和温度传感器的信号传送到车载控制器，车载控制器根据温度传感器的信号利用温度速度函数关系计算得到当前超声波速度后，将超声波传感器的信号与当前超声波速度相结合，得到超声波传感器安装位置点与障碍物的距离。本发明使超声波传感器探测到的障碍物距离更加精确，报警音能具有更多的特征，实现更好的功能，并能将障碍物的距离直接显示在车内的显示器上，使驾驶员对障碍物位置认识更加直观。

Description

汽车精确定位方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种汽车定位方法。
背景技术
随着汽车保有量的增加，在空间受限的场所倒车常常让一般驾驶人员无所适从，特别是新手进行倒车时，稍微不慎就会与其他车辆发生刮蹭，甚至会碰倒行人。虽然车辆均配有后视镜，但是不可避免都会存在视觉盲区，这无疑增加倒车事故发生概率。
倒车雷达系统是汽车倒车时的安全辅助装置，其工作原理是在车辆后保险杠上安装超声波传感器，用以检测倒车时车后方的障碍物，帮助驾驶员“看到”车后盲区的障碍物，通过计算得到后保险杠与障碍物之间的距离。使用不同频率的声音发出报警信号，提示驾驶员车后障碍物的情况，提高了倒车安全性，在一些中高端车辆上已经成为一种标准配置，深受消费者青睐。
但是超声波在空气中的传播速度易受温度影响，传统的倒车雷达系统没有进行温度修正，在温度变化较大的情况下，倒车雷达探测障碍物距离的精度将受很大影响，甚至可能出现误报情况。
另外,传统的倒车雷达系统只有声音提示，在喧闹的环境下将导致无法识别不同频率声音警报，缺乏倒车警示灯闪烁提醒。仅控制器计算得到障碍物与车尾的距离，无法通过屏幕显示，不能直观了解障碍物的距离，障碍物距离数据无法与车身其他模块进行数据共享，造成信息资源的浪费。
随着车辆总线技术的发展，越来越多的车辆上配备了CAN总线，传统的倒车雷达系统报警声品质粗糙，无法通过车辆CAN总线调用车载音响提高报警声品质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车精确定位方法，该方法通过温度传感器探测温度后对超声波速度进行修正，使超声波传感器探测到的障碍物距离更加精确，并能将障碍物的距离直接显示在车内的显示器上，使驾驶员对障碍物位置认识更加直观，适合在商用车上推广装配。
    本发明是这样实现的：一种汽车精确定位方法,首先在车辆上安装超声波传感器和温度传感器，并选定标准气压值和常规温度范围；然后在标准气压值下通过实验取得常规温度范围内各个温度与超声波速度的对应值；再将温度与超声波速度进行拟合得到温度速度函数关系；最后将超声波传感器和温度传感器的信号传送到车载控制器，车载控制器根据温度传感器的信号利用温度速度函数关系计算得到当前超声波速度后，将超声波传感器的信号与当前超声波速度相结合，得到超声波传感器安装位置点与障碍物的距离。
    所述的载控制器还连接有显示器。
    所述的车载控制器还连接有时钟模块。
    所述的载控制器的报警模块通过CAN收发器与车载音响相连。
所述的载控制器为PLC控制器。
所述的车载控制器还连接有报警开关。
    所述的声波传感器共有四个，横向均匀的分布在后保险杠上。
    所述的温度传感器安装在车辆的后保险杠，位于后保险杠的中部。
    准气压值为一个标准大气压。
所述的常规温度范围为-50℃~80℃。
本发明汽车精确定位方法通过温度传感器探测温度后对超声波速度进行修正，使超声波传感器探测到的障碍物距离更加精确；控制器收到数据后，利用CAN总线将报警信号连接至车载音响，使得报警音能具有更多的特征，实现更好的功能，而不是现有报警雷达自带的简单滴滴声；另外，本发明中超声波传感器和温度传感器的布置方式可以有效减少探测盲区，并减小温度误差，并能将障碍物的距离直接显示在车内的显示器上，使驾驶员对障碍物位置认识更加直观，适合在商用车上推广装配。
附图说明
图1为使用的本发明汽车精确定位方法的汽车精确定位装置系统框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
   如图1所示，一种汽车精确定位方法,首先在车辆上安装超声波传感器和温度传感器，对于声波传感器的布置考虑到车辆在倒车时可能碰撞的位置，在本发明中共设置四个，四个所述的声波传感器横向均匀的分布在后保险杠上，分别位于后保险杠的左侧、左中、右中、右侧位置；对于温度传感器的布置，在本发明中为了避免温度传感器受到车辆启动状态下本身散热的影响，提高对环境温度测量的精确度，所述温度传感器安装在车辆的后保险杠上，位于后保险杠的中部，介于中间2个传感器的中间部位，在本实施例中，所述的温度传感器使用DS18B2，将实时温度数据发送给车载控制器；
接着选定标准气压值和常规温度范围，该参数取得以尽量贴近实际环境为标准，本实施例中，标准气压值选取为一个标准大气压，常规温度范围为-50℃~80℃，这两个参数可以根据车辆销售区域的不同进行微调，例如当使用该定位方法的车辆主要销售往东北地区时，常规温度范围设置为-60℃~40℃，这样能够得到更加贴合实际数据的温度速度函数关系；在标准气压值下通过实验取得如表1所示的常规温度范围内各个温度t与超声波速度V的对应值；
表1温度与超声波速度关系表
再将温度t与超声波速度V进行拟合得到温度速度函数关系，其中T为绝对温度,T∈（-50+273.15，80+273.15），根据表1的数据最终拟合得到k=402(m2·s2 )/K
最后将超声波传感器和温度传感器的信号传送到车载控制器，车载控制器根据温度传感器的信号利用温度速度函数关系计算得到当前超声波速度后，将超声波传感器的信号与当前超声波速度相结合，得到超声波传感器安装位置点与障碍物的距离。
本系统在工作时由车载电源进行供电，所述的车载电源利用DC-DC转换芯片AS1117和LM2596，将车载电源转换成不同电压的稳定电源，并向系统模块供电；
本实施例中，所述的超声波传感器使用超声波发射器发出一簇超声波信号，同时单片机计数器开始计数，当这一簇超声波在空气中传播遇到障碍物后被反射回来，信号被超声波接收器接收，此时单片机计数器停止计数。根据单片机的计数可以精确计算超速波往返时间差，同时安装在车辆的后保险杠上介于中间2个传感器的中间部位的温度传感器可以精确测量传感器周围的温度值，通过温度值测算出超声波波速；由于精确地获取了时间和超声波传速，因此可以极大提高超声波距离探测障碍物距离的精确度。
为了能够直观的显示出障碍物的位置，所述车载控制器还连接有显示器，通过显示器直接显示出障碍物与超声波传感器的距离值。
另外，为了能够更好的利用车辆现有设备进行报警，所述车载控制器的报警模块通过CAN收发器与车载音响相连， MC9S12XET256内部集成有CAN控制器，当障碍物距离低于报警阈值时，CAN收发器TJ1050芯片，用于将车载控制器发出的报警声音信号发送至车辆CAN总线，并通过CAN传送至车载音响，车载控制器控制车载音响发出报警音，避免撞击；因为车载音响的发声功能远大于普通倒车雷达自带的蜂鸣器，因此车载音响可以为不同位置的超声波传感器配置不同的声音，实现对车辆与障碍物相对位置的更进一步分辨，并用于在设备自检时提供声音通报。
因为一般内部集成的时钟电路频率较低，计时误差随时间增加逐渐增大，因此在本实施例中，所述的车载控制器还连接有时钟模块，时钟模块内置时钟电路，时钟电路通过外围晶振电路提供精准的单片机工作频率，所述的时钟电路属于单片机的外围晶振电路，包括一个16MHz晶振和2个20pF的并联电容，可以提高比单片机内部晶振更高精度的外部时钟信号，确保系统工作频率，使用外部晶振有效减少时钟电路频率低造成的时间误差，保证单片机工作在较高精度的时钟晶振条件下，进而提高探测精度。
在本实施例中，所述的载控制器为PLC控制器，MC9S12XET256用于将超声波传感器数据和温度传感器数据进行融合处理，计算出温度补偿后的障碍物距离，向显示器发送数据，并比较报警阈值。
在本发明中，所述的车载控制器还连接有报警开关，报警开关负责报警信号的启停，一些特殊场合关闭声光报警功能。

