CN109835249A - 一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统及方法，当人体红外传感器检测到车内有人体信号、车速度传感器检测到车速度为零或车锁状态识别器检测到车锁为开启状态时；控制器向超声波发生器发出启动指令，超声波发生器收到启动指令后，开始发出超声波信号，超声波信号经过电压放大器进行振幅放大；再经过功率放大器进行电流放大，最后通过开关滤波器发送给超声波雷达，超声波雷达将信号发射出去；同时，超声波雷达接收反馈回来的信号，将反馈回来的信号通过信号放大器进行放大处理，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，将处理后的结果通过显示器显示给车内人员；通过语音提示器，提示车内人员当前车体周边的行人车辆动态。

Description

一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统及方法

技术领域

本公开涉及一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提高了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

因为开车门导致的交通事故屡见不鲜，车主和乘客开车门的时候没注意前后的路况，有可能就会撞到行驶中的电单车或者其他汽车，引发出交通意外事故。

新闻事例：早前江苏启东市区人民路和公园路口发生了一起交通事故。一出租车司机开车门时，疏于观察，将一辆驶过的电瓶车撞倒，骑车女子倒地后，不幸被经过此处的公交车卷入车底，头部遭到碾压当场死亡。

曾有新闻报道：在南京应天大街靠近中华门车站，一男性司机从驾驶室位置下车开车门时，将后方驶来的电动车撞倒，骑车男子倒地后被卷入公交车车轮与轮毂间，公交车行驶十几米后才刹车停下，受伤男子后被紧急送往医院抢救。

包头市：驾驶员杨某驾驶蒙B牌号小型轿车由北向南行驶至包头市青山区二0二厂区俱乐部南侧约500米处时，将车停靠在道路东侧非机动车道内，开启左前门时，遇潘某骑电动自行车由南向北行驶时与蒙B牌号小型轿车左侧前门发生碰撞后倒地，遇白某驾驶蒙BFY牌号小型普通客车由南向北行驶至事故地点时，白某所驾车辆右侧前轮与潘某发生碰撞，致潘某当场死亡。

尤其是当单车或电动车在行驶时,一旦前方有车辆突然开车门，短短一两秒的时间，完全来不及反应的骑行者，面临的就是一场“灾难”。那么，责任是如何被划分的，经过事故认定，本起事故中杨某将车停靠在人行横道处非机动车道内，在开车门时妨碍其他车辆通行是造成事故的主要原因；白某驾驶机动车行经人行横道未减速慢行是造成事故的次要原因。

车门开启对外行人或电动车、机动车辆无任何警示、对内缺乏有效预警，目前的轿车车门，车内驾驶员及乘客，大意开门，造成交通事故，屡屡发生。轿车开启车门系统设计不足，造成开门时，事故多发，不尽人意。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统及方法，其具有实现开门时，对外面行人、车辆提示，向车内开门者提供外部状况，减少开门引起的交通事故的效果；

第一方面，本公开提供了一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统；

一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统，包括：控制器；

所述控制器接收人体红外传感器、车速度传感器和车锁状态识别器的检测信号，当人体红外传感器检测到车内有人体信号、车速度传感器检测到车速度为零或车锁状态识别器检测到车锁为开启状态时；控制器向超声波发生器发出启动指令，超声波发生器收到启动指令后，开始发出超声波信号，超声波信号经过电压放大器进行振幅放大；然后，振幅放大后的超声波信号经过功率放大器进行电流放大，电流放大后的超声波信号通过开关滤波器发送给超声波雷达，超声波雷达将信号发射出去；

同时，超声波雷达接收反馈回来的信号，将反馈回来的信号通过信号放大器进行放大处理，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，将处理后的结果通过显示器显示给车内人员；通过语音提示器，提示车内人员当前车体周边的行人车辆动态。

进一步的，所述人体红外传感器安装在方向盘上、副驾座椅靠背上或后排座椅靠背上。

进一步的，所述车速度传感器安装在轮毂上。

进一步的，所述车锁状态识别器安装在车锁上。

进一步的，所述超声波雷达包括若干个，第一个超声波雷达设置在车体左前车门的前边沿；第二个超声波雷达设置在车体左前车门的后边沿；第三个超声波雷达设置在车体左后车门的前边沿；第四个超声波雷达设置在车体左后车门的后边沿；右前车门和右后车门的超声波雷达安装位置与左前车门和左后车门的超声波雷达安装位置成镜像关系。

进一步的，之所以当人体红外传感器检测到车内有人体信号、车速度传感器检测到车速度为零或车锁状态识别器检测到车锁为开启状态时；控制器才向超声波发生器发出启动指令，一方面是为了让控制器来控制雷达的开启时段和关闭时段，以节省电源，另一方面是为了避免误判，因为考虑到只有在停车、车内有人或车锁开启的状态下，才最容易发生事故，所以选择该时间点作为超声雷达进入工作状态的时间点。

进一步的，所述超声波雷达，用于探测距离车体设定距离范围内的行车或行人状态。所述超声波雷达发射接收40kHz信号。

进一步的，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，通过超声波雷达发射信号与接收信号之间的时间差与声波速度，得到待测目标物体距离车体的距离；根据超声雷达波接收信号的角度得到待测目标物体的运动方向以及待测目标物体与车体之间的夹角。

