CN109177911B - 一种基于超声波抗干扰的盲区检测系统 - Google Patents

一种基于超声波抗干扰的盲区检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于超声波抗干扰的盲区检测系统，包括超声波传感器、中央处理单元、显示单元和报警单元；所述中央处理单元还与汽车CAN总线连接，获取车速和方向盘转动角度；所述中央处理单元接收超声波回波信号，根据回波信息获取后方障碍物与本车的距离，判断后方障碍物的运动状态，并根据回波个数和回波宽度判断检测系统处于轻微干扰状况或严重干扰状况。本发明提供的盲区检测系统，可检测车辆盲区内障碍物的距离，并判断障碍物相对本车辆的运动情况，帮助驾驶员预判后方车辆的动作并及时避让，减少事故发生；同时，本盲区检测系统还可过滤掉明显非有效障碍物的干扰值，防止误报警。

Description

一种基于超声波抗干扰的盲区检测系统
技术领域
本发明涉及一种基于超声波抗干扰的盲区检测系统，属于超声波盲区检测技术领域。
背景技术
随着人们生活水平的日渐提高，汽车已走进越来越多的家庭里，人们对行驶安全的要求也越来越高。在汽车行驶过程中，超车和变道是经常出现的情况；有的司机超车时未给前车提醒，直接超车，前车未有准备，影响驾驶状态，容易引发交通事故。因此，许多车辆安装盲区检测系统，用于侦测盲区内的行车情况，但是该检测系统易受干扰，尤其是雨天，容易将雨滴误判为障碍物，导致系统误报警，干扰驾驶员驾驶。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于超声波抗干扰的盲区检测系统。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于超声波抗干扰的盲区检测系统，其特征在于：包括超声波探头、中央处理单元、显示单元和报警单元，所述超声波探头、显示单元和报警单元分别与中央处理单元连接；所述中央处理单元还与汽车CAN总线连接，获取车速和方向盘转动角度；所述中央处理单元接收超声波回波信号，根据回波信息获取后方障碍物与本车的距离，判断后方障碍物的运动状态，并根据回波个数和回波宽度判断检测系统处于轻微干扰状况或严重干扰状况；
当判定系统处于轻微干扰状况下，调整超声波探头的发波周期以及比对次数；利用差值滤波法对探测距离值进行过滤，以有效判断后方障碍物的距离及运动状态；
当判定系统处于严重干扰状况下，关闭检测系统，防止误报警扰乱驾驶员注意力。
进一步地，所述差值滤波法的具体处理过程如下，
超声波探头连续发射若干个周期的超声波，每个周期的超声波都具有相应的回波信号，根据回波信息计算障碍物与本车之间的距离值；选择连续三个周期的数值进行比对，计算待判断的距离值与其他两个周期距离值的差值，将差值ΔL与比较阈值S进行比较，以判断该距离值为真实值或干扰值；若ΔL大于S，则判断该距离值为干扰值，将其滤除；若ΔL小于或等于S，则判断该距离值为有效值，并记录在超声波探头的缓冲寄存器中，再传输给中心处理单元。
进一步地，所述比较阈值S= T*ΔV，其中，T为超声波传感器的信号发送周期，ΔV为本车与障碍物的相对车速。
进一步地，障碍物的运动状态判断方法为：中心处理单元从超声波探头的缓冲寄存器中提取有效距离信息，根据有效距离值的变化趋势判断障碍物相对本车的运动状态；若有效距离值L逐渐增大，障碍物逐渐远离本车；若有效距离值L逐渐减小，障碍物逐渐接近本车；若有效距离值L大小稳定不变，障碍物与本车保持相对静止。
