CN108303696A - 汽车盲点监测系统通用芯片系统及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车盲点监测系统通用芯片系统及监测方法，其包括汽车盲点监测系统通用芯片系统包括芯片单元、以及开发套件；在芯片单元上通过烧录器烧录有多普勒算法。芯片单元包括用于输入外部信息的模拟电压信号模块、其输入端与模拟电压信号模块输出端电连接的滤波放大模块、其输入端与滤波放大模块输出端电连接的模数转换器、其输入端与模数转换器输出端电连接的FFT数字信号处理器、以及其输入端与FFT数字信号处理器电连接的数字信号输出模块。本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及汽车盲点监测系统通用芯片系统及监测方法。
背景技术
一般使用的技术：超声波测距技术、视频识别技术、调频雷达测距技术。其中，超声波测距技术：风影响超声波检测性能；例如专利CN201610759685.7防地面误测误报的汽车超声波盲区探测装置及探测方法；视频识别技术：光线、雨雾天气影响性能；例如专利CN201320238686.9 360度汽车盲区可视视频记录系统；调频雷达测距技术：运算难度高、硬件VCO缺乏一致性和线性度，不方便大批量生产；例如专利CN201710637160.0一种汽车全方位防碰撞系统及其方法。
如何设计一种不受环境因素影响，适合汽车安全需要；算法稳定可靠，不受调频雷达VCO线性度影响、一致性高，方便大批量生产的汽车盲点监测系统通用芯片系统成为急需解决的技术问题。
发明内容
针对上述内容，本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便的汽车盲点监测系统通用芯片系统及监测方法；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种汽车盲点监测系统通用芯片系统，包括汽车盲点监测系统通用芯片系统包括芯片单元、以及开发套件；
在芯片单元上通过烧录器烧录有多普勒算法。
芯片单元包括用于输入外部信息的模拟电压信号模块、其输入端与模拟电压信号模块输出端电连接的滤波放大模块、其输入端与滤波放大模块输出端电连接的模数转换器、其输入端与模数转换器输出端电连接的FFT数字信号处理器、以及其输入端与FFT数字信号处理器电连接的数字信号输出模块。
开发套件包括用于监测汽车盲区内目标的雷达传感器，雷达传感器输出端与模拟电压信号模块输入端电连接。
开发套件还包括其输入端与数字信号输出模块输出端电连接的报警模块。
报警模块包括设置在汽车对应盲区的LED报警器，例如车后侧或车两侧。
所述目标为移动目标，FFT数字信号处理器执行多普勒算法，芯片单元为TQFP封装或QFN封装，芯片单元安装在PCB板上，
PCB板通过接口D1与电源指示灯连接、PCB板通过接口D2连接有用于显示启动状态的忙碌指示灯、PCB板通过接口D3连接有检测指示灯、PCB板通过接口X1-X3连接有雷达传感器、PCB板通过接口X4与雷达传感器连接、PCB板通过接口Xp连接有保留/Reset复位键、PCB板通过接口P1连接有灵敏度电位计、PCB板通过接口P2连接有保持时间电位计，PCB板通过接口J1连接有雷达传感器的供电电源。
一种汽车盲点监测方法，其借助于上述的系统，该方法包括以下步骤，
步骤一，雷达传感器接收预设范围内的目标跟踪区的信息并将进行传递给FFT数字信号处理器；
步骤二，当有目标由目标跟踪区进入预设范围内的检测报警区域后，FFT数字信号处理器根据多普勒算法，判断目标是靠近或远离；
步骤三，当目标判定为靠近，则FFT数字信号处理器通知报警模块报警；当目标判定为远离，则FFT数字信号处理器不通知报警模块报警。
本发明的有益效果
一：采用多普勒算法，不受环境因素影响，适合汽车安全需要；算法稳定可靠，不受调频雷达VCO线性度影响、一致性高，方便大批量生产；
二：多普勒算法集成到芯片里面，客户只需要做简单外围电路即可，通用性强，扩展性强，兼容性好；
三：有相关的芯片开发套件，开发辅助套件主要包括一个硬件电路板，集成化程度高，兼容性强。
