CN112506174A - 基于can总线通讯的车辆起步前盲区检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置及方法，所述装置包括控制器U3、超声波测距模块、报警模块以及ECU，所述超声波测距模块以及报警模块分别与控制器U3连接，所述控制器U3通过CAN总线以及CAN收发器U1与ECU连接，所述ECU分别与车辆的线控制动模块以及驱动电机控制模块连接；本发明的优点在于：保证通讯速率且设置报警模块及时提醒驾驶人员，保证驾驶安全。

Description

基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置及方法

技术领域

本发明涉及车辆电控领域，更具体涉及基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置及方法。

背景技术

每年因车辆驾驶员盲区而导致的交通事故夺走了很多人的生命，尤其是在车辆起步时，车辆前视野盲区内可能有障碍物或儿童，此时车辆起动将造成严重的后果。车辆驾驶员视野盲区，即驾驶员坐在驾驶位置上看不到的地方。如今各种测距传感器及微控制器U3技术飞速发展，基于这些技术，开发一种车辆起步前视野盲区检测及报警装置，降低此类事故的发生概率，是很有必要的。

中国专利申请号CN201710401448.8，公开了一种车辆起步控制方法及装置、车辆、存储介质，属于自动化控制领域。所述方法包括：在车辆起步前，通过活体检测传感器检测所述车辆的人眼视觉盲区是否存在活体；当所述人眼视觉盲区存在活体时，禁止所述车辆起步；当所述人眼视觉盲区不存在活体时，允许所述车辆起步。该专利申请通过活体检测传感器检测装置车辆的人眼视觉盲区是否存在活体，进而降低了车辆起步前发生意外的概率。但是该专利申请没有提供具体的通讯方式，通讯速率难以保证，另外，没有设置报警模块，不能及时提醒驾驶人员。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术的车辆起步前盲区检测装置及方法，存在通讯速率难以保证以及不能及时提醒驾驶人员的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，包括控制器U3、超声波测距模块、报警模块以及ECU，所述超声波测距模块以及报警模块分别与控制器U3连接，所述控制器U3通过CAN总线以及CAN收发器U1与ECU连接，所述ECU分别与车辆的线控制动模块以及驱动电机控制模块连接；

控制器U3处理超声波测距模块的信号，若未检测到障碍物，则安全起步；若检测到障碍物，但位于驾驶员视野盲区外，控制器U3通过I/O口输出信号至报警模块，提醒驾驶员起步时注意障碍物；若检测到障碍物且位于驾驶员视野盲区内，控制器U3通过CAN总线发送控制指令至ECU，ECU再发送控制指令，进而控制车辆的线控制动模块以及驱动电机控制模块，禁止车辆起步，同时通过报警模块提醒驾驶员。

本发明通过CAN总线以及CAN收发器U1进行通讯，控制器U3通过CAN总线以及CAN收发器U1与ECU连接，CAN总线的通讯速率快且抗干扰能力强，保证较高的通讯速率，另外，设置报警模块，在检测到障碍物时通过报警模块及时提醒驾驶人员起步时注意障碍物，及时提醒驾驶人员在障碍物位于视野盲区内时注意障碍物，进一步保证驾驶安全。

进一步地，所述超声波测距模块的主芯片的第二引脚与控制器U3的第七十五引脚连接，超声波测距模块的主芯片的第三引脚与控制器U3的第七十七引脚连接，超声波测距模块的主芯片的第四引脚接电阻R26的一端，超声波测距模块的主芯片的第三引脚接电阻R26的另一端并接电源VCC，超声波测距模块的主芯片的第一引脚接地。

更进一步地，所述报警模块包括发光二极管D1、电阻R7、电阻R28、三极管Q1、电阻R29、电阻R30、电容C30以及蜂鸣器BEEP，所述发光二极管D1的正极与控制器U3的第一百四十一引脚连接，电阻R27的一端、电阻R29的一端以及电阻R30的一端均接电源VCC，电阻R28的一端与电阻R27的另一端以及控制器U3的第一百三十九引脚连接，三极管Q1的基极以及电容C30的一端均与电阻R28的另一端连接，电阻R29的另一端以及电阻R30的另一端均与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极与蜂鸣器BEEP的正极连接，蜂鸣器BEEP的负极以及电容C30的另一端均接地。