进一步地，当车辆转弯或掉头时，方向盘转动角度大于预设转角角度，检测系统自动关闭；当车速大于预设速度值，报警单元启动，提醒驾驶员注意减速行驶。
进一步地，所述预设转角角度为120°，所述预设速度值为130km/h。
进一步地，所述超声波探头设有六个，车头设有两个，分别安装于前车灯外侧边；车尾设有四个，其中两个安装于后车灯外侧边，另外两个安装于车辆后保险杠上。
进一步地，所述显示单元为电子显示屏，所述报警单元包括警示灯和蜂鸣器，所述蜂鸣器安装在驾驶室内，所述警示灯安装在左右两侧后视镜上或者车辆A柱上。
有益效果：本发明提供的基于超声波抗干扰的盲区检测系统，可检测车辆盲区内障碍物的距离，并判断障碍物相对本车辆的运动情况，帮助驾驶员预判后方车辆的动作并及时避让，减少事故发生；同时，本盲区检测系统还可过滤掉明显非有效障碍物的干扰值，防止误报警。
附图说明
图1为本发明的模块框架连接示意图；
图2为本发明在汽车内的安装连接示意图。
具体实施方式
如图1~图2所示，一种基于超声波抗干扰的盲区检测系统，包括超声波探头1、中央处理单元2、显示单元3和报警单元，所述超声波探头1、显示单元3和报警单元分别与中央处理单元2连接；所述中央处理单元2为现有技术中的汽车主机ECU，显示单元3为电子显示屏，安装在驾驶室仪表盘附近；报警单元包括警示灯和蜂鸣器4，所述蜂鸣器4安装在驾驶室内，警示灯安装在左右两侧的后视镜上或者车辆A柱上。
所述中央处理单元还与汽车CAN总线连接，获取车速和方向盘转动角度信息；所述中央处理单元接收超声波回波信号，根据回波信息获取障碍物与本车的距离，判断障碍物的运动状态，并根据回波个数和回波宽度判断检测系统处于轻微干扰状况或严重干扰状况。
当判定系统处于轻微干扰状况下，调整超声波传感器的发波周期以及比对次数；并利用差值滤波法对探测到的距离值进行干扰过滤，以有效判断障碍物的距离及运动状态。
当判定系统处于严重干扰状况下，关闭检测系统，防止误报警扰乱驾驶员注意力。
本实施例中，轻微干扰状况的判断阈值为回波个数为5个，回波累计宽度2ms；严重干扰状况的判断阈值为回波个数为15个，回波累计宽度4ms。
根据回波个数和宽度判断系统干扰状况的具体机制如下：
根据需要侦测的盲区范围确定噪声侦听周期，如需侦测车辆周围2.5m内的障碍物，则设定一个噪声的侦听周期为15ms。在一个噪声侦听周期内，侦听到的回波个数大于5个、小于15个，侦听到的回波累计低电平宽度达到2ms，则判定系统处于轻微干扰状况；在一个噪声侦听周期内，侦听到的回波个数大于或等于15个，侦听到的回波累计低电平宽度达到4ms，则判定系统处于严重干扰状况。
所述超声波探头设有六个，车头设有两个，分别安装于前车灯外侧边；车尾设有四个，其中两个安装于后车灯外侧边，另外两个安装于车辆后保险杠上。
所述差值滤波法的具体处理过程如下：
超声波探头连续发射若干个周期的超声波，每个周期的超声波都具有相应的回波信号，根据回波信息计算障碍物与本车之间的距离值；选择连续三个周期的数值进行比对，计算待判断的距离值与其他两个周期距离值的差值，将差值ΔL与比较阈值S进行比较，以判断该距离值为真实值或干扰值。若ΔL大于S，则判断该距离值为干扰值，将其滤除；若ΔL小于或等于S，则判断该距离值为有效值，并记录在超声波探头的缓冲寄存器中，再传输给中心处理单元。
所述比较阈值S= T*ΔV，其中，T为超声波传感器的信号发送周期，ΔV为本车辆与障碍物的相对车速，本实施例中ΔV取值10km/h。
