CN105365695B - 泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统及检测方法，通过一个主控制器，配合泊车传感器、变道传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器，实现泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测功能，其中第一类复用传感器切换地工作于泊车模式和人体检测模式，第二类复用传感器切换地工作于泊车模式和变道检测模式。本发明通过巧妙的电路设计及相应的检测控制方法，节省了检测成本，减少了车身传感器及人体感应天线的安装位的设置。

Description

泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及汽车控制技术领域，具体涉及泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统及检测方法。

背景技术

目前，车辆后尾箱自动开启系统需要两个人体感应天线和一个主控制器，两个人体感应天线安装在车辆45的后方保险杠内后侧和保险杠内下侧，如图1中的后侧天线40和下侧天线41，分别探测后方环境和下方环境，从而确定人体脚部位42扫入车尾中间部位下方的动作过程，结合车辆PKE系统(汽车无钥匙进入系统，PASSIVE KEYLESS ENTER)认证，最后将后尾箱自动开启。

现有倒车雷达系统和后尾箱开启系统是两套独立的系统，不具有互连和共同部分，也不具有两种传感器结合探测的功能。倒车雷达系统普遍只使用超声波雷达传感器，而后尾箱开启系统只使用天线传感器。此外，现有泊车检测传感器的最佳检测距离在0.1米到5米之间，变道盲区检测传感器的最佳检测距离在1米到30米之间，尽管两者之间有所交集，但在泊车的时候，为了精确，检测距离越小效果越好，同样的，在变道的时候，需要给予驾驶者反应的时间，检测距离不应太小。由于这种检测距离的限制，泊车检测传感器和变道盲区检测传感器也都是区别设置，无法同时拥有泊车检测和变道盲区检测。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统及检测方法，能够有效减少检测系统传感器数量，降低成本，减少安装难度，同时减少不同设备传感器之间的相互干扰。实现上述目的的技术方案如下：

一种泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统，包括：主控制器、速度检测模块、左转向检测模块、右转向检测模块、倒车检测模块、警示模块、人体感应天线、后尾箱开启模块、车辆PKE模块、泊车传感器、变道传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器；速度检测模块、左转向检测模块、右转向检测模块、倒车检测模块各自的信号采集端连接汽车总线，各自的信号输出端连接主控制器相应的状态信号输入端；警示装置的信号输入端连接主控制器的警示信号输出端；后尾箱开启模块及车辆PKE模块均与主控制器通信连接；人体感应天线、变道传感器、泊车传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器分别与主控制器通信连接，人体感应天线设置于车辆尾部下方，变道传感器设置于车身的左侧及或右侧，泊车传感器设置于车身尾部及或头部；第一类复用传感器设置于汽车尾部中部，第一类复用传感器切换地工作于泊车模式和人体检测模式；第二类复用传感器设置于汽车左右后角，第二类复用传感器切换地工作于泊车模式和变道检测模式。

一种基于上述泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统的检测方法，包括以下步骤：

(1)主控制器实时监测速度检测模块、左转向灯检测模块、右转向灯检测模块、倒车检测模块采集的信号；

(2)主控制器检测到非倒车信号且车速为S＝0，则进入步骤(3A)；主控制器检测到倒车信号或车速S为0＜S＜K1时，则进入步骤(3B)；主控制器检测到前进车速S为K1≤S≤K2时，则进入步骤(3C)；主控制器检测到左右转向信号或前进车速S＞K2时，则进入步骤(3D)；

(3A)执行步骤①至④：①主控制器启动人体感应天线工作，并判断是否存在车辆后部下方的人体感应信号，是则进入步骤②，否则返回步骤(1)；②主控制器触发第一类复用传感器工作于人体检测模式，判断车辆后方是否探测到障碍物，是则进入步骤③，否则返回步骤(1)；③主控制器启动车身PKE模块，鉴定是否有携带PKE电子钥匙，是则控制后尾箱开启模块自动开启后尾箱，否则返回步骤(1)；

(3B)主控制器触发泊车传感器和第二类复用传感器工作于泊车检测模式，并实时接收传感器反馈的感测信号；

(3C)进入待机状态；

(3D)主控制器触发变道传感器和第二类复用传感器工作于变道检测模式，并实时接收传感器反馈的感测信号；

(4)主控制器若接收到传感器反馈的感测信号，则生成警示控制信号并进入步骤(5)，否则返回步骤(1)；

(5)警示模块根据所述警示控制信号生成警示信号。

本发明的有益效果在于：通过一个主控制器，配合泊车传感器、变道传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器，实现泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测功能，其中第一类复用传感器切换地工作于泊车模式和人体检测模式，第二类复用传感器切换地工作于泊车模式和变道检测模式。本发明通过巧妙的电路设计及相应的检测控制方法，节省了检测成本，减少了车身传感器及人体感应天线的安装位的设置。