更进一步地，所述CAN收发器U1的第二引脚以及第八引脚均接地，CAN收发器U1的第三引脚接电源VCC，CAN收发器U1的第一引脚接控制器U3的第一百零四引脚，CAN收发器U1的第四引脚接控制器U3的第一百零三引脚，CAN收发器U1的第六引脚与ECU的CANL引脚连接，CAN收发器U1的第七引脚与ECU的CANH引脚连接。

更进一步地，基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置还包括晶振模块，所述晶振模块包括晶振X1、电阻R20、电阻R21、电容C25、电容C26、电阻R23、晶振X2、电容C24以及电容C27，电阻R20的一端与控制器U3的第八引脚连接，电阻R21的一端与控制器U3的第九引脚连接，晶振X1的第一引脚分别与电阻R20的另一端以及电容C25的一端连接，晶振X1的第四引脚分别与电阻R21的另一端以及电容C26的一端连接，电容C25的另一端以及电容C26的另一端均接地；电阻R23的一端、晶振X2的一端以及电容C24的一端均与控制器U3的第二十三引脚连接，电阻R23的另一端、晶振X2的另一端以及电容C27的一端均与控制器U3的第二十四引脚连接，电容C24的另一端以及电容C27的另一端均接地。

更进一步地，基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置还包括复位模块，所述复位模块包括电阻R24、电容C28以及复位开关S1，所述电阻R24的一端、电容C28的一端以及复位开关S1的一端均与控制器U3的第二十五引脚连接，电阻R24的另一端与电源+3V3连接，电容C28的另一端以及复位开关S1的另一端均接地。

更进一步地，所述CAN收发器U1的型号为TJA1050。

更进一步地，所述控制器U3的型号为stm32f103zet6。

更进一步地，所述超声波测距模块的型号为HC-SR04。

本发明还提供基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置的方法，所述方法包括：

步骤一：超声波测距模块检测障碍物的距离；

步骤二：控制器U3处理超声波测距模块的信号，若未检测到障碍物，跳转至步骤三；若检测到障碍物，但位于驾驶员视野盲区外，跳转至步骤四；若检测到障碍物且位于驾驶员视野盲区内，跳转至步骤五；

步骤三：未检测到障碍物，可安全起步，跳转至步骤一；

步骤四：障碍物位于视野盲区外，驾驶员能够通过视觉发现障碍物，控制器U3通过I/O口输出信号至报警模块，提醒驾驶员起步时注意障碍物，跳转至步骤一；

步骤五：检测到障碍物位于视野盲区内，控制器U3通过CAN总线发送控制指令至ECU，ECU再发送控制指令，进而控制车辆的线控制动模块以及驱动电机控制模块，禁止车辆起步，同时通过报警模块提醒驾驶员，然后跳转至步骤一。

本发明的优点在于：本发明通过CAN总线以及CAN收发器U1进行通讯，控制器U3通过CAN总线以及CAN收发器U1与ECU连接，CAN总线的通讯速率快且抗干扰能力强，保证较高的通讯速率，另外，设置报警模块，在检测到障碍物时通过报警模块及时提醒驾驶人员起步时注意障碍物，及时提醒驾驶人员在障碍物位于视野盲区内时注意障碍物，进一步保证驾驶安全。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置的结构框图；

图2为本发明实施例所提供的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置中超声波测距模块的原理图；

图3为本发明实施例所提供的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置中报警模块的原理图；

图4为本发明实施例所提供的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置中CAN收发器U1的原理图；

图5为本发明实施例所提供的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置中晶振模块的原理图；

图6为本发明实施例所提供的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置中复位模块的原理图；

图7为本发明实施例所提供的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测方法的逻辑流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，包括控制器U3、超声波测距模块1、报警模块2以及ECU，所述超声波测距模块1以及报警模块2分别与控制器U3连接，所述控制器U3通过CAN总线以及CAN收发器U1与ECU连接，所述ECU分别与车辆的线控制动模块3以及驱动电机控制模块4连接。ECU为车载电子控制单元，属于现有控制单元，在此不做赘述，线控制动模块3以及驱动电机控制模块4是车辆的固有模块，属于现有技术，在此不做赘述。

如图2所示，所述控制器U3的型号为stm32f103zet6，所述超声波测距模块1的型号为HC-SR04。所述超声波测距模块1的主芯片的第二引脚与控制器U3的第七十五引脚连接，超声波测距模块1的主芯片的第三引脚与控制器U3的第七十七引脚连接，超声波测距模块1的主芯片的第四引脚接电阻R26的一端，超声波测距模块1的主芯片的第三引脚接电阻R26的另一端并接电源VCC，超声波测距模块1的主芯片的第一引脚接地。

如图3所示，所述报警模块2包括发光二极管D1、电阻R7、电阻R28、三极管Q1、电阻R29、电阻R30、电容C30以及蜂鸣器BEEP，所述发光二极管D1的正极与控制器U3的第一百四十一引脚连接，电阻R27的一端、电阻R29的一端以及电阻R30的一端均接电源VCC，电阻R28的一端与电阻R27的另一端以及控制器U3的第一百三十九引脚连接，三极管Q1的基极以及电容C30的一端均与电阻R28的另一端连接，电阻R29的另一端以及电阻R30的另一端均与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极与蜂鸣器BEEP的正极连接，蜂鸣器BEEP的负极以及电容C30的另一端均接地。

如图4所示，所述CAN收发器U1的型号为TJA1050。所述CAN收发器U1的第二引脚以及第八引脚均接地，CAN收发器U1的第三引脚接电源VCC，CAN收发器U1的第一引脚接控制器U3的第一百零四引脚，CAN收发器U1的第四引脚接控制器U3的第一百零三引脚，CAN收发器U1的第六引脚与ECU的CANL引脚连接，CAN收发器U1的第七引脚与ECU的CANH引脚连接。

如图5所示，基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置还包括晶振模块，所述晶振模块包括晶振X1、电阻R20、电阻R21、电容C25、电容C26、电阻R23、晶振X2、电容C24以及电容C27，电阻R20的一端与控制器U3的第八引脚连接，电阻R21的一端与控制器U3的第九引脚连接，晶振X1的第一引脚分别与电阻R20的另一端以及电容C25的一端连接，晶振X1的第四引脚分别与电阻R21的另一端以及电容C26的一端连接，电容C25的另一端以及电容C26的另一端均接地；电阻R23的一端、晶振X2的一端以及电容C24的一端均与控制器U3的第二十三引脚连接，电阻R23的另一端、晶振X2的另一端以及电容C27的一端均与控制器U3的第二十四引脚连接，电容C24的另一端以及电容C27的另一端均接地。

如图6所示，基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置还包括复位模块，所述复位模块包括电阻R24、电容C28以及复位开关S1，所述电阻R24的一端、电容C28的一端以及复位开关S1的一端均与控制器U3的第二十五引脚连接，电阻R24的另一端与电源+3V3连接，电容C28的另一端以及复位开关S1的另一端均接地。

如图7所示，本发明还提供基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置的方法，所述方法包括：

步骤一：超声波测距模块1检测障碍物的距离；

步骤二：控制器U3处理超声波测距模块1的信号，若未检测到障碍物，跳转至步骤三；若检测到障碍物，但位于驾驶员视野盲区外，跳转至步骤四；若检测到障碍物且位于驾驶员视野盲区内，跳转至步骤五；

步骤三：未检测到障碍物，可安全起步，跳转至步骤一；

步骤四：障碍物位于视野盲区外，驾驶员能够通过视觉发现障碍物，控制器U3通过I/O口输出信号至报警模块2，提醒驾驶员起步时注意障碍物，跳转至步骤一；

步骤五：检测到障碍物位于视野盲区内，控制器U3通过CAN总线发送控制指令至ECU，ECU再发送控制指令，进而控制车辆的线控制动模块3以及驱动电机控制模块4，禁止车辆起步，同时通过报警模块2提醒驾驶员，然后跳转至步骤一。