本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更佳详细的描述。
附图说明
图1是本发明的框图。
图2是本发明芯片的框图。
图3是本发明的应用场景示意图。
图4是本发明的采用芯片类型举例1示意图。
图5是本发明的采用芯片类型举例2示意图。
图6是本发明的开发套件电路图。
图7是本发明的芯片布局图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1-7所示，本发明的一种汽车盲点监测系统通用芯片系统，包括汽车盲点监测系统通用芯片系统包括芯片单元、以及开发套件；
在芯片单元上通过烧录器烧录有多普勒算法，多普勒算法通过烧录器烧录进芯片，然后留固定接口给客户直接做参数调试以及结果调用。
本发明采用多普勒原理，通过I/Q通道判断在盲区范围内车辆靠近或者远离的信息，进而达到检测盲区内车辆的效果。
芯片单元包括用于输入外部信息的模拟电压信号模块、其输入端与模拟电压信号模块输出端电连接的滤波放大模块、其输入端与滤波放大模块输出端电连接的模数转换器、其输入端与模数转换器输出端电连接的FFT数字信号处理器、以及其输入端与FFT数字信号处理器电连接的数字信号输出模块。
本发明根据雷达传感器I/Q双通道输出的频率信号，然后根据多普勒原理来判断检测报警区域即盲区内车辆远离或者靠近自身车辆即前行识别盲区汽车，如果在盲区里面车辆靠近，则作为危险动作，做报警处理；如果是远离则不做报警。
在本发明的信号传输示意图中：从左到右传输，模拟电压信号，从而输入雷达信号--->滤波放大--->模数转换器将雷达输入的模拟信号变为数字信号--->FFT数字信号处理器，依据多普勒算法计算，判定移动目标是靠近还是远离--->数字信号输出，当判定为报警的时候，报警模块报警提醒。
开发套件包括用于监测汽车盲区内目标的雷达传感器，雷达传感器输出端与模拟电压信号模块输入端电连接。
开发套件还包括其输入端与数字信号输出模块输出端电连接的报警模块。
报警模块包括设置在汽车对应盲区的LED报警器，例如车后侧或车两侧。
所述目标为移动目标，FFT数字信号处理器执行多普勒算法，芯片单元为TQFP封装或QFN封装，芯片单元安装在PCB板上，
PCB板通过接口D1与电源指示灯连接、PCB板通过接口D2连接有用于显示启动状态的忙碌指示灯、PCB板通过接口D3连接有检测指示灯、PCB板通过接口X1-X3连接有雷达传感器、PCB板通过接口X4与雷达传感器连接、PCB板通过接口Xp连接有保留/Reset复位键、PCB板通过接口P1连接有灵敏度电位计、PCB板通过接口P2连接有保持时间电位计，PCB板通过接口J1连接有雷达传感器的供电电源。
在图2中，实施例1，当移动目标1(汽车)在安装本系统的汽车(前行识别盲区汽车)后方行驶的时候，当移动目标1在设定的目标跟踪区时候，雷达传感器将移动目标1的信息发送给FFT数字信号处理器，FFT数字信号处理器不激活报警模块。
当移动目标1(汽车)从左侧超车时候，其进入雷达传感器的检测报警区域，FFT数字信号处理器判定其为靠近，安装在前行识别盲区汽车的左车灯处的LED报警器或安装在车左侧尾灯处的LED报警器报警并闪烁，提醒移动目标1注意行驶安全，并提醒前行识别盲区汽车注意避让左侧车辆。
实施例2，当移动目标1(汽车)在安装本系统的汽车(前行识别盲区汽车)后方右侧车行驶的时候，当移动目标1在设定的目标跟踪区时候，雷达传感器将移动目标1的信息发送给FFT数字信号处理器，FFT数字信号处理器不激活报警模块。
当移动目标1(汽车)从右侧加速前行时候，其进入雷达传感器的检测报警区域，FFT数字信号处理器判定其为靠近，安装在前行识别盲区汽车的右车灯处的LED报警器或安装在车右侧尾灯处的LED报警器报警并闪烁，提醒移动目标1注意行驶安全，并提醒前行识别盲区汽车注意避让右侧车辆。
作为进一步改进，芯片单元外接有安装在车上的常有的显示系统，在车上还搭载有360°环视系统，显示系统的处理器分别与芯片单元的以及360°环视系统的处理器电连接，使得在显示屏上显示具体哪个位置的雷达传感器报警，并通过车载音响报警，从而通过图像显示直观告诉司机移动目标的具体位置，声音报警提醒效果显著。
