CN111865740A - 一种基于毫米波雷达的车联网网关系统 - Google Patents

一种基于毫米波雷达的车联网网关系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于毫米波雷达的车联网网关系统，包括前向防撞雷达、后向盲点检测、毫米波雷达检测ECU、数据处理控制模块、车联网网关模块，所述前向防撞雷达和后向盲点检测雷达的输出端连接毫米波雷达检测ECU，毫米波雷达检测ECU通过两种可选方式接入数据处理控制模块，数据处理控制模块的一端连接有陀螺仪模块、GPS模块、报警模块，车联网网关模块通过以太网与数据处理控制模块相连，车联网网关模块分别接有车联网通信模块和显示界面。本发明结合检测数据做驾驶行为习惯分析并通过车联网网关进行结果显示和共享，其优点在于传递给驾驶员的信息更加齐全和可靠，提高驾驶员的驾驶体验和安全性能，整个系统兼容性强、数据接口丰富等优势。

Description

一种基于毫米波雷达的车联网网关系统
技术领域
本发明涉及前向防撞雷达检测和后向盲点检测雷达，旨在提升高级驾驶辅助系统性能，结合车联网网关，构成车与车之间信息共享互联，提升驾驶安全性，系统兼容性，所以本发明属于高级驾驶辅助系统下的车联网领域。
背景技术
随着科技进步，现在许多公司对高级辅助驾驶系统加大了研究力度，高级驾驶辅助系统（Advanced Driving Assistant System） 是利用安装在车上的各式各样传感器，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。利用毫米波作为高级驾驶辅助系统的传感器，相比于传统的超声波和激光等传感器，毫米波具有抗干扰强、气候影响小的优势，但是随着毫米波雷达在高级驾驶辅助系统的广泛运用，也带来许多问题，比如毫米波雷达技术要求高、信息数据量大，这很难与现在流行的车联网概念相兼容，其具体原因有以下三点：一是汽车制造商为保护技术留有接口单一和总线协议保密，其无法与车联网模块直接连接；二是现在车联网网关模块通信方式单一，从而限制了数据传输能力；三是有些汽车制造商授权了部分开发ECU单元，但是其ECU功能不完善而且现有设备预留开发接口少，从而限制了开发能力。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的一些缺点，而提出的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统，充分利用毫米波作为高级驾驶辅助系统这一传感器，来实时进行车辆间速度、距离、位置信号采集，本数据处理控制模块拥有丰富的通信接口，满足模块间协议之间转化和开发，通过以太网与车联网网关模块相连，能快速进行数据传输从而保证数据准确率，同时车联网通信模块支持多种网络，车联网网关模块也支持众多通信方式，支持不同协议的车联网通信模块，最后把毫米波雷达检测的车辆等目标，结合陀螺仪和GPS数据分析驾驶员的行为习惯，把车辆目标信息和驾驶员行为习惯通过车联网网关模块进行实时分享互联和直观显示。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。
一种基于毫米波雷达的车联网网关系统，包括前向防撞雷达、后向盲点检测、毫米波雷达检测ECU、数据处理控制模块、汽车CAN总线、报警模块、陀螺仪模块、GPS模块、车联网网关模块、车联网通信模块、显示界面，其特征在于，所述前向防撞雷达和后向盲点检测雷达的输出端连接毫米波雷达检测ECU，毫米波雷达检测ECU通过两种可选方式连接数据处理控制模块，分别是直接连接数据处理控制模块的预留ECU接口和通过汽车CAN总线与数据处理模块的CAN接口相连接，数据处理控制模块还留有厂商协作控制功能接口，数据处理控制模块输入端接有陀螺仪模块、GPS模块，数据处理控制模块输出端接有报警模块，报警模块包括语音报警和LED报警，数据处理控制模块通过以太网接口与车联网网关相连，车联网网关模块一端接有显示界面和车联网通信模块。
优选的，所述前向防撞雷达和后向盲点检测雷达输出端连接毫米波雷达检测ECU，前向防撞雷达和后向盲点检测雷达分别安装在车子的车头和车尾，毫米波雷达检测ECU有两种可选连接方式与数据处理控制模块相连，分别是ECU预留接口支持QSPI、FlexRay、HSSL通信方式可选传输或者CAN接口通过CAN总线传输。
优选的，所述数据处理控制模块留有厂商协作控制功能接口，本接口经汽车零部件制造商的授权下，根据具体功能对汽车其他ECU单元进行控制操作。
优选的，车联网网关模块与数据处理控制模块进行数据传输，使用以太网TCP/IP协议传输。
优选的，车联网网关模块与车联网通信模块相连接，其通信方式支持以太网、串口、QSPI、CAN可选通信，车联网通信模块支持2G、3G、4G网络。