附图说明

图1是现有技术后尾箱开启工作模式时车辆的侧方示意图。

图2是本发明实施例提供的泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统的构成框图。

图3为本发明实施例提供的各类传感器在车辆上安装位置的示意图。

图4为本发明实施例提供的检测系统中主控制器的电路图。

图5为本发明实施例提供的检测系统中传感器通信电路的电路图。

图6为本发明实施例提供的检测系统中传感器的电路图。

图7为本发明实施例提供的检测系统中各车辆状态检测模块的电路图。

图8为本发明实施例提供的检测系统中警示模块的电路图。

具体实施方式

如图2所示，本实施例提供的泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统，包括：主控制器、速度检测模块、左转向检测模块、右转向检测模块、倒车检测模块、警示模块、人体感应天线、后尾箱开启模块、车辆PKE模块、泊车传感器、变道传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器。速度检测模块、左转向检测模块、右转向检测模块、倒车检测模块各自的信号采集端连接汽车总线，各自的信号输出端连接主控制器相应的状态信号输入端。警示模块的信号输入端连接主控制器的警示信号输出端；后尾箱开启模块及车辆PKE模块均与主控制器通信连接；人体感应天线、变道传感器、泊车传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器分别与主控制器通信连接。

结合图3所示，本实施例中，变道传感器21设置于车身的左侧和右侧，专用于探测车身左侧和右侧的物体。泊车传感器22设置于车身尾部和头部，专用于探测车后方和前方的物体。人体感应天线23设置于车辆尾部中间下方，用于感应位于车辆尾部下方的人体。第一类复用传感器24设置于汽车尾部中部，可切换地工作于泊车模式和人体检测模式，工作于泊车模式时用于探测车身后方的物体，工作于人体检测模式时用于探测车身后方的人体。第二类复用传感器25设置于汽车左、右后角，可切换地工作于泊车模式和变道检测模式，工作于泊车模式时用于探测车身右侧后方和左侧后方较近距离的物体，工作于变道检测模式时用于探测车身右侧后方和左侧后方较远距离的物体。

如图4所示，主控制器采用Freescale(飞思卡尔)的MC9S12GN32芯片。MC9S12GN32芯片共有48个PIN(引脚)，提供有多个I/O口，可以作为和上述的各传感器连接的命令输出端及感测信号接收端。

上述各传感器分别通过各一个传感器通信电路与主控制器连接，下面以一个传感器为例说明其与主控制器之间的连接关系，其他传感器同理。结合图4及图5所示，MC9S12GN32芯片的PIN8和PIN34通过传感器通信电路与传感器连接，该传感器通信电路由第一电阻Rr7、第二电阻Rr8、第三电阻Rr9、第四电阻Rr10、第五电阻Rr11、第六电阻Rr12、三极管Q5A、第一电容Cr4、第二电容Cr5、第三电容Cr6构成；其中，第一电阻Rr7一端连接MC9S12GN32芯片的指令输出端PIN8，另一端连接三极管Q5A的基极；第二电阻Rr8连接于三极管Q5A的基极与地之间；三极管Q5A的集电极连接第三电阻Rr9一端，第三电阻Rr9另一端连接第六电阻Rr12一端，第六电阻Rr12一端即为传感器连接端(图5中R_RR_sencor端)，与传感器的通信端连接，向传感器发送指令或接收传感器回馈的信号，该传感器连接端通过第三电容Cr6接地；第三电阻Rr9与第六电阻Rr12的节点通过第五电阻Rr11及第一电容Cr4接地，第五电阻Rr11与第一电容Cr4的节点通过第四电阻Rr10连接三极管Q5A的发射极，三极管Q5A的发射极接地；第五电阻Rr11与第一电容Cr4的节点(图5中R_HR_IN端)用于连接MC9S12GN32芯片的信号采集端PIN34，将传感器回馈的信号提供给MC9S12GN32芯片。

如图6所示，本实施例提供的第二类复用传感器，为发射波长可控的超声波传感器，其控制芯片为ELMOS的E524.03芯片，E524.03芯片的通信端和主控制器通讯。具体地，E524.03芯片的通信端(PIN10)连接上述传感器通信电路的传感器连接端(见图5中R_RR_sencor端)。E524.03芯片平时处于接收状态以接收来自主控制器的指令，当收到“距离检测”命令后自动转为发送状态以输出检测结果，36ms后检测完成并重新恢复接收状态。E524.03芯片的PIN6、PIN8用于输出40K～60K的电脉冲，电脉冲经过升压器件L1升压后驱动压电陶瓷片(图6中“传感头”)振动以发出超声波，超声波的反射波驱动压电陶瓷片后生成的电信号则通过C2、C10、R3送到E524.03芯片的PIN2进行放大、滤波、检波，检测结果通过E524.03芯片的PIN10送给主控制器。

