CN109131085A - 一种倒车辅助系统 - Google Patents

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李维
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Abstract

本发明公开了一种倒车辅助系统，包括与ECU模块连接的摄像头和多个超声波传感器，所述超声波传感器纵向分列安装在车辆后防撞梁上，所述摄像头安装在车辆后防撞梁的中部，所述ECU模块包括超声波发波和收波控制装置、视频接口模块和制动控制模块，所述制动控制模块连接制动执行机构，所述ECU模块连接车载显示器。将超声波传感器检测到的货车与卸货台之间的距离信息融合显示在倒车影像上，可根据雷达监测的高精度距离信息，主动控制货车制动系统作用，防止碰撞，从而辅助货车驾驶员安全平稳地完成卸货等倒车操作。

Description

一种倒车辅助系统
技术领域
本发明涉及一种倒车辅助系统，具体地涉及一种基于超声波传感器和摄像头信息融合的倒车辅助系统，尤其适用于货车。
背景技术
随着区域经济的发展以及公路基础设施和车辆的不断改进，中长距离公路运输需求增加，公路货运向快速、长途、重载方向发展，大型车辆日益增加。而货车的车厢长、吨位重，在卸货时的倒车过程中，驾驶员需要实时关注车辆后方的情况以及离卸货台的距离，以避免倒车事故的发生。将传统的后视镜或普通的乘用车倒车雷达装置或只有倒车影像功能的装置装载在货车上，仍会存在盲区和死角，而且距离偏差大，特别是对于新手驾驶员来说，这些现有产品仍不能很好的帮助他们了解货车倒车时的车辆后方情况。
公告号为CN 201833953U的实用新型专利中介绍了牵引车可视雷达倒车装置，包括摄像头、倒车雷达和显示器，摄像头与倒车雷达连接显示器，显示器位于牵引车的主驾驶室内，显示器内设置有画面分割器，画面分割器外置连接显示器，画面分割器将显示器的画面分割为三部分，同时显示三个摄像头所拍摄下来的实时画面，倒车雷达感应到的信息也在显示器上显示出来，通过在车的尾部和挂车车厢两侧前端安装雷达与摄像头进行互补配合(三个摄像头与三个雷达一一组合)。需要安装多个摄像头，成本高；并且仅仅将图像和雷达的信息简单的显示在显示器上，功能单一，无法实现其他方面的倒车辅助。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种适用于货车的倒车辅助系统，将超声波传感器检测到的货车与卸货台之间的距离信息融合显示在倒车影像上，可根据雷达监测的高精度距离信息，主动控制货车制动系统作用，防止碰撞，从而辅助货车驾驶员安全平稳地完成卸货等倒车操作。
本发明的技术方案是：
一种倒车辅助系统，包括与ECU模块连接的摄像头和多个超声波传感器，所述超声波传感器纵向分列安装在车辆后防撞梁上，所述摄像头安装在车辆后防撞梁的中部，所述ECU模块包括超声波发波和收波控制装置、视频接口模块和制动控制模块，所述制动控制模块连接制动执行机构，所述ECU模块连接车载显示器。
优选的技术方案中，所述摄像头与安装于车辆后防撞梁中部的超声波传感器为一体式安装结构。
优选的技术方案中，所述ECU模块还包括通信模块，用于将检测到的距离信息和图像信息传送至车载终端设备。
优选的技术方案中，所述ECU模块对超声波传感器和摄像头采集的数据进行处理后显示在车载显示器上，数据处理步骤包括：
S01：对多个超声波传感器采集的距离信息进行融合，得到车辆后方的障碍物距离信息；
S02：对采集的图像进行障碍物检测，得到车辆后方的障碍物数量和位置信息；
S03：将步骤S01和步骤S02得到的信息进行比对，保留有效障碍物信息，得到图像上同一障碍物的精确位置与距离信息。
优选的技术方案中，将得到的精确距离信息与设定的制动阈值进行判断，若小于设定的阈值，所述制动控制模块控制制动执行机构完成制动动作。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、该倒车辅助系统采用多个超声波传感器和一个摄像头2种传感器来获取货车卸货倒车时的车后环境信息，不仅能通过超声波传感器接收到货车与卸货台之间的距离警报，还能通过摄像头将货车车后环境尤其是卸货台情况环境通过倒车影像显示在车载显示器上。
2、该倒车辅助系统同时融合摄像头和超声波传感器信息，通过世界坐标转换方法，将超声波传感器检测到的货车与卸货台的距离信息显示在倒车影像上。
3、该倒车辅助系统中的摄像头和其中1个超声波传感器和摄像头为一体式结构安装。雷达信息和摄像头图像/视频信息可以通过有线/无线的方式传送至系统在驾驶室中的终端设备，以便提醒驾驶员注意。
4、本发明中的倒车辅助系统的ECU可根据雷达监测的高精度距离信息，主动控制货车制动系统作用，防止碰撞。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明倒车辅助系统的原理框图；
图2为本发明倒车辅助系统的安装示意图和感知范围示意图；
图3为本发明中超声波信息与摄像头信息融合方法流程图；
图4为本发明中倒车辅助系统的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例：
下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步说明。
如图1所示，本发明中的倒车辅助系统，包括超声波传感器数据采集模块、摄像头视频采集模块、ECU模块、蜂鸣器距离预警模块和车载显示模块。
超声波传感器数据采集模块，包含若干个（例如3个）超声波传感器，纵向分列安装在货车后防撞梁上，用于检测货车卸货时与卸货台之间的距离信息等。
2.摄像头视频采集模块，包含1个摄像头，用以实时采集货车后方主要是卸货台附近的视频/图像信息。其中，摄像头和中间1个超声波传感器为一体式安装结构，安装示意和感知范围如图2所示。
3.ECU模块，包含以下模块:
超声波发波和收波模块，用于控制超声波发射和接收，将超声波传感器模块接收的回波信号转换为障碍物距离信息；
视频/图像接口模块，用于连接摄像头模块，将摄像头拍摄到的货车后方影像信息显示在驾驶室中控区域的车载显示屏上，同时，融合超声波传感器和摄像头信息，通过坐标转换等方法将超声波传感器检测到的货车后方与卸货台间的距离信息进行转换后显示在摄像头图像上；
如图3所示，距离信息和图像数据的数据处理步骤包括：
S01：对多个超声波传感器采集的距离信息进行融合，得到车辆后方的障碍物距离信息；
S02：对采集的图像进行障碍物检测（可以为现有的图像处理方法），得到车辆后方的障碍物数量和位置信息；
S03：将步骤S01和步骤S02得到的信息进行比对，保留有效障碍物信息，得到图像上同一障碍物的精确位置与距离信息。
将融合后得到的车辆后方的障碍物距离信息通过坐标转换，映射到图像上，得到图像上同一障碍物的精确位置与距离信息。
制动控制模块，首先判断超声波传感器检测到的高精度距离信息是否满足主动控制货车制动的条件，若满足，则发出制动指令，通过货车制动执行机构完成制动动作，以完成主动防止碰撞；
蜂鸣器模块，用于根据距离远近选择不同的蜂鸣器鸣叫方式；
通信模块，用于将检测到的距离信息和图像视频信息通过CAN总线、视频传输线或者无线WIFI等数据传递方式传送至驾驶室的车载终端设备。
4.蜂鸣器距离预警模块，根据障碍物距离和与卸货台距离的远近，设置蜂鸣器不同的鸣叫方式，采用分级预警策略实现预警功能。
5.车载显示模块，利用倒车辅助系统的显示屏幕，实时显示货车后方尤其是卸货台附近的倒车影像画面。
下面结合图4，给出本发明中倒车辅助系统的工作流程。
1.在货车后防撞梁上纵向分列安装3个超声波传感器和1个摄像头，其中，摄像头和中间1个超声波传感器为一体式安装结构；
2.上电，系统ECU进行初始化；
3.超声波传感器采集数据，然后利用多探头融合技术进行数据处理，得到卸货倒车时货车与卸货台之间的距离信息；
4.摄像头采集图像/视频数据，通过视频传输线将影像显示在车辆显示屏上；
5.将得到的与卸货台之间的距离信息，通过坐标转换等方法显示在车辆显示屏上；
6.将得到的与卸货台之间的距离信息，通过CAN通信方式传递给系统ECU，若在报警距离范围内，则指示蜂鸣器鸣叫进行预警；
7.判断货车与卸货台之间的距离信息是否满足主动控制货车制动的条件，若满足，则发出制动指令，通过货车制动执行机构完成制动动作，防止碰撞，若不满足，则系统继续进行距离检测；
8.驾驶员根据蜂鸣器鸣叫方式和倒车影像，判定货车倒车时与卸货台的距离等车辆后方情况，安全地完成卸货倒车操作。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落出所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (5)

