CN106768184A - 一种基于超声波检测的智能车载水位探测器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于超声波检测的智能车载水位探测器及方法，涉及汽车安全领域，该探测器通过探杆顶部的压力传感器探测积水与空气的压差来判断探头是否恰好位于水面，并且利用了超声波在介质分界面会产生显著的反射波，方便对反射信号的接收；探测器成本低廉，操作简单，实用性强，易于普及和推广，真正体现了“以人为本”的设计理念，通过LCD液晶显示器时刻显示水面高度，方便司机判断能否安全通过；另外，中国是人口大国，在过去的五年中，中国已经连续5年蝉联汽车产销全球第一；而且，本产品目前在市场上存在空位，与此同时汽车的产销量还在以惊人的速率增长，因此产品将会有着巨大的市场背景。

Description

一种基于超声波检测的智能车载水位探测器及方法

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，具体涉及一种基于超声波检测的智能车载水位探测器及方法。

背景技术

随着经济的不断增长，人民生活水平的提高，越来越多的家庭选择购买汽车作为代步工具，汽车的销量因此也在逐年增加。然而近年来，洪涝灾害逐年加剧也已成为国民需要面对的严峻问题，洪涝灾害对国家和广大人民群众的财产造成了极大的损失，有些司机在不清楚积水深度的情况下，冒然继续行驶，轻则造成汽车发动机进水损毁，重则造成人身伤亡的严重后果。因此，急需开发一种能够预先告知驾驶者在突发性道路出现严重积水、陡坡或者低洼处等危险情况，从而使驾驶者在不清楚道路积水情况下通过探测数据进行及时的判断。同时，驾驶者能够明确前方道路的具体情况，最终保证驾驶者和车辆的行驶安全。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于超声波检测的智能车载水位探测器及方法，以达到准确预警、降低成本，简化操作目的。

一种基于超声波检测方法的智能车载水位探测器，包括固定安装于车体前端引擎箱内底端的底座、伸缩杆、用于测量车辆前方水深的探头和显示控制部分，所述的底座通过转轴与伸缩杆的下端连接，伸缩杆通过转轴转动至水平方向，所述的伸缩杆的上端固定连接有探头，所述的探头包括超声波传感器和压力传感器，超声波传感器的输出端和压力传感器的输出端连接显示控制部分的输入端，显示控制部分设置于伸缩杆的侧壁。

所述的显示控制部分，包括手动控制模式和自动控制模式。

所述的显示控制部分，包括显示屏、控制器、预警灯和报警器。

采用基于超声波检测方法的智能车载水位探测器进行的探测方法，包括以下步骤：

步骤1、开启车辆引擎盖；

步骤2、显示控制部分判断驾驶员所选择的模式，若为手动模式，则执行步骤3至步骤4；若为自动模式，则执行步骤5至6；

步骤3、启动伸缩杆伸长，当到达期望距离后，通过显示控制部分手动停止伸缩杆运动；

步骤4、采用超声波传感器检测水底至探头的距离和水面至探头的距离，进一步获得水底至水面的距离，即获得水位深度；

步骤5、启动伸缩杆伸长至积水中，采用压力传感器实时检测压力，当检测到压力传感器没过水面时，停止伸缩杆运动；

步骤6、采用超声波传感器检测水底至探头的距离，即获得水位深度；

步骤7、显示控制部分根据测量的水位高度进行预警。

本发明优点：

本发明提出一种基于超声波检测的智能车载水位探测器及方法，该探测器通过探杆顶部的压力传感器探测积水与空气的压差来判断探头是否恰好位于水面，并且利用了超声波在介质分界面会产生显著的反射波，方便对反射信号的接收；探测器成本低廉，操作简单，实用性强，易于普及和推广，真正体现了“以人为本”的设计理念，通过LCD(液晶显示器)时刻显示水面高度，方便司机判断能否安全通过；另外，中国是人口大国，在过去的五年中，中国已经连续5年蝉联汽车产销全球第一；而且，本产品目前在市场上存在空位，与此同时汽车的产销量还在以惊人的速率增长，因此产品将会有着巨大的市场背景。

附图说明

图1为本发明一种实施例的基于超声波检测方法的智能车载水位探测器结构示意图，图中，1表示底座，2表示伸缩杆，3表示探头，3-1表示超声波传感器，3-2表示超声波传感器；

图2为本发明一种实施例的探测器安装位置示意图，其中，4表示车灯，5表示车前机顶盖，6表示车尾；

图3为本发明一种实施例的底座与伸缩杆连接示意图；

图4为本发明一种实施例的基于超声波检测方法的智能车载水位探测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种实施例做进一步说明。

本发明实施例中，如图1和图2所示，基于超声波检测方法的智能车载水位探测器，包括固定安装于车体前端引擎箱内底端的底座1、伸缩杆2、用于测量车辆前方水深的探头3和显示控制部分(未在图中显示)，所述的底座1通过转轴与伸缩杆2的下端连接(如图3所示)，伸缩杆2通过转轴转动至水平方向，所述的伸缩杆2的上端固定连接有探头3，所述的探头3包括超声波传感器3-1和压力传感器3-2，超声波传感器3-1的输出端和压力传感器3-2的输出端连接显示控制部分的输入端，显示控制部分设置于伸缩杆的侧壁；所述的显示控制部分，包括手动控制模式和自动控制模式；所述的显示控制部分，包括显示屏、控制器、预警灯和报警器。