上述第二类复用传感器的好处在于，可以通过主控制器对该传感器发射的波长进行控制，使得该传感器可以工作于泊车检测和变道检测两个模式下。一般来说，车辆在变道时，往往处于车速较快的状态，而且操作比较突然，所以要求用于变道探测的传感器需要具有较大的探测范围，用于感测到稍远距离的车辆；而车辆在泊车时，处于低速，且泊车位往往也比较小，所以要求泊车探测的范围较小，这样避免探测到远距离障碍物而引起不必要的干扰。本实施例中，所述泊车探测模式是指该传感器工作于相对小的探测范围，一般为传感器探测方向上半径为0m～1.6m的扇形区域；复用传感器的所述变道探测两个模式是指该传感器工作于相对小的探测范围，一般为传感器探测方向上半径为0m～5m的扇形区域。

此外，本实施例中的变道检测专用传感器、泊车传感器及第一类复用传感器可以采用与上述第二类复用传感器构造相同的传感器，也可以采用传统的普通传感器。传统的泊车传感器的有效检测距离固定为传感器探测方向的半径为0m～1.6m的扇形区域；传统的变道检测专用传感器的有效检测距离固定为传感器探测方向的半径为0m～5m的扇形区域。

如图7所示，速度检测模块由二极管Do1、第一电阻Ro1、第二电阻Ro2、第三电阻Ro3、第四电阻Ro4、三极管Qo1、第一电容Co1、第二电容Co2、第三电容Co3构成。其中，二极管Do1正极从汽车总线上采集速度信号，负极通过串联的第一电阻Ro1和第三电阻Ro3连接三极管Qo1的基极；三极管Qo1的集电极接+5V电源，发射极接MC9S12GN32芯片的速度信号采集端(如图4中PIN15)；二极管Do1与第一电阻Ro1通过第一电容Co1接地，第一电阻Ro1和第三电阻Ro3的节点通过第二电阻Ro2接地，第三电阻Ro3与三极管Qo1基极的节点通过第二电容Co2接地，第四电阻Ro4和第三电容Co3并联后将三极管Qo1的发射极接地。

以上阐述了速度检测模块的电路构造及其与主控制器之间的连接关系，此外，所述转向信号检测模块、倒车检测模块、刹车检测模块的电路构造与上述速度检测模块相同，分别从汽车总线上采集左转向灯信号、右转向信号、倒车信号、刹车信号，并分别提供给主控制器的相应采集端(如图4中的PIN46、PIN47、PIN48、PIN43)，具体内容此处不再逐一赘述。

如图8所示，警示模块由第一电阻R81、第二电阻R60、第三电阻R83、第四电阻R84、第五电阻R52、第六电阻R66、第七电阻R70、第一三极管Q9A、第二三极管Q9B、第三三极管Q10、第一电容C53、开关K1及发声器构成。其中，第一电阻R81一端接MC9S12GN32芯片的警示控制信号输出端(如图4中PIN14，持续输出PWM信号)，另一端连接第二三极管Q9B的基极；第二三极管Q9B的发射极接地，集电极通过第二电阻R60接第三三极管Q10的基极；第三三极管Q10的发射极通过第七电阻R70接地，第三三极管Q10的发射极还通过第六电阻R66及开关K1接地；集电极连接发声器的一端，发声器的另一端接发声器电源Buzzer-power，发声器的两端并接第五电阻R52；第三电阻R83一端接MC9S12GN32芯片的警示信号输出端(如图4中PIN42，输出控制PIN14所输出的PWM信号的通断控制信号)，另一端连接第一三极管Q9A的基极；第一三极管Q9A的发射极接+5V电源，集电极通过第四电阻R84接第二三极管Q9B的集电极，第四电阻R84与第二三极管Q9B的节点通过第一电容C53接地。

基于上文所述的泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统，其相应的检测方法包括以下步骤：

(1)主控制器实时监测速度检测模块、左转向灯检测模块、右转向灯检测模块、倒车检测模块采集的信号；

(2)主控制器检测到非倒车信号且车速为S＝0，则进入步骤(3A)；主控制器检测到倒车信号或车速S为0＜S＜10km/h时，则进入步骤(3B)；主控制器检测到前进车速S为10km/h≤S≤30km/h时，则进入步骤(3C)；主控制器检测到左右转向信号或前进车速S＞30km/h时，则进入步骤(3D)；

(3A)执行步骤①至④：①主控制器启动人体感应天线工作，并判断是否存在车辆后部下方的人体感应信号，是则进入步骤②，否则返回步骤(1)；②主控制器触发第一类复用传感器工作于人体检测模式，判断车辆后方是否探测到障碍物，是则进入步骤③，否则返回步骤(1)；③主控制器启动车身PKE模块，鉴定是否有携带PKE电子钥匙，是则控制后尾箱开启模块自动开启后尾箱，否则返回步骤(1)；

(3B)主控制器触发泊车传感器和第二类复用传感器工作于泊车检测模式，并实时接收传感器反馈的感测信号；

(3C)进入待机状态；

(3D)主控制器触发变道传感器和第二类复用传感器工作于变道检测模式，并实时接收传感器反馈的感测信号；

(4)主控制器若接收到传感器反馈的感测信号，则生成警示控制信号并进入步骤(5)，否则返回步骤(1)；

(5)警示模块根据所述警示控制信号生成警示信号。

上述步骤中，所述10km/h只是作为本实施例中低车速的一个界点，可以理解的是，低车速的界点也可以适当范围内调整，例如设置为8km/h或10.5km/h。同理，所述30km/h只是作为本实施例中中等车速的一个界点，可以理解的是，中等车速的界点也可以适当范围内调整，例如设置为28km/h或35km/h。

以上实施例仅为充分公开而非限制本发明，凡基于本发明的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换，应当属于本申请揭露的范围。

Claims (6)

1.一种泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统，包括：主控制器、速度检测模块、左转向检测模块、右转向检测模块、倒车检测模块、警示模块、人体感应天线、后尾箱开启模块、车辆PKE模块、泊车传感器、变道传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器；速度检测模块、左转向检测模块、右转向检测模块、倒车检测模块各自的信号采集端连接汽车总线，各自的信号输出端连接主控制器相应的状态信号输入端；警示模块的信号输入端连接主控制器的警示信号输出端；后尾箱开启模块及车辆PKE模块均与主控制器通信连接；人体感应天线、变道传感器、泊车传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器分别与主控制器通信连接，人体感应天线设置于车辆尾部下方，变道传感器设置于车身的左侧及右侧，泊车传感器设置于车身尾部及头部；第一类复用传感器设置于汽车尾部中部，第一类复用传感器切换地工作于泊车模式和人体检测模式；第二类复用传感器设置于汽车左右后角，第二类复用传感器切换地工作于泊车模式和变道检测模式；所述主控制器采用Freescale的MC9S12GN32芯片；其特征在于：所述变道传感器、泊车传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器分别通过传感器通信电路与主控制器连接，该传感器通信电路由第一电阻Rr7、第二电阻Rr8、第三电阻Rr9、第四电阻Rr10、第五电阻Rr11、第六电阻Rr12、三极管Q5A、第一电容Cr4、第二电容Cr5、第三电容Cr6构成；第一电阻Rr7一端连接MC9S12GN32芯片的指令输出端PIN8，另一端连接三极管Q5A的基极；第二电阻Rr8连接于三极管Q5A的基极与地之间；三极管Q5A的集电极连接第三电阻Rr9一端，第三电阻Rr9另一端连接第六电阻Rr12一端；第六电阻Rr12一端即为传感器连接端，与相应传感器的通信端连接，向相应传感器发送指令或接收传感器回馈的信号，该传感器连接端通过第三电容Cr6接地；第三电阻Rr9与第六电阻Rr12的节点通过第五电阻Rr11及第一电容Cr4接地，第五电阻Rr11与第一电容Cr4的节点通过第四电阻Rr10连接三极管Q5A的发射极，三极管Q5A的发射极接地；第五电阻Rr11与第一电容Cr4的节点用于连接MC9S12GN32芯片的信号采集端PIN34，将传感器回馈的信号提供给MC9S12GN32芯片。

2.如权利要求1所述的泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统，其特征在于：所述第二类复用传感器为发射波长可控的超声波传感器，其控制芯片为ELMOS的E524.03芯片。