实施例3，360°环视系统将车俯视模型在显示屏显示，当汽车倒车时候，安装在车尾部的雷达传感器将其信号发送给FFT数字信号处理器，FFT数字信号处理器将该位置的雷达传感器位置信息发送给显示系统的处理器，显示系统的处理器在显示屏上点亮或闪烁车俯视模型尾部区域，直观的告诉司机移动目标的位置。从而更加方便直接。
实施例4，当然，作为扩展变形，车载系统也可以单独与芯片单元电连接，在车载系统的显示器四周安装有LED灯，芯片单元的输出端分别与LED灯以及车载系统处理器电连接。从而芯片单元控制LED灯闪烁或点亮同样实现提醒报警的雷达传感器位置。
其中，多普勒原理：观察者与波源沿同一直线运动，媒介的速度分别为v和u，波传播速度V，波源发出频率f，观察者接收到的频率f′，f′＝f*(1+v/V)/(1-u/V)，式中v＞0或v＜0：观察者趋近或背离波源，u＞0或u＜0：波源趋近或背离观察者。
本算法的快速傅立叶变换FFT可以实现复杂的运动和速度检测，优势如下：更好的信噪比(24dB)，探测距离提高2到3倍；固有的目标速度；的方向判别，靠近或者远离；通过复数快速傅立叶变换FFT，有效的实现干扰抑制(如荧光灯，下雨，震动...)；对已知噪声源进行窄带滤波；自适应噪声抑制；用户可以通过多达30个命令和参数对芯片进行设置。
注：参数列表
所有数值均采用16进制计数法！(*星号标记例外)
参数默认值最小值最大值功能描述
R
类别A(EEPROM)应用参数最终用户在实际应用中的特殊设定
A00 00 00 00 保留 留作将来用
A01 01 00 09 保持时间 9：检测结果输出的最大保持时间
A02 09 00 09 灵敏度 9：最大的检测灵敏度
A03 03 00 09 抗干扰性 9：最大的抗干扰性
A04 00 00 00 雨天抗干扰性 留作将来用
A05 00 00 02 方向 0：靠近；1：远离；2：两者皆有
A06...A0F 00 00 00 保留 留作将来用
类别S EEPROM 系统参数 应用特殊参数
S00 00 00 01 雷达传感器类型 0：双通道I/Q；1：单通道√
S01 00 00 01 使用备用模拟端口 1：ADC输入引脚为2和3，而不是44和1√
S02 01 00 01 FFT 取平均值1：取平均值√
S03 02 01 09 采样率 采样率＝数值x1028Hz(df＝5Hz)；9：11.254kHz(df＝44Hz)；A：22.53kHz
S04 10 01 40 启动噪声时间平均 复位后噪声取时间平均，设置平均时间长度√
S05 01 01 02 使用中的传感器 留作将来用1：1个；2：2个(仅用于RSP1d)√
S06 01 00 01 电位设置灵敏度 1：使用电位器进行灵敏度设置√
S07 01 00 01 电位设置保持时间 1：使用电位器进行保持时间设置√
S08 01 00 01 带宽 1：低带宽(数字输出用于外部滤波器)√
S09 04 00 04 ADC 增益增益＝2^n，0->1；1->2；2->4；3->8；4->16√
S0A 37 20 50 最小触发裕量 噪声和最大灵敏度之间最小触发裕量
S0B 00 00 02 DEBUG_TX和RX的波特率 00：460,800；01：115,200；02：38,400√
S0C...S0F 00 00 00 保留 留作将来用
类别R(立即，实时)实时读取参数 只读取参数
R00-00 01检测激活 1：检测输出有效(包括保存时间)
R01-00 FF测量速度＞0峰值位置(FFT频点数)
R02 00 FF噪声均值电平 所有FFT频点的平均值
R03-00 02工作状态 00：启动；01：噪声时间取均值中；02：运行
R04-00 FF软件版本 主.次版本(0.x为预发布版本)
R10*-- --软件版本字符串 完整的软件版本和日期字符串，不超过40字符
R11*-- --结果字符串 SpeedFW，SpeedBW，MagFW，MagBW<CR>
R20*-- --获取EEPROM字符串 完整的512字节EERPOM信息(16进制)
类别W(立即，实时)实时写入参数 临时性写入参数？？
W00-00 01强制检测输出 1：设置数字检测输出；0：普通输出
W01---RSP1处理器复位 软件复位，数值不受影响