Claims (10)

1.一种汽车精确定位方法,其特征是:首先在车辆上安装超声波传感器和温度传感器，并选定标准气压值和常规温度范围；然后在标准气压值下通过实验取得常规温度范围内各个温度与超声波速度的对应值；再将温度与超声波速度进行拟合得到温度速度函数关系；最后将超声波传感器和温度传感器的信号传送到车载控制器，车载控制器根据温度传感器的信号利用温度速度函数关系计算得到当前超声波速度后，将超声波传感器的信号与当前超声波速度相结合，得到超声波传感器安装位置点与障碍物的距离。
2.如权利要求1所述的汽车精确定位方法,其特征是:所述的车载控制器还连接有显示器。
3.如权利要求1所述的汽车精确定位方法,其特征是:所述的车载控制器还连接有时钟模块。
4.如权利要求1所述的汽车精确定位方法,其特征是:所述的车载控制器的报警模块通过CAN收发器与车载音响相连。
5.如权利要求1所述的汽车精确定位方法,其特征是:所述的车载控制器为PLC控制器。
6.如权利要求1所述的汽车精确定位方法,其特征是:所述的车载控制器还连接有报警开关。
7.如权利要求1~6中任意一权利要求所述的汽车精确定位方法,其特征是:所述的超声波传感器共有四个，四个所述的超声波传感器横向均匀度的分布在后保险杠上。
8.如权利要求1~6中任意一权利要求所述的汽车精确定位方法，其特征是: 所述的温度传感器安装在车辆的后保险杠，位于后保险杠的中部。
9.如权利要求1~6中任意一权利要求所述的汽车精确定位方法，其特征是:所述的标准气压值为一个标准大气压。
10.如权利要求1~6中任意一权利要求所述的汽车精确定位方法,其特征是:所述的常规温度范围为-50℃~80℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111055764A (zh) * 2019-11-29 2020-04-24 南京汽车集团有限公司 一种物流货车倒车卸货辅助停靠系统及其控制方法
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