CN112083419B - 具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统 - Google Patents

具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统 Download PDF

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Abstract

一种具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其视野角度可大于160度的可视角，装设于一车辆的保险杆上或牌照灯旁，但不限于此位置装设，雷达系统包括至少一天线板及一处理单元，于天线板上设有多个天线，其发出至少一侦测信号以侦测车辆外部的障碍物，侦测信号被障碍物反射后的至少一反射信号再被天线接收，主要特点是只需安装单一雷达系统，发射及接收天线皆设在同一组天线板上。处理单元设于天线板上或与天线板电性连接，接收反射信号并直接进行分析，判断障碍物与车辆的距离，且处理单元中更包含多个车辆辅助功能，在不同的车辆辅助功能时具有不同的警示距离，若障碍物与车辆的距离小于等于警示距离时，处理单元会发出警示信息以警示驾驶者。

Description

具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统
技术领域
本发明有关一种车用雷达系统，特别是指一种具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统。
背景技术
随着科技愈来愈进步，也为行车带来更大的安全提升与便利，例如在车上装设雷达以量测前、后障碍物距离，在车距过近时发出警示音，对不熟悉车况、抓不准车身长度的驾驶而言相当实用，可减少驾驶的视野死角，预防倒车时撞到后车或是行车时撞到前车，现有技术中可应用在跟车系统(Adaptive Cruise Control,ACC)、盲点侦测(Blind SpotDetection,BSD)、开门警示(Door Open Warning,DOW)上。
一般而言，车用辅助系统，如停车辅助系统(Packing Assist System,PAS)、车侧盲点侦测辅助系统(Blind Spot Detection,BSD)、车道变换警示辅助系统(Lane changeAlert,LCA)等虽然使用上述车用雷达，但其设计为两套独立的雷达系统并放置于车辆保险杆的两侧，分别发射及接收到侦测信号结果后，再回传侦测计算障碍物距离，判断是否需要发出警示等步骤则是由车上系统负责，因此车上系统需安装该些车用辅助系统的软件，若车上系统故障或当机时，车用辅助系统也会随的丧失功能，影响行车安全。
因此，本发明即提出一种具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，只需要安置一套雷达系统于车辆保险杆上或于牌照灯旁位置，距离侦测、障碍物计算及判断是否需要发出警示等皆在该雷达系统上完成，有效解决上述该等问题，具体架构及其实施方式将详述于下：
发明内容
本发明的主要目的在提供一种具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其将车用辅助系统装设在雷达系统，即使车上系统故障也不影响车用辅助系统的警示功能。
本发明的另一目的在提供一种具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其将包含车用辅助系统的处理单元设置于天线板上，接收天线的信号并分析，若分析结果判断需发出警告时，则处理单元将警示信息显示于该车辆的一车上系统或显示设备的屏幕上，或触发喇叭发出警示音，抑或是点亮警示灯。
本发明的再一目的在提供一种具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其处理单元可设于一独立的主板上，且主板与天线板电性连接，当处理单元损坏时便于维修更换。
为达上述目的，本发明提供一种具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，设于一车辆的保险杆上或于牌照灯旁位置，包括：至少一天线板，其上设有多个天线，用以发出至少一侦测信号以侦测该车辆外部的至少一障碍物，并利用至少一接收天线接收该侦测信号被该障碍物所反射后的至少一反射信号；以及至少一处理单元，设于该天线板上或与该天线板电性连接，接收该反射信号并进行分析，判断该障碍物与该车辆的距离，该处理单元中更包含多个车辆辅助功能，在不同的该车辆辅助功能时具有不同的至少一警示距离，若该障碍物与该车辆的该距离小于等于该警示距离，则该处理单元发出警示信息给车辆以警示一驾驶者。
根据本发明的实施例，该处理单元为微处理器(microprocessor)，该天线为贴片(patch)天线、槽孔(slot)天线、单极天线、双极天线或喇叭天线，及包括一1/4圆形、弧形或抛物面或其它构型反射面的反射板，其与该天线垂直，该视野大于160度的车辆辅助功能包括停车辅助系统(Packing Assist System,PAS)、车侧盲点侦测辅助系统(Blind SpotDetection,BSD)、车道变换警示辅助系统(Lane change Alert,LCA)、开门警示(Door OpenWarning,DOW)。