优选的，毫米波雷达检测结果输入到数据处理控制模块，并控制报警模块，数据处理控制模块结合输入端陀螺仪和GPS的数据做驾驶员行为习惯分析，最后通过车联网网关模块进行数据共享互联和信息显示。
一种基于毫米波雷达的车联网网关系统工作过程为：连接毫米波雷达检测ECU的前向防撞雷达和后向盲点检测雷达，把检测的距离、位置、速度信息通过ECU预留接口或CAN总线传给数据处理控制模块，通过实时检测的值来判断是否对本车辆造成威胁，如果威胁将进行报警提醒，报警可以通过语音报警和LED报警两种方式，此数据处理控制模块留有厂商协作控制功能接口，在汽车零部件制造商的授权下可以对汽车其他ECU单元开发控制，数据处理控制模块结合输入端陀螺仪模块和GPS模块，实时检测本车辆的加速度和运动姿态，通过数据处理控制模块加以分析，可以分析出本车驾驶员的行为习惯，最后把本车辆的位置、速度、行为习惯信息通过以太网传输到车联网网关模块，该车联网网关模块把这些信息通过显示界面显示和车联网通信模块共享互联，此显示界面不仅显示本车辆的信息还可以显示其他车辆的信息。
本发明的有益效果：通过前向防撞雷达和后向盲点检测雷达、毫米波雷达检测ECU、数据处理控制模块、陀螺仪模块、GPS模块，来进行距离、位置、速度信息检测以及判别对本车辆行驶是否造成安全威胁，如果威胁存在通过报警模块来提醒驾驶员，结合数据处理控制模块的输入端陀螺仪模块和GPS模块做本车驾驶员行为习惯分析，并把本车辆位置、速度、行为习惯信息通过以太网传输到车联网网关模块，车联网网关模块把这些信息通过显示界面显示和车联网通信模块共享互联，此车联网网关模块通信接口方式丰富，能高效传输数据和保证数据准确率，兼容不同通信协议的车联网通信模块，本毫米波雷达与车联网网关系统优点在于传递给驾驶员的信息更加齐全、可靠和直观，提高驾驶员的驾驶体验和安全性能，另外本系统兼容性强，留有丰富的预留接口和模块之间的通信接口。
附图说明
图1为本发明的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统的整体结构示意图。
图2为本发明的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统的车联网网关模块接口与车联网通信模块连接方式示意图。
图3为本发明的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统的毫米波雷达检测ECU模块与数据处理控制模块的ECU预留接口连接方式示意图。
具体实施方式
为了本发明的目的、技术方案及优点能够更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步的详细说明。以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
参照附图1该图给出了本发明的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统的整体结构示意图，包括前向防撞雷达、后向盲点检测雷达、毫米波雷达检测ECU、数据处理控制模块、陀螺仪模块、GPS模块、车联网网关模块，车联网通信模块、显示界面、报警模块。
所述前向防撞雷达和后向盲点检测雷达射频芯片分别采用英飞凌公司的BGT24ATR11一发两收机制24GHZ信号，带宽250MHZ和RRN7745P/RTN7735P三发四收机制76GHZ信号，带宽1GHZ。
所述毫米波雷达检测ECU分别采用英飞凌公司的两块TC275T-64F200NDC作为主控器件，此芯片属于3核单片机，主频200MHZ，带QSPI、FlexRay、HSSL通信方式，带4个CAN节点，支持100Mbit以太网通信。分别对汽车前向150米作防撞检测，后向50米作盲点检测，并把数据检测值送入到数据处理模块做报警控制和驾驶行为习惯分析。
所述数据处理控制模块采用英飞凌公司的TC264DA作为主控器件，此芯片属于2核单片机，主频200MHZ，支持多种外设，支持100Mbit以太网通信，该模块通过输入端陀螺仪模块和GPS模块的数据分析车辆驾驶者的驾车行为习惯，得出行为驾驶习惯等级，并把本车辆位置、速度通过以太网发送到车联网网关模块，以太网用TCP/IP协议传输，保证数据准确率和快速性。此模块留有厂商协作控制功能接口，用于汽车零部件制造商授权对汽车其他ECU单元开发与控制。
所述车联网网关模块采用英飞凌公司的TC397XP-256F300SBC作为主控器件， 此芯片属于6 核单片机以300 MHz主频运行，此芯片支持1 Gbit以太网，支持多种外设接口。本模块接收数据处理控制模块和车联网通信模块的数据，并处理显示，把本车信息通过接口以太网或者串口或者QSPI或者CAN传输到车联网通信模块，以实现数据共享互联。
所述陀螺仪模块为一款六轴（三轴加速度+三轴角速度(陀螺仪)）传感器MPU6050。
