CN109229015A - 基于超声波传感器实现车辆360度障碍物报警提示的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于超声波传感器实现车辆360度障碍物报警提示的方法，通过车辆上的多个传感器实时检测车辆前后范围的障碍物，通过传感器检测的结果对障碍物进行位置定位，并把障碍物的定位信息转换到车辆运动学模型的二维坐标系中。当障碍物离开传感器的测试范围后，控制软件可以根据障碍物在二维坐标系中的位置进行计算并作报警提示。通过该方法的实现可以有效的对车辆周围360度的障碍物进行报警。驾驶员可通过显示或声音接口实时获得车辆周围障碍物的情况，起到车辆碰撞预警的功能。

Description

基于超声波传感器实现车辆360度障碍物报警提示的方法

技术领域

本发明涉及一种基于超声波传感器实现车辆360度障碍物报警提示的方法。

背景技术

现有技术中，车辆通过检测雷达或传感器检测行驶方向的障碍物，然而，车载雷达或传感器有固定的检测范围，即只能检测覆盖范围内的障碍物；雷达和/或传感器通常安装在车辆的前部及后部，只能实现车辆前方及后方的障碍物检测，如果障碍物离开了覆盖范围，如车辆的两侧，则无法检测到障碍物，系统也就无法对障碍物进行预警，因此，现有的障碍物检测方法存在着车辆碰撞的危险。而现有技术中，为了克服上述问题，提供360度的障碍物检测，需要增加额外的传感器，由此对车辆的结构进行改动，增加了成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中车辆碰撞的技术问题，提供一种基于超声波传感器实现车辆360度障碍物报警提示的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述方法包括：

步骤1)，通过传感器实时检测障碍物；

步骤2)，获取车辆与障碍物的位置信息；

步骤3)，根据位置信息进行预警。

其中，所述步骤2)具体包括：基于车辆运动学模型中的二维坐标系确定位置信息；

所述步骤2)还包括：当障碍物出现在传感器探测范围时，通过多个传感器进行障碍物定位，并确定障碍物的坐标；

其中，所述通过多个传感器进行障碍物定位包括：建立障碍物与两个传感器之间的连接关系，根据上述连接关系进行定位。

其中，所述步骤2)还包括：当障碍物离开传感器的覆盖范围时，实时确定障碍物和车辆的位置信息；

其中，所述步骤3)，当障碍物进入预警区域时，进行预警提示；

所述预警提示包括：使用音频报警和/或LED灯光报警。

其中，所述传感器为超声波传感器；

其中，所述传感器的数量大于等于12；

本发明的有益效果是，本发明的基于超声波传感器实现车辆360度障碍物报警提示的方法，通过车辆上的多个传感器实时检测车辆前后范围的障碍物，通过传感器检测的结果对障碍物进行位置定位，并把障碍物的定位信息转换到车辆运动学模型的二维坐标系中。当障碍物离开传感器的测试范围后，控制软件可以根据障碍物在二维坐标系中的位置进行计算并作报警提示。通过该方法的实现可以有效的对车辆周围360度的障碍物进行报警。驾驶员可通过显示或声音接口实时获得车辆周围障碍物的情况，起到车辆碰撞预警的功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的立体图；

图2是本发明的优选实施例的系统构成图；

图3是本发明优选实施例的预警流程图。

图4是本发明的优选实施例的传感器探测范围示意图；

图5是本发明优选实施例的障碍物定位示意图；

图6a是本发明优选实施例的二维坐标图；

图6b是本发明优选实施例的二维坐标图；

图7是本发明优选实施例的覆盖范围示意图；

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1、2所示，本发明的优选实施例的系统主要包括车载主机及12颗超声波传感器；传感器实现了对障碍物的检测定位，即通过对障碍物的感知，计算障碍物与传感器的位置关系，主机上的微处理器实现了车辆以及障碍物坐标的计算，即基于车辆运动学模型中的二维坐标系确定车辆、传感器及障碍物的位置信息，然后根据车辆与障碍物的位置信息获取报警提示进行报警。本发明所涉及的基于超声波传感器实现车辆360度障碍物报警提示的方法，具体包括：

步骤1)，通过传感器实时检测障碍物；

步骤2)，获取车辆与障碍物的位置信息；

步骤3)，根据位置信息进行预警。

其中，所述步骤2)具体包括：基于车辆运动学模型中的二维坐标系确定位置信息；结合图3可知，首先需要计算车辆在二维坐标系的位置，当障碍物出现在传感器探测范围时，即进入图4所示的探测范围，通过多个传感器障碍物进行定位，并确定障碍物的坐标；当障碍物离开传感器的覆盖范围时，实时确定障碍物和车辆的位置信息；当障碍物进入预警区域时，提取障碍物的预警提示，然后输出。优选的，所述传感器的数量大于等于12；传感器的安装要求，均匀分布在车辆前后保险杠上，如有遇到机械干涉，可以做调整；由此可见，传感器的安装仍然是集中在车头和车位处，而无需对车辆的结构进行修改。