根据本发明的实施例，该天线包括至少一发射天线及至少一接收天线，该发射天线发射该侦测信号，该接收天线接收该反射信号并传送给该处理单元。
根据本发明的实施例，该天线板包括一第一天线板及一第二天线板，该第一天线板及该第二天线板相接并组成倒V型，该处理单元设于该第一天线板或该第二天线板上。
根据本发明的实施例，该天线板包括一第一天线板及一第二天线板，该第一天线板及该第二天线板相接并组成倒V型，此外更包括一主板，其以水平方向与该第一天线板及该第二天线板相连，形成一三角形，且该处理单元设于该主板上。
根据本发明的实施例，该天线板包括一第一天线板及一第二天线板，该第一天线板及该第二天线板相接并组成倒V型，此外更包括一主板，其以垂直方向与该第一天线板及该第二天线板的夹角相连，且该处理单元设于该主板上。
根据本发明的实施例，更包括一与该天线板平行的主板，该天线板的底面与该主板的顶面相连，该处理单元设于该主板上。
根据本发明的实施例，该天线板上设有至少一传输线，与该主板利用多个排针(pin)或印刷电路板走线电性连接。
根据本发明的实施例，更包括一1/4圆形、弧形或抛物面的反射板，其与该天线垂直，该处理单元设于该天线的主板上或上方。
附图说明
图1A及图1B为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的方块图。
图2A及图2B为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第一实施例的示意图。
图3为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第二实施例的示意图。
图4A及图4B为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第三实施例的示意图。
图5A及图5B为第三实施例的另一方向的示意图。
图6A及图6B为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第四实施例的示意图。
图7A及图7B为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第五实施例的示意图。
图8为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统应用于停车辅助系统的示意图。
图9为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统应用于盲点侦测辅助系统的示意图。
图10为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统应用于车道变换警示辅助系统的示意图。
图11为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的视野范围示意图。
附图标记说明：10-具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统；12-天线板；122-第一天线板；124-第二天线板；14-天线；16-处理单元；17-排针；18-主板；19-印刷电路板走线；20-车上系统或显示设备；22-喇叭；24-保险杆；26-车侧；28-警示灯；30-反射板。
具体实施方式
本发明提供一种具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其将雷达系统设于一车辆的保险杆上，可同时设于前、后保险杆或择一，或设于牌照灯旁，但不仅于此限制，并将具有视野大于160度的车辆辅助功能的处理单元直接设于雷达系统上，请参考图1A及图1B，其为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统10的方块图，包括至少一天线板12及至少一处理单元16，于天线板12上设有多个天线14，用以发出至少一侦测信号以侦测车辆(图中未示)外部的至少一障碍物(图中未示)，并接收侦测信号被障碍物所反射后的至少一反射信号；处理单元16设于天线板12上或与天线板12电性连接，图1A的实施例中，处理单元16设在天线板12上，而图1B中处理单元16则设于一主板18上，主板18与天线板12相连。处理单元16可为微处理器(microprocessor)，接收反射信号后会对反射信号进行分析，计算障碍物与车辆的距离，处理单元16中更包含多个车辆辅助功能，包括停车辅助系统(Packing Assist System,PAS)、车侧盲点侦测辅助系统(Blind Spot Detection,BSD)、车道变换警示辅助系统(Lane change Alert,LCA)、开门警示(Door Open Warning,DOW)等，在不同的车辆辅助功能时具有不同的至少一警示距离，若障碍物与车辆的距离小于等于警示距离时，则处理单元16发出警示信息给车辆，以警示一驾驶者，警示方法可包括将警示信息传送给车辆的一车上系统或显示设备20，并将警示信息显示于车上系统或显示设备20的一屏幕上，或触发车辆的一喇叭22以发出警示音，或点亮至少一警示灯28，此警示灯28可为LED灯。本发明中，天线板12与处理单元16的配置包含多种结构，以下详述各实施例，但所列出者并非限制本发明的范围，举凡将处理单元16设在天线板12上、或设在与天线板12相连的主板18上，且处理单元16具有多种车辆辅助功能者皆应在本发明的保护范围中。