参照附图2该图给出了本一种基于毫米波雷达的车联网网关系统的车联网网关模块接口与车联网通信模块连接方式示意图，该车联网网关模块选用英飞凌公司的TC397XP-256F300SBC芯片作为主控器件，此芯片有丰富外设接口，支持多种通信协议，为兼容不同的车联网通信模块接口，本系统的车联网网关模块留有以太网接口、串口、QSPI、CAN等4种接口。
参照附图3该图给出了本发明的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统的毫米波雷达检测ECU模块与数据处理控制模块的ECU预留接口连接方式示意图，毫米波雷达检测ECU模块和数据处理控制模块的主控器件同属于英飞凌AURIX系列下的微控处理器，都支持QSPI和FlexRay、HSSL协议通信，两个模块都留有这三种接口，系统实际运用可以采用三种通信方式中的任意一种。
本发明的整个系统处理流程如下。
（1）毫米波雷检测ECU对前向防撞雷达和后向盲点检测的数据做处理与检测，并把检测的数据通过QSPI或FlexRay或HSSL通信方式连接数据处理控制模块的ECU预留接口，或者直接把检测的数据传入汽车CAN总线，数据处理控制模块通过CAN接口获取毫米波雷达ECU检测的数据。
（2）数据处理控制模块对输入端陀螺仪模块和GPS模块做数据处理和分析，结合毫米波雷达检测的数据做驾驶行为习惯分析，如果检测到前向防撞雷达和后向盲点检测有威胁存在，通过报警模块语音报警和LED报警提醒。厂商协作控制功能接口，经过汽车零部件制造商授权后对汽车其他ECU单元控制操作，以满足实际需要功能。
（3）车联网网关模块通过以太网与数据处理控制模块相连，为保证数据准确率、大容量采用TCP/IP协议传输，车联网网关模块与车联网通信模块留有以太网接口和串口、QSPI、CAN接口，以便兼容更多车联网通信模块，车联网网关模块一端连接显示界面，显示本车毫米波雷达检测值和显示其他车辆的速度、位置、行为习惯等级信息。其他车辆的速度、位置、行为习惯等级信息通过车联网通信模块经过车联网网关模块获得。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种基于毫米波雷达的车联网网关系统，包括前向防撞雷达、后向盲点检测雷达、毫米波雷达检测ECU、数据处理控制模块、汽车CAN总线、报警模块、陀螺仪模块、GPS模块、车联网网关模块、车联网通信模块、显示界面，其特征在于，所述前向防撞雷达和后向盲点检测雷达的输出端连接毫米波雷达检测ECU，毫米波雷达检测ECU通过两种可选方式连接数据处理控制模块，分别是直接连接数据处理控制模块的预留ECU接口和通过汽车CAN总线与数据处理模块的CAN接口相连接，数据处理控制模块留有厂商协作控制功能开发接口，数据处理控制模块输入端接有陀螺仪模块、GPS模块，数据处理控制模块输出端接有报警模块，报警模块包括语音报警和LED报警，数据处理控制模块通过以太网接口与车联网网关相连，车联网网关模块一端接有显示界面和车联网通信模块。
2.根据权利要求书1所述的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统，其特征在于，所述前向防撞雷达和后向盲点检测雷达输出端连接毫米波雷达检测ECU，前向防撞雷达和后向盲点检测雷达分别安装在车子的车头和车尾，毫米波雷达检测ECU有两种可选连接方式与数据处理控制模块相连，分别是ECU预留接口支持QSPI、FlexRay、HSSL通信方式传输和CAN接口通过CAN总线传输。
3.根据权利要求书1所述的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统，其特征在于，所述数据处理控制模块留有厂商协作控制功能接口，本接口经汽车零部件制造商的授权下，根据具体功能对汽车其他ECU单元进行控制操作。
4.根据权利要求书1所述的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统，其特征在于，车联网网关模块与数据处理控制模块进行数据传输，使用以太网TCP/IP协议传输。
5.根据权利要求书1所述的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统，其特征在于，车联网网关模块与车联网通信模块相连接，其通信方式支持以太网、串口、QSPI、CAN可选通信，车联网通信模块支持2G、3G、4G网络。
6.根据权利要求书1所述的一种基于毫米波雷达的车联网网关系统，其特征在于，毫米波雷达检测结果输入到数据处理控制模块，并控制报警模块，数据处理控制模块结合输入端陀螺仪和GPS的数据做驾驶员行为习惯分析，最后通过车联网网关模块进行数据共享和信息显示。
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