进一步的，如遇到紧急情况，则处理器控制车锁控制开关，将车锁锁定。

所述紧急情况，包括待测目标物体与车体之间的距离小于设定阈值；或者待测目标物体的当前速度超过设定阈值。

第二方面，本公开还提供了一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控方法；

一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控方法，包括：

控制器接收人体红外传感器、车速度传感器和车锁状态识别器的检测信号，当人体红外传感器检测到车内有人体信号、车速度传感器检测到车速度为零或车锁状态识别器检测到车锁为开启状态时；控制器向超声波发生器发出启动指令，超声波发生器收到启动指令后，开始发出超声波信号，超声波信号经过电压放大器进行振幅放大；然后，振幅放大后的超声波信号经过功率放大器进行电流放大，电流放大后的超声波信号通过开关滤波器发送给超声波雷达，超声波雷达将信号发射出去；

同时，超声波雷达接收反馈回来的信号，将反馈回来的信号通过信号放大器进行放大处理，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，将处理后的结果通过显示器显示给车内人员；通过语音提示器，提示车内人员当前车体周边的行人车辆动态。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

采用超声波雷达对外边路况进行探测，并对开门瞬间，可能与外面发生碰撞事故时，提示或语音报警。对预防、减少因突然开门引起的交通事故有一定作用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的电气连接关系图；

图2为本发明的超声波雷达安装位置示意图；

图3为本发明的超声波雷达工作启动原理图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

第一个实施例，本公开提供了一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统；

如图1所示，一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统，包括：控制器；

所述控制器接收人体红外传感器、车速度传感器和车锁状态识别器的检测信号，当人体红外传感器检测到车内有人体信号、车速度传感器检测到车速度为零或车锁状态识别器检测到车锁为开启状态时；控制器向超声波发生器发出启动指令，超声波发生器收到启动指令后，开始发出超声波信号，超声波信号经过电压放大器进行振幅放大；然后，振幅放大后的超声波信号经过功率放大器进行电流放大，电流放大后的超声波信号通过开关滤波器发送给超声波雷达，超声波雷达将信号发射出去；

同时，超声波雷达接收反馈回来的信号，将反馈回来的信号通过信号放大器进行放大处理，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，将处理后的结果通过显示器显示给车内人员；通过语音提示器，提示车内人员当前车体周边的行人车辆动态。

作为一种可能的实现方式，上述电气元件通过太阳能电池供电或车载电瓶供电。

作为一种可能的实现方式，所述人体红外传感器安装在方向盘上、副驾座椅靠背上或后排座椅靠背上。

作为一种可能的实现方式，所述车速度传感器安装在轮毂上。

作为一种可能的实现方式，所述车锁状态识别器安装在车锁上。

作为一种可能的实现方式，所述超声波发生器，例如正弦电信号发生器，用于产生超声波需要的频率电信号。

作为一种可能的实现方式，所述开关滤波器用于对超声波雷达的发射与接收进行选择，并对接收的信号进行杂波滤除操作。

作为一种可能的实现方式，如图2所示，所述超声波雷达包括若干个，第一个超声波雷达设置在车体左前车门的前边沿；第二个超声波雷达设置在车体左前车门的后边沿；测量左前方接近目标的状况；

第三个超声波雷达设置在车体左后车门的前边沿；第四个超声波雷达设置在车体左后车门的后边沿；测量后面靠近车辆的目标状况。

右前车门和右后车门的超声波雷达安装位置与左前车门和左后车门的超声波雷达安装位置成镜像关系。

作为一种可能的实现方式，如图3所示，之所以当人体红外传感器检测到车内有人体信号、车速度传感器检测到车速度为零或车锁状态识别器检测到车锁为开启状态时；控制器才向超声波发生器发出启动指令，一方面是为了让控制器来控制雷达的开启时段和关闭时段，以节省电源，另一方面是为了避免误判，因为考虑到只有在停车、车内有人或车锁开启的状态下，才最容易发生事故，所以选择该时间点作为超声雷达进入工作状态的时间点。

需要开车门的几种状态分析：(1)车速为零：车子只有停车后，车速为零时，车门才会开启。(2)车内有人，需要开启车门。(3)车内无人，车门锁打开，外面人需要开车门。

超声波雷达开启控制电路：

车速度传感器：如果车速为零，输出高电平，为数字1，否则，输出为0，低电平状态。

人体红外传感器，安装在车内：如果车内有人，输出为高电平，为数字1。车内无人，输出为零。可用发光管、光敏感管以及电路完成。

车锁状态识别器：如果车锁打开状态，输出为高电平，数字1。车锁锁闭状态，输出为0，低电平。

三输入或门电路：对车速度传感器、人体红外传感器、车锁状态识别器的三输入进行逻辑或运算。三个信号只要有一个或一个以上，或门电路输出逻辑1。

作为一种可能的实现方式，所述超声波雷达，用于探测距离车体设定距离范围内的行车或行人状态。超声波雷达可探测距离12--25米。所述超声波雷达发射接收40kHz信号。根据发射出去的超声波，遇到物体，反射回来，所用时间的一半，乘于声波速度，就是距离。根据返回波的方位，可以得到目标物方位。测量精度1--3厘米。

作为一种可能的实现方式，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，通过超声波雷达发射信号与接收信号之间的时间差与声波速度，得到待测目标物体距离车体的距离；根据超声雷达波接收信号的角度得到待测目标物体的运动方向以及待测目标物体与车体之间的夹角。发射、接收所用时间，乘以声速，除2，就是距离，目标物离车门的距离，以及方位。再利用三角函数，计算出车门开启后，与目标物之间横向距离。

作为一种可能的实现方式，显示器：显示目标距离、纵向距离，横向距离。开车门是否存在危险--显示符。语音提示器，用于语音提示，进行车门开启危险报警。

作为一种可能的实现方式，如遇到紧急情况，则处理器控制车锁控制开关，将车锁锁定。

所述紧急情况，包括待测目标物体与车体之间的距离小于设定阈值；或者待测目标物体的当前速度超过设定阈值。

第二个实施例，本公开还提供了一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控方法；

一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控方法，包括：

控制器接收人体红外传感器、车速度传感器和车锁状态识别器的检测信号，当人体红外传感器检测到车内有人体信号、车速度传感器检测到车速度为零或车锁状态识别器检测到车锁为开启状态时；控制器向超声波发生器发出启动指令，超声波发生器收到启动指令后，开始发出超声波信号，超声波信号经过电压放大器进行振幅放大；然后，振幅放大后的超声波信号经过功率放大器进行电流放大，电流放大后的超声波信号通过开关滤波器发送给超声波雷达，超声波雷达将信号发射出去；

同时，超声波雷达接收反馈回来的信号，将反馈回来的信号通过信号放大器进行放大处理，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，将处理后的结果通过显示器显示给车内人员；通过语音提示器，提示车内人员当前车体周边的行人车辆动态。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控系统，其特征是，包括：控制器；

所述控制器接收人体红外传感器、车速度传感器和车锁状态识别器的检测信号，当人体红外传感器检测到车内有人体信号、车速度传感器检测到车速度为零或车锁状态识别器检测到车锁为开启状态时；控制器向超声波发生器发出启动指令，超声波发生器收到启动指令后，开始发出超声波信号，超声波信号经过电压放大器进行振幅放大；然后，振幅放大后的超声波信号经过功率放大器进行电流放大，电流放大后的超声波信号通过开关滤波器发送给超声波雷达，超声波雷达将信号发射出去；

同时，超声波雷达接收反馈回来的信号，将反馈回来的信号通过信号放大器进行放大处理，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，将处理后的结果通过显示器显示给车内人员；通过语音提示器，提示车内人员当前车体周边的行人车辆动态。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述人体红外传感器安装在方向盘上、副驾座椅靠背上或后排座椅靠背上。

3.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述车速度传感器安装在轮毂上。

4.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述车锁状态识别器安装在车锁上。

5.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述超声波雷达包括若干个，第一个超声波雷达设置在车体左前车门的前边沿；第二个超声波雷达设置在车体左前车门的后边沿；第三个超声波雷达设置在车体左后车门的前边沿；第四个超声波雷达设置在车体左后车门的后边沿；右前车门和右后车门的超声波雷达安装位置与左前车门和左后车门的超声波雷达安装位置成镜像关系。

6.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述超声波雷达，用于探测距离车体设定距离范围内的行车或行人状态；所述超声波雷达发射接收40kHz信号。

7.如权利要求1所述的系统，其特征是，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，通过超声波雷达发射信号与接收信号之间的时间差与声波速度，得到待测目标物体距离车体的距离；根据超声雷达波接收信号的角度得到待测目标物体的运动方向以及待测目标物体与车体之间的夹角。

8.如权利要求1所述的系统，其特征是，还包括：

如遇到紧急情况，则处理器控制车锁控制开关，将车锁锁定。

9.如权利要求8所述的系统，其特征是，

所述紧急情况，包括待测目标物体与车体之间的距离小于设定阈值；或者待测目标物体的当前速度超过设定阈值。

10.一种基于超声波雷达的车辆开门辅助监控方法，其特征是，包括：

控制器接收人体红外传感器、车速度传感器和车锁状态识别器的检测信号，当人体红外传感器检测到车内有人体信号、车速度传感器检测到车速度为零或车锁状态识别器检测到车锁为开启状态时；控制器向超声波发生器发出启动指令，超声波发生器收到启动指令后，开始发出超声波信号，超声波信号经过电压放大器进行振幅放大；然后，振幅放大后的超声波信号经过功率放大器进行电流放大，电流放大后的超声波信号通过开关滤波器发送给超声波雷达，超声波雷达将信号发射出去；

同时，超声波雷达接收反馈回来的信号，将反馈回来的信号通过信号放大器进行放大处理，放大处理后的信号送入处理器进行信号处理，将处理后的结果通过显示器显示给车内人员；通过语音提示器，提示车内人员当前车体周边的行人车辆动态。