更进一步而言，天线14包括至少一发射天线(图中未示)及至少一接收天线，发射天线用以发射侦测信号去侦测周围的障碍物，而接收天线则接收被障碍物所反射的反射信号，并传送给处理单元16进行计算，发射天线与接收天线可为相同型式或不同型式。
请同时参考图2A及图2B，其分别为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第一实施例的示意图，天线板12包括一第一天线板122及一第二天线板124，第一天线板122及第二天线板124相接并组成倒V型，处理单元16设于第一天线板122上，但处理单元16亦可设于第二天线板124上。
图3为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第二实施例的示意图，其在第一实施例的基础上增设一主板18，并将处理单元(图中未示)设于主板18上，主板18以水平方向与第一天线板122及第二天线板124相连，形成一三角形，第一天线板122及第二天线板124上仅剩天线而没有处理单元，由于天线及处理单元设于另一面，故于图3中无法看到天线和处理单元。
图4A及图4B为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第三实施例的示意图，其将第二实施例中的主板18改成垂直方向，与第一天线板122及第二天线板124的夹角相连，且主板18可与第一天线板122及第二天线板124的中间连接，如图4A所示，或是与第一天线板122及第二天线板124的上、下其中一边连接，如图4B所示。请同时参考图5A及图5B，为第三实施例的另一方向的示意图，由图中可看出第一天线板122及第二天线板124上只有天线14，第一天线板122及第二天线板124上设有至少一传输线(图中未示)，与主板18利用多个排针(pin)17或印刷电路板走线19电性连接。
图6A及图6B为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第四实施例的示意图，此第四实施例为子母板的配置，仅有一个天线板12，主板18与天线板12平行，天线板12的底面与主板18的顶面相连，处理单元(图中未示)设于主板18上。
本发明中，天线可为贴片(patch)天线、槽孔(slot)天线、单极天线、双极天线或喇叭天线，该些不同形式的天线利用金属导线(体)、印刷电路板或陶瓷材料所制作而成。
图7A及图7B为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统的一第五实施例的示意图，请先参考图7A，天线板12为印刷电路板，天线14设在天线板12上，且在天线板12上或上方位置设置一反射板30，其与天线板12呈90度垂直，且反射板30为1/4圆形、弧形、抛物面或其它构型的反射面，此弧度用以将波(侦测信号)的路径转向并反射出去。图7B为第五实施例的另一种态样，天线板12的形状与第三实施例的主板相同，但本实施例中直接将天线14设在主板上，使主板成为天线板12，并在天线14上放置反射板30，由于图7B的天线板12形状的缘故，因此须放置两块反射板30，以将波(侦测信号)的路径转向并反射出去。
图8为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统应用于停车辅助系统的示意图，在此实施例中本发明的雷达系统装设于车辆的后方保险杆24上，假设处理单元中预设停车辅助系统的警示条件包括车辆与后方障碍物的警示距离为5公尺，侧面的警示距离为30公分，则当车辆倒车时若雷达系统侦测到与后方障碍物的距离小于等于5公尺或与侧面障碍物距离小于等于30公分，便会发出警示信息。
图9为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统应用于盲点侦测辅助系统的示意图，在此实施例中本发明的雷达系统装设于车辆的后方保险杆24上，假设处理单元中预设盲点侦测辅助系统的警示条件包括车辆与后方障碍物的警示距离为7公尺、车尾向车头方向1公尺范围内、车侧26与障碍物的警示距离为3公尺等，则当驾驶预备路边停车或倒车入库时，若雷达系统侦测到与周围障碍物的距离小于等于该等预设的警示距离，便会发出警示信息，提醒驾驶目前车辆已进入视觉死角。
图10为本发明具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统应用于车道变换警示辅助系统的示意图。与前述实施例相同，在此实施例中本发明的雷达系统装设于车辆的后方保险杆24上，但其亦可装设于前方的保险杆上。由于车道变换需要较大的准备空间，故警示距离也会大幅增加，假设处理单元中预设车道变换警示辅助系统的警示条件包括车辆与后方障碍物的警示距离为30公尺、车侧26与障碍物的警示距离为3公尺等，则当驾驶预备变换车道时，若雷达系统侦测到与周围障碍物的距离小于等于该等预设的警示距离，便会发出警示信息，提醒驾驶目前车辆已进入暂缓变换车道。