其中，障碍物的定位模型如图5所示，当障碍物出现在传感器探测范围，系统能有效的检测出障碍物离车辆保险杆的距离，通过多个传感器发送/接收功能可计算出障碍物的方位信息。即传感器1发送超声波，传感器2接收超声波。传感器1发送完后进入接收工作模式，当发送出去的超声波遇到障碍物后会反射回来被传感器1和传感器2收到。传感器1和传感器2之间的距离为已知信息l，传感器2收到的反射波的传输时间为a+c，传感器1收到的反射波时间为a+b，传感器1为发送传感器，所以a＝b＝(a+b)/2，c可以通过传感器2接收到的回波时间减去b求得。由2个传感器和障碍物组成的三角形三边求得后，可计算三角形的各角的值，进而可计算障碍物和传感器的位置关系。

当获知障碍物和传感器的位置关系时，根据车辆运动学模型可计算出车辆在二维坐标系中的位置，传感器的安装位置为已知，根据车辆在二维坐标系的参考点ref(x,y)可计算出各传感器在二维坐标系中的位置。进而可计算出障碍物obj(x’,y’)在二维坐标系中的位置，如图6a所示。其中，坐标系原点是在主机上电时，以当前车辆位置或是临近的建筑物等作为参照物进行选取，然后构建坐标系，并随着车辆的运动车辆的位置坐标在二维坐标系中不断更新。车辆的坐标位置通过车辆的运动速度和转向角计算获得。坐标系的建立可以直接利用车载软件实现，其可以根据需要确定是否使用GPS信号定位，即当GPS信号较弱时，车载软件可以根据上述方法直接计算得到坐标系以及车辆、传感器及障碍物的坐标，由此能够有效的防止信号遮挡导致的探测不准确的问题，有效的提高了障碍物的检测能力。

当获取障碍物在二维坐标系的位置后，可在二维坐标系中跟踪该障碍物，当障碍物离开传感器的测试范围后，控制软件仍然可以知道该障碍物所在的二维坐标系中的位置，从而实现障碍物的360度报警提示功能。如图6b所示，当障碍物所处的位置在车辆的侧边，传感器无法检测到，但是系统根据跟踪计算可知障碍物的新的位置。由此障碍物报警范围扩展至车辆360度的范围，如图7所示。通过坐标系的建立，能够有效的利用现有的传感器，准确确定障碍物的位置，而不用增加相应的传感器数量，降低了成本。

根据图2示出的系统结构，报警输出方式，可以根据实际应用设计声音和光学报警，报警信息可以通过CAN总线输出到显示模块做图像显示，也可以由主机直接驱动喇叭做声音报警提示和驱动LED做灯光提示；同时驾驶员可以根据自己的需要进行选择设置预警方式，提高用户的体验，降低碰撞风险。

本发明提供的基于超声波传感器实现车辆360度障碍物报警提示的方法，通过车辆上的多个传感器实时检测车辆前后范围的障碍物，通过传感器检测的结果对障碍物进行位置定位，并把障碍物的定位信息转换到车辆运动学模型的二维坐标系中。当障碍物离开传感器的测试范围后，控制软件可以根据障碍物在二维坐标系中的位置进行计算并作报警提示。通过该方法的实现可以有效的对车辆周围360度的障碍物进行报警。驾驶员可通过显示或声音接口实时获得车辆周围障碍物的情况，起到车辆碰撞预警的功能。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种基于超声波传感器实现车辆360度障碍物报警提示的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1)，通过传感器实时检测障碍物；

步骤2)，获取车辆与障碍物的位置信息；

步骤3)，根据位置信息进行预警。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)具体包括：基于车辆运动学模型中的二维坐标系确定位置信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤2)还包括：当障碍物出现在传感器探测范围内时，通过多个传感器进行障碍物定位，并确定障碍物的坐标。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤2)还包括：当障碍物离开传感器的覆盖范围时，实时确定障碍物和车辆的位置信息。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述通过多个传感器进行障碍物定位包括：建立障碍物与两个传感器之间的位置关系，根据上述位置关系进行定位。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤3)，当障碍物进入预警区域时，进行预警提示；所述预警提示包括：使用音频报警和/或LED灯光报警。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：其中，所述传感器的数量大于等于12。