障碍物的运动状态判断方法为：中心处理单元从超声波探头的缓冲寄存器中提取有效距离信息，根据有效距离值的变化趋势判断障碍物相对本车的运动状态；若有效距离值L逐渐增大，障碍物逐渐远离本车；若有效距离值L逐渐减小，障碍物逐渐接近本车；若有效距离值L大小稳定不变，障碍物与本车保持相对静止。
当车速大于15km/h时，本发明提供的盲区检测系统启动工作，CPU处理器根据当前车速对超声波探头进行不同参数的增益补偿。
当车辆转弯或掉头时，方向盘转动角度大于预设转角角度，检测系统自动关闭；当车速大于预设速度值，报警单元启动，蜂鸣器发出警报声，提醒驾驶员注意减速行驶。所述预设转角角度为120°，所述预设速度值为130km/h。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于超声波抗干扰的盲区检测系统，其特征在于：包括超声波探头、中央处理单元、显示单元和报警单元，所述超声波探头、显示单元和报警单元分别与中央处理单元连接；所述中央处理单元还与汽车CAN总线连接，获取车速和方向盘转动角度；所述中央处理单元接收超声波回波信号，根据回波信息获取后方障碍物与本车的距离，判断后方障碍物的运动状态，并根据回波个数和回波宽度判断检测系统处于轻微干扰状况或严重干扰状况；
当系统判定处于轻微干扰状况下，调整超声波探头的发波周期以及比对次数；利用差值滤波法对探测距离值进行过滤，以有效判断后方障碍物的距离及运动状态；
当系统判定处于严重干扰状况下，关闭检测系统，防止误报警扰乱驾驶员注意力；
所述差值滤波法的具体处理过程如下，
超声波探头连续发射若干个周期的超声波，每个周期的超声波都具有相应的回波信号，根据回波信息计算障碍物与本车之间的距离值；选择连续三个周期的数值进行比对，计算待判断的距离值与其他两个周期距离值的差值，将差值ΔL与比较阈值S进行比较，以判断该距离值为真实值或干扰值；若ΔL大于S，则判断该距离值为干扰值，将其滤除；若ΔL小于或等于S，则判断该距离值为有效值，并记录在超声波探头的缓冲寄存器中，再传输给中心处理单元。
2.根据权利要求1所述的基于超声波抗干扰的盲区检测系统，其特征在于：所述比较阈值S= T*ΔV，其中，T为超声波传感器的信号发送周期，ΔV为本车与障碍物的相对车速。
3.根据权利要求1所述的基于超声波抗干扰的盲区检测系统，其特征在于：障碍物的运动状态判断方法为：中心处理单元从超声波探头的缓冲寄存器中提取有效距离信息，根据有效距离值的变化趋势判断障碍物相对本车的运动状态；若有效距离值L逐渐增大，障碍物逐渐远离本车；若有效距离值L逐渐减小，障碍物逐渐接近本车；若有效距离值L大小稳定不变，障碍物与本车保持相对静止。
4.根据权利要求1所述的基于超声波抗干扰的盲区检测系统，其特征在于：当车辆转弯或掉头时，方向盘转动角度大于预设转角角度，所述检测系统自动关闭；当车速大于预设速度值，所述报警单元启动，提醒驾驶员注意减速行驶。
5.根据权利要求4所述的基于超声波抗干扰的盲区检测系统，其特征在于：所述预设转角角度为120°，所述预设速度值为130km/h。
6.根据权利要求1所述的基于超声波抗干扰的盲区检测系统，其特征在于：所述超声波探头设有六个，车头设有两个，分别安装于前车灯外侧边；车尾设有四个，其中两个安装于后车灯外侧边，另外两个安装于车辆后保险杠上。
7.根据权利要求1所述的基于超声波抗干扰的盲区检测系统，其特征在于：所述显示单元为电子显示屏，所述报警单元包括警示灯和蜂鸣器，所述蜂鸣器安装在驾驶室内，所述警示灯安装在左右两侧的后视镜上或者车辆A柱上。
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