在上述图8～图10中，保险杆24前方的空间皆在本发明雷达系统的侦测范围中，即超过180度的大视野，以切换至车道变化警示辅助系统时为例，如图11所示的视野范围，本发明的雷达系统甚至将保险杆24后方1.5公尺也包含在视野范围内，因此本发明只需单一个雷达系统就可达到发射及接收信号、距离侦测、障碍物计算及判断是否需要发出警示等功能，不需将侦测信号回传到车上系统去计算，也不需在车头的左右两侧各安装一个雷达分别处理发射信号和接收信号。
上述该等视野大于160度的车辆辅助功能通过一车上控制器局域网络总线系统(Controller Area Network-Bus,CAN-Bus)、倒车灯、车速线、蓝牙、BLE、ZigBee、Wi-Fi、2G、3G、4G、基地台等方式切换该等系统。例如当车辆的倒车灯开启时便自动切换成停车辅助系统，或是例如当车辆的倒车灯开启时先自动切换至盲点侦测辅助系统，当与后方的警示距离从7公尺缩小到5公尺时，再自动切换到停车辅助系统。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。故即凡依本发明权利要求范围所述的特征及精神所为的均等变化或修饰，均应包括于本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该雷达系统包括：
至少一天线板，其上设有多个天线，用以发出至少一侦测信号以侦测该车辆外部的至少一障碍物，并接收该侦测信号被该障碍物所反射后的至少一反射信号，其中，该天线板包括一第一天线板及一第二天线板，该第一天线板及该第二天线板相接并组成倒V型；以及
至少一处理单元，设于该天线板上或与该天线板电性连接，接收该反射信号并进行分析，判断该障碍物与该车辆的距离，该处理单元中更包含多个车辆辅助功能，在不同的该车辆辅助功能时具有不同的至少一警示距离，若该障碍物与该车辆的距离小于等于该警示距离，则该处理单元发出警示信息给该车辆，以警示一驾驶者。
2.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该处理单元为微处理器。
3.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该天线包括至少一发射天线及至少一接收天线，该发射天线发射该侦测信号，该接收天线接收该反射信号并传送给该处理单元。
4.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该处理单元设于该第一天线板或该第二天线板上。
5.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，更包括一主板，其以水平方向与该第一天线板及该第二天线板相连，形成一三角形，且该处理单元设于该主板上。
6.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，更包括一主板，其以垂直方向与该第一天线板及该第二天线板的夹角相连，且该处理单元设于该主板上。
7.如权利要求5或6所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该天线板上设有至少一传输线，与该主板利用多个排针(pin)或印刷电路板走线电性连接。
8.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，更包括一主板，其与该天线板平行，该天线板的底面与该主板的顶面相连，该处理单元设于该主板上。
9.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该天线为金属导线、印刷电路板或陶瓷材料所制作。
10.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该天线为贴片天线、槽孔天线、单极天线、双极天线或喇叭天线。
11.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该车辆辅助功能包括停车辅助系统、车侧盲点侦测辅助系统、车道变换警示辅助系统、开门警示。
12.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该车辆辅助功能通过一车上控制器局域网络总线系统、倒车灯、车速线、蓝牙、BLE、ZigBee、Wi-Fi、2G、3G、4G、基地台方式切换该多个系统。
13.如权利要求1所述的具视野大于160度的车辆辅助功能的雷达系统，其特征在于，该警示信息传送给该车辆的一车上系统或一显示设备以显示于该车上系统或该显示设备的一屏幕上、或触发该车辆的一喇叭发出警示音、或点亮至少一警示灯。
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