参数 默认值 最小值 最大值 功能 描述 R
W02---加载默认参数 加载所有参数的默认值
W03-00 01进入睡眠模式 1：停止数据采集以节省电量
W04---倾卸EEPROM内容 获取EEPROM中的所有参数
W0B---进入程序下载 在串行调试接口上下载程序
类别L 循环 连续输出 连续输出结果，除非接收到$<CR>
L00-00 255 峰值位置，数值SpeedFW，SpeedBW，MagFW；MagBW<CR>
类别D 调试 调试流 高速串行数据流循环
D00-00 02调试接口上的FFT循环输出 1：2ch.(FFT+阀)；2：4ch：额外的I/Q
D00-11 12调试接口上的FFT单次输出 11：2ch.(FFT+阀)；12：4ch：额外的I/Q
芯片封装：两种可选，图4中为TQFP封装；图5为QFN封装。
用户使用芯片配合外部套件可以做开发辅助，比如设置芯片的灵敏度、保持时间等；在图中，
D1 电源指示灯
D2 忙碌指示灯(启动状态)
D3 检测指示灯连接头
X1 K-LC系列雷达传感器连接头
X2 背面的K-LC雷达传感器连接头
X3 K-MC系列雷达传感器连接头
X4 数字输出连接头
X5 DC输入6...12V
X6 数字I/O
X7a 串行命令(RSP_Terminal软件用)
X7b 串行调试(RSP_Scope软件用)
Xp 保留/Reset复位键设置
P1 灵敏度电位计
P2 保持时间电位计
SW 模式切换
J1 传感器供电电压
J2 (可选的)用于设置双传感器
本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不在一一举例。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种汽车盲点监测系统通用芯片系统，其特征在于：包括汽车盲点监测系统通用芯片系统包括芯片单元、以及开发套件；
在芯片单元上通过烧录器烧录有多普勒算法；
芯片单元包括用于输入外部信息的模拟电压信号模块、其输入端与模拟电压信号模块输出端电连接的滤波放大模块、其输入端与滤波放大模块输出端电连接的模数转换器、其输入端与模数转换器输出端电连接的FFT数字信号处理器、以及其输入端与FFT数字信号处理器电连接的数字信号输出模块。
2.根据权利要求1所述的汽车盲点监测系统通用芯片系统，其特征在于：开发套件包括用于监测汽车盲区内目标的雷达传感器，雷达传感器输出端与模拟电压信号模块输入端电连接。
3.根据权利要求2所述的汽车盲点监测系统通用芯片系统，其特征在于：开发套件还包括其输入端与数字信号输出模块输出端电连接的报警模块。
4.根据权利要求3所述的汽车盲点监测系统通用芯片系统，其特征在于：报警模块包括设置在汽车对应盲区的LED报警器。
5.根据权利要求4所述的汽车盲点监测系统通用芯片系统，其特征在于：所述目标为移动目标，FFT数字信号处理器执行多普勒算法，芯片单元为TQFP封装或QFN封装，芯片单元安装在PCB板上，
PCB板通过接口D1与电源指示灯连接、PCB板通过接口D2连接有用于显示启动状态的忙碌指示灯、PCB板通过接口D3连接有检测指示灯、PCB板通过接口X1-X3连接有雷达传感器、PCB板通过接口X4与雷达传感器连接、PCB板通过接口Xp连接有保留/Reset复位键、PCB板通过接口P1连接有灵敏度电位计、PCB板通过接口P2连接有保持时间电位计，PCB板通过接口J1连接有雷达传感器的供电电源。
6.一种汽车盲点监测方法，其特征在于：其借助于权利要求1-5任一项所述的系统，该方法包括以下步骤，
步骤一，雷达传感器接收预设范围内的目标跟踪区的信息并将进行传递给FFT数字信号处理器；
步骤二，当有目标由目标跟踪区进入预设范围内的检测报警区域后，FFT数字信号处理器根据多普勒算法，判断目标是靠近或远离；
步骤三，当目标判定为靠近，则FFT数字信号处理器通知报警模块报警；当目标判定为远离，则FFT数字信号处理器不通知报警模块报警。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180720 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |