CN110422132A - 一种汽车倒车雷达系统 - Google Patents

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韦才寿
沈建增
陆海兰
王海
周冬萍
马登辉
许磊
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Nanning University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明提供了一种汽车倒车雷达系统，包括尾部外侧安装有水平探头的车辆；所述车辆尾部底面固定有朝下的下向探头，控制器通过信号线连接控制下向探头；车辆内装有显示器或报警器，控制器通信连接于显示器或报警器。本发明可探测到车辆周边存在对车辆安全行驶造成安全隐患的凹坑，克服了传统雷达只能探测到障碍物却无法探测到凹坑的重大缺陷，对防止因驾驶者不注意造成车辆碰到下方低矮障碍物或者跌入深坑的事故发生有重要的作用，有效保证行车安全；易于实施和应用，可实施性非常高，对于保障驾驶者生命财产安全有十分重要意义，具有非常高的应用推广价值。

Description

一种汽车倒车雷达系统
技术领域
本发明涉及一种汽车倒车雷达系统。
背景技术
汽车雷达是用于汽车或其他地面机动车辆的雷达。它包括基于不同技术比如激光、超声波、微波等的各种不同雷达，有着各种不同的功能，比如发现障碍物、预测碰撞、自适应巡航控制等。在各类雷达中倒车雷达是使用最广泛、最普及的一种，当前市面的绝大部分小汽车都安装都倒车雷达，是倒车或泊车的安全辅助装置。倒车雷达由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器、报警器(喇叭或蜂鸣器)等部分组成，倒车雷达采用超声波测距原理，当车辆挂进倒车挡倒车时，倒车雷达自动进人工作状态，在控制器的控制下，由安装在车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物产生回波信号，传感器接收到回波信号后，经控制器进行数据处理，从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，并驱动蜂鸣器或显示电路工作，来提醒驾驶者最近的障碍物距离及方位。
由目前汽车倒车雷达的工作原理可知，其只能检测到汽车周边的障碍物，却无法探测到车辆周边的凹坑，导致在日常中经常发生驾驶者过分依赖倒车雷达而出现车辆掉下台阶或跌入深坑的安全事故，存在严重安全问题；因此，传统倒车雷达的安全性能还有待提高。当前各学者或科技企业对于倒车雷达的研究主要集中在如何提高雷达的探测精度和灵敏度上，如何减少倒车雷达的探测盲区，而对如何实现雷达探测车辆周边的凹坑提醒驾驶防止车辆掉入深坑的相关研究很少。
具体的，当前倒车雷达的工作原理和运行方式决定了其主要存在以下的技术缺陷：
(1)由于倒车雷达存在一定的探测角度，其覆盖范围也有限制，存在较大的盲区，对于一些低矮的障碍物难以精确探测到。
(2)只能探测到车辆的周边的障碍物，却无法探测周边的存在影响车辆安全运行的凹坑，即便车辆即将跌入台阶下或深坑中，雷达也不会发出任何提醒信息，这给过于依赖倒车雷达的驾驶者带来严重的安全隐患，即使当前许多汽车安装有雷达基础上还安装有了倒车影像，但是在夜间或者大雾大雨等恶劣天气情况下视线会模糊，依然存在安全问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车倒车雷达系统，该汽车倒车雷达系统可以有效探测到车辆周边存在的各车辆运作造成安全隐患的凹坑坑或者凸起的障碍物，更加有效保证行车安全。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种汽车倒车雷达系统，包括尾部外侧安装有水平探头的车辆；所述车辆尾部底面固定有朝下的下向探头，控制器通过信号线连接控制下向探头；车辆内装有显示器或报警器，控制器通信连接于显示器或报警器。
所述下向探头为若干个。
所述若干个下向探头之间的间距大于0.1m。
所述车辆尾部底面还安装有可沿车辆尾端方向伸缩的伸缩杆，有下向探头朝下固定在伸缩杆上。
在所述伸缩杆完全伸长的状态下，伸缩杆上最外端的下向探头在水平面投影位置与车辆后轮地面接触点的水平距离大于0.5m。
所述控制器对下向探头的控制在于，安装时获取下向探头的测距数据作为初始距离，使用时当收到倒车信号时，实时获取下向探头的测距数据作为当前距离，通过当前距离和初始距离的差值确定控制器向显示器或报警器发送的信号。
当所述当前距离和初始距离的差值小于预设阈值时发送障碍物信号，当所述当前距离和初始距离的差值大于预设阈值时发送凹坑信号。
所述控制器安装在车辆尾部，且信号线长度小于1m。
所述下向探头固定在车辆尾部底面靠近边沿的位置。
本发明的有益效果在于：可探测到车辆周边存在对车辆安全行驶造成安全隐患的凹坑，克服了传统雷达只能探测到障碍物却无法探测到凹坑的重大缺陷，对防止因驾驶者不注意造成车辆碰到下方低矮障碍物或者跌入深坑的事故发生有重要的作用，有效保证行车安全；易于实施和应用，可实施性非常高，对于保障驾驶者生命财产安全有十分重要意义，具有非常高的应用推广价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1-显示器，2-报警器，3-车辆，4-控制器，5-信号线，6-水平探头，7-伸缩杆，8-凹坑，9-低矮障碍物，10-下向探头。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示的一种汽车倒车雷达系统，包括尾部外侧安装有水平探头6的车辆3；所述车辆3尾部底面固定有朝下的下向探头10，控制器4通过信号线5连接控制下向探头10；车辆3内装有显示器1或报警器2，控制器4通信连接于显示器1或报警器2。
所述下向探头10为多个。
所述多个下向探头10之间的间距大于0.1m。
所述车辆3尾部底面还安装有可沿车辆3尾端方向伸缩的伸缩杆7，有下向探头10朝下固定在伸缩杆7上。
在所述伸缩杆7完全伸长的状态下，伸缩杆7上最外端的下向探头10在水平面投影位置与车辆3后轮地面接触点的水平距离在0.5m以上。
所述控制器4对下向探头10的控制在于，安装时获取下向探头10的测距数据作为初始距离，使用时当收到倒车信号时，实时获取下向探头10的测距数据作为当前距离，通过当前距离和初始距离的差值确定控制器4向显示器1或报警器2发送的信号。
当所述当前距离和初始距离的差值小于预设阈值时发送障碍物信号，当所述当前距离和初始距离的差值大于预设阈值时发送凹坑信号。
所述控制器4安装在车辆3尾部，且信号线5长度小于1m。
所述下向探头10固定在车辆3尾部底面靠近边沿的位置。
由此，本发明采用超声波测距原理，当车辆挂进倒车挡倒车时，倒车雷达自动进人工作状态，在控制器的控制下，由安装在车尾保险杠上的水平探头发送超声波，遇到障碍物产生回波信号，传感器接收到回波信号后，经控制器进行数据处理，从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，并驱动蜂鸣器或显示电路工作，来提醒驾驶者后方最近的障碍物距离及方位。
与传统倒车雷达相比，设有多个垂直向下发射超声波的探头，称为下向探头，下向探头安装在正对车轮位置的车尾底部，为提高超前探测距离位置，部分向下探头可安装在伸缩杆上(根据车型确定)，保证最远端的探头在水平面投影位置与后轮地面接触点的水平距离在0.5m以上，若车辆装有伸缩杆，在雷达进入工作状态后自动伸出，伸出长度根据最靠近伸缩杆的水平探头探测到后方的障碍物距离确定，随着障碍物不断靠近自动收缩，保证伸缩杆不触碰到障碍物而损坏。
下向探头的信号控制处理方式与传统倒车雷达不同，假设下向探头安装位置离正常水平地面的高度为L0，当探头向地面垂直发射超声波，接收到地面反射的回波信号后，通过控制器计算出每个探头与地面的实际垂直高度Ln(n为下向探头编号)，系统将Ln与L0进行比较分析判断：若Ln-L0＝Lc＜0，则说明探头下方有障碍物，在系统中可根据车辆的通过性能设置Lc的阈值，当超出警戒值时会发出提示蜂鸣，并在显示屏上显示障碍物高度；若Ln-L0＝Lc＞0，则说明探头下方凹坑，在系统中也可根据车辆的通过性能设置Lc的阈值，当超出警戒值时会发出提示蜂鸣，并在显示屏上显示凹坑的深度和宽度。
进一步的，本发明除了应用于后轮后方探测外，也可以应用于后轮正前方位置或者前轮的正前后方位置，用于探测车轮前后的低矮障碍物或者凹坑。

Claims (9)

1.一种汽车倒车雷达系统，包括尾部外侧安装有水平探头(6)的车辆(3)，其特征在于：所述车辆(3)尾部底面固定有朝下的下向探头(10)，控制器(4)通过信号线(5)连接控制下向探头(10)；车辆(3)内装有显示器(1)或报警器(2)，控制器(4)通信连接于显示器(1)或报警器(2)。
2.如权利要求1所述的汽车倒车雷达系统，其特征在于：所述下向探头(10)为若干个。
3.如权利要求2所述的汽车倒车雷达系统，其特征在于：所述若干个下向探头(10)之间的间距大于0.1m。
4.如权利要求2所述的汽车倒车雷达系统，其特征在于：所述车辆(3)尾部底面还安装有可沿车辆(3)尾端方向伸缩的伸缩杆(7)，有下向探头(10)朝下固定在伸缩杆(7)上。
5.如权利要求4所述的汽车倒车雷达系统，其特征在于：在所述伸缩杆(7)完全伸长的状态下，伸缩杆(7)上最外端的下向探头(10)，在水平面投影位置与车辆(3)后轮地面接触点的水平距离大于0.5m。
6.如权利要求1所述的汽车倒车雷达系统，其特征在于：所述控制器(4)对下向探头(10)的控制在于，安装时获取下向探头(10)到水平面的测距数据作为初始距离，使用时当收到倒车信号时，实时获取下向探头(10)的测距数据作为当前距离，通过当前距离和初始距离的差值确定控制器(4)向显示器(1)或报警器(2)发送的信号。
7.如权利要求6所述的汽车倒车雷达系统，其特征在于：当所述当前距离和初始距离的差值小于预设阈值时发送障碍物信号，当所述当前距离和初始距离的差值大于预设阈值时发送凹坑信号。
8.如权利要求1所述的汽车倒车雷达系统，其特征在于：所述控制器(4)安装在车辆(3)尾部，且信号线(5)长度小于1m。
9.如权利要求1所述的汽车倒车雷达系统，其特征在于：所述下向探头(10)固定在车辆(3)尾部底面靠近边沿的位置。
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