本发明实施例中，探杆选用自动伸缩杆(伸缩杆型号为TG-100定制版，行程1000mm或选用TG-400E笔式电动推杆定制版，行程1000mm，推力2000N)，启动伸缩探杆后，探杆分节伸长，直到达到水面高度为止，且不同车型设定的伸长长度和总体长度亦有不同，微小车型所需探杆完全伸长长度为1000mm，探杆分为三节，第一节伸长长度为340mm，第二节伸长长度为335mm，第三节伸长长度为325mm；探头设有超声波传感器和压力传感器，用于进行水位高度的测量。显示控制部分由西门子LOGO！DM8 246ED1 055-1CB00-OBAO、DM8 12/24R扩展模块、显示屏组成，用于进行测量数据的显示与控制参数的设定；

本发明实施例中，采用基于超声波检测方法的智能车载水位探测器进行的探测方法，方法流程图如图4所示，包括以下步骤：

步骤1、开启车辆引擎盖；

步骤2、显示控制部分判断驾驶员所选择的模式，若为手动模式，则执行步骤3至步骤4；若为自动模式，则执行步骤5至6；

步骤3、启动伸缩杆伸长，当到达期望距离后，通过显示控制部分手动停止伸缩杆运动；

步骤4、采用超声波传感器检测水底至探头的距离和水面至探头的距离，进一步获得水底至水面的距离，即获得水位深度；

本发明实施例中，手动模式下，伸缩杆向前伸长至想测得水深处，伸缩杆不进入水面，向下发射超声波，并接收超声波，当超声波碰到水面的时候会折回一个超声波，测得时间t1和探头与水面的距离；超声波进入水中碰到水底时，会折回一个超声波，测得时间t2和探头到水底的距离(距离等于t2减去t1，得出超声波在水中一个来回的时间，乘以超声波在水中的速度，除以2)；

步骤5、启动伸缩杆伸长至积水中，采用压力传感器实时检测压力，当检测到压力传感器没过水面时，停止伸缩杆运动；

步骤6、采用超声波传感器检测水底至探头的距离，即获得水位深度；

本发明实施例中，自动模式下，伸缩杆工作向前下方伸长，当伸缩杆刚好没过积水时，伸缩杆探头表面的压力传感器会传递一个信号，探杆不再伸长，同时，探杆表面的超声波传感器工作，释放并接受超声波从而测出探杆表面到地表距离，此距离即为水深距离；

步骤7、显示控制部分根据测量的水位高度进行预警。

本发明实施例中，以大众途锐汽车为例，最大涉水深度为580mm，当检测水深为一级水位高度200mm以下时，报警灯和警铃均不工作，当检测水深为一级水位高度200mm以上，二级水位高度300mm以下时一级报警灯亮，警铃不工作。当检测水深为二级水位高度300mm以上，三级水位高度500mm以下时二级报警灯亮，警铃不工作。当检测水深为三级水位高度500mm以上时，三级报警灯亮，警铃响。

Claims (4)

1.一种基于超声波检测方法的智能车载水位探测器，其特征在于，包括固定安装于车体前端引擎箱内底端的底座、伸缩杆、用于测量车辆前方水深的探头和显示控制部分，所述的底座通过转轴与伸缩杆的下端连接，伸缩杆通过转轴转动至水平方向，所述的伸缩杆的上端固定连接有探头，所述的探头包括超声波传感器和压力传感器，超声波传感器的输出端和压力传感器的输出端连接显示控制部分的输入端，显示控制部分设置于伸缩杆的侧壁。

2.根据权利要求1所述的基于超声波检测方法的智能车载水位探测器，其特征在于，所述的显示控制部分，包括手动控制模式和自动控制模式。

3.根据权利要求1所述的基于超声波检测方法的智能车载水位探测器，其特征在于，所述的显示控制部分，包括显示屏、控制器、预警灯和报警器。

4.采用权利要求1所述的基于超声波检测方法的智能车载水位探测器进行的探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、开启车辆引擎盖；

步骤2、显示控制部分判断驾驶员所选择的模式，若为手动模式，则执行步骤3至步骤4；若为自动模式，则执行步骤5至6；

步骤3、启动伸缩杆伸长，当到达期望距离后，通过显示控制部分手动停止伸缩杆运动；

步骤4、采用超声波传感器检测水底至探头的距离和水面至探头的距离，进一步获得水底至水面的距离，即获得水位深度；

步骤5、启动伸缩杆伸长至积水中，采用压力传感器实时检测压力，当检测到压力传感器没过水面时，停止伸缩杆运动；

步骤6、采用超声波传感器检测水底至探头的距离，即获得水位深度；

步骤7、显示控制部分根据测量的水位高度进行预警。