1.一种倒车辅助系统，其特征在于，包括与ECU模块连接的摄像头和多个超声波传感器，所述超声波传感器纵向分列安装在车辆后防撞梁上，所述摄像头安装在车辆后防撞梁的中部，所述ECU模块包括超声波发波和收波控制装置、视频接口模块和制动控制模块，所述制动控制模块连接制动执行机构，所述ECU模块连接车载显示器。
2.根据权利要求1所述的倒车辅助系统，其特征在于，所述摄像头与安装于车辆后防撞梁中部的超声波传感器为一体式安装结构。
3.根据权利要求1所述的倒车辅助系统，其特征在于，所述ECU模块还包括通信模块，用于将检测到的距离信息和图像信息传送至车载终端设备。
4.根据权利要求1所述的倒车辅助系统，其特征在于，所述ECU模块对超声波传感器和摄像头采集的数据进行处理后显示在车载显示器上，数据处理步骤包括：
S01：对多个超声波传感器采集的距离信息进行融合，得到车辆后方的障碍物距离信息；
S02：对采集的图像进行障碍物检测，得到车辆后方的障碍物数量和位置信息；
S03：将步骤S01和步骤S02得到的信息进行比对，保留有效障碍物信息，得到图像上同一障碍物的精确位置与距离信息。
5.根据权利要求4所述的倒车辅助系统，其特征在于，将得到的精确距离信息与设定的制动阈值进行判断，若小于设定的阈值，所述制动控制模块控制制动执行机构完成制动动作。
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