3.如权利要求1所述的泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统，其特征在于：所述速度检测模块、左转向检测模块、右转向检测模块、倒车检测模块均采用如下电路构造：由二极管Do1、第一电阻Ro1、第二电阻Ro2、第三电阻Ro3、第四电阻Ro4、三极管Qo1、第一电容Co1、第二电容Co2、第三电容Co3构成；二极管Do1正极从汽车总线上采集速度、左转向、右转向、倒车的相应信号，负极通过串联的第一电阻Ro1和第三电阻Ro3连接三极管Qo1的基极；三极管Qo1的集电极接电源，发射极接MC9S12GN32芯片的相应信号采集端；二极管Do1与第一电阻Ro1通过第一电容Co1接地，第一电阻Ro1和第三电阻Ro3的节点通过第二电阻Ro2接地，第三电阻Ro3与三极管Qo1基极的节点通过第二电容Co2接地，第四电阻Ro4和第三电容Co3并联后将三极管Qo1的发射极接地。

4.如权利要求1所述的泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统，其特征在于：所述警示模块由第一电阻R81、第二电阻R60、第三电阻R83、第四电阻R84、第五电阻R52、第六电阻R66、第七电阻R70、第一三极管Q9A、第二三极管Q9B、第三三极管Q10、第一电容C53、开关K1及发声器构成；第一电阻R81一端接MC9S12GN32芯片的警示控制信号输出端，另一端连接第二三极管Q9B的基极；第二三极管Q9B的发射极接地，集电极通过第二电阻R60接第三三极管Q10的基极；第三三极管Q10的发射极通过第七电阻R70接地，第三三极管Q10的发射极还通过第六电阻R66及开关K1接地；集电极连接发声器的一端，发声器的另一端接发声器电源Buzzer-power，发声器的两端并接第五电阻R52；第三电阻R83一端接MC9S12GN32微处理器的警示信号输出端，另一端连接第一三极管Q9A的基极；第一三极管Q9A的发射极接+5V电源，集电极通过第四电阻R84接第二三极管Q9B的集电极，第四电阻R84与第二三极管Q9B的节点通过第一电容C53接地。

5.一种基于泊车、盲区及后备箱开启三合一的检测系统的检测方法，所述检测系统包括主控制器、速度检测模块、左转向检测模块、右转向检测模块、倒车检测模块、警示模块、人体感应天线、后尾箱开启模块、车辆PKE模块、泊车传感器、变道传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器；速度检测模块、左转向检测模块、右转向检测模块、倒车检测模块各自的信号采集端连接汽车总线，各自的信号输出端连接主控制器相应的状态信号输入端；警示模块的信号输入端连接主控制器的警示信号输出端；后尾箱开启模块及车辆PKE模块均与主控制器通信连接；人体感应天线、变道传感器、泊车传感器、第一类复用传感器及第二类复用传感器分别与主控制器通信连接，人体感应天线设置于车辆尾部下方，变道传感器设置于车身的左侧及右侧，泊车传感器设置于车身尾部及头部；第一类复用传感器设置于汽车尾部中部，第一类复用传感器切换地工作于泊车模式和人体检测模式；第二类复用传感器设置于汽车左右后角，第二类复用传感器切换地工作于泊车模式和变道检测模式；

所述检测方法包括以下步骤：

(1)主控制器实时监测速度检测模块、左转向灯检测模块、右转向灯检测模块、倒车检测模块采集的信号；

(2)主控制器检测到非倒车信号且车速为S＝0，则进入步骤(3A)；主控制器检测到倒车信号或车速S为0＜S＜预设时速K1时，则进入步骤(3B)；主控制器检测到前进车速S为预设时速K1≤S≤预设时速K2时，则进入步骤(3C)；主控制器检测到左右转向信号或前进车速S＞预设时速K2时，则进入步骤(3D)；

(3A)执行步骤①至④：①主控制器启动人体感应天线工作，并判断是否存在车辆后部下方的人体感应信号，是则进入步骤②，否则返回步骤(1)；②主控制器触发第一类复用传感器工作于人体检测模式，判断车辆后方是否探测到障碍物，是则进入步骤③，否则返回步骤(1)；③主控制器启动车身PKE模块，鉴定是否有携带PKE电子钥匙，是则控制后尾箱开启模块自动开启后尾箱，否则返回步骤(1)；

(3B)主控制器触发泊车传感器和第二类复用传感器工作于泊车检测模式，并实时接收传感器反馈的感测信号；

(3C)进入待机状态；

(3D)主控制器触发变道传感器和第二类复用传感器工作于变道检测模式，并实时接收传感器反馈的感测信号；

(4)主控制器若接收到传感器反馈的感测信号，则生成警示控制信号并进入步骤(5)，否则返回步骤(1)；

(5)警示模块根据所述警示控制信号生成警示信号。

6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于：所述预设时速K1＝10km/h，预设时速K2＝30km/h。