通过以上技术方案，本发明提供的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置及方法，通过CAN总线以及CAN收发器U1进行通讯，控制器U3通过CAN总线以及CAN收发器U1与ECU连接，CAN总线的通讯速率快且抗干扰能力强，保证较高的通讯速率，另外，设置报警模块2，在检测到障碍物时通过报警模块2及时提醒驾驶人员起步时注意障碍物，及时提醒驾驶人员在障碍物位于视野盲区内时注意障碍物，进一步保证驾驶安全。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，其特征在于，包括控制器U3、超声波测距模块、报警模块以及ECU，所述超声波测距模块以及报警模块分别与控制器U3连接，所述控制器U3通过CAN总线以及CAN收发器U1与ECU连接，所述ECU分别与车辆的线控制动模块以及驱动电机控制模块连接；

控制器U3处理超声波测距模块的信号，若未检测到障碍物，则安全起步；若检测到障碍物，但位于驾驶员视野盲区外，控制器U3通过I/O口输出信号至报警模块，提醒驾驶员起步时注意障碍物；若检测到障碍物且位于驾驶员视野盲区内，控制器U3通过CAN总线发送控制指令至ECU，ECU再发送控制指令，进而控制车辆的线控制动模块以及驱动电机控制模块，禁止车辆起步，同时通过报警模块提醒驾驶员。

2.根据权利要求1所述的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，其特征在于，所述超声波测距模块的主芯片的第二引脚与控制器U3的第七十五引脚连接，超声波测距模块的主芯片的第三引脚与控制器U3的第七十七引脚连接，超声波测距模块的主芯片的第四引脚接电阻R26的一端，超声波测距模块的主芯片的第三引脚接电阻R26的另一端并接电源VCC，超声波测距模块的主芯片的第一引脚接地。

3.根据权利要求2所述的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，其特征在于，所述报警模块包括发光二极管D1、电阻R7、电阻R28、三极管Q1、电阻R29、电阻R30、电容C30以及蜂鸣器BEEP，所述发光二极管D1的正极与控制器U3的第一百四十一引脚连接，电阻R27的一端、电阻R29的一端以及电阻R30的一端均接电源VCC，电阻R28的一端与电阻R27的另一端以及控制器U3的第一百三十九引脚连接，三极管Q1的基极以及电容C30的一端均与电阻R28的另一端连接，电阻R29的另一端以及电阻R30的另一端均与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的发射极与蜂鸣器BEEP的正极连接，蜂鸣器BEEP的负极以及电容C30的另一端均接地。

4.根据权利要求3所述的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，其特征在于，所述CAN收发器U1的第二引脚以及第八引脚均接地，CAN收发器U1的第三引脚接电源VCC，CAN收发器U1的第一引脚接控制器U3的第一百零四引脚，CAN收发器U1的第四引脚接控制器U3的第一百零三引脚，CAN收发器U1的第六引脚与ECU的CANL引脚连接，CAN收发器U1的第七引脚与ECU的CANH引脚连接。

5.根据权利要求4所述的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，其特征在于，还包括晶振模块，所述晶振模块包括晶振X1、电阻R20、电阻R21、电容C25、电容C26、电阻R23、晶振X2、电容C24以及电容C27，电阻R20的一端与控制器U3的第八引脚连接，电阻R21的一端与控制器U3的第九引脚连接，晶振X1的第一引脚分别与电阻R20的另一端以及电容C25的一端连接，晶振X1的第四引脚分别与电阻R21的另一端以及电容C26的一端连接，电容C25的另一端以及电容C26的另一端均接地；电阻R23的一端、晶振X2的一端以及电容C24的一端均与控制器U3的第二十三引脚连接，电阻R23的另一端、晶振X2的另一端以及电容C27的一端均与控制器U3的第二十四引脚连接，电容C24的另一端以及电容C27的另一端均接地。

6.根据权利要求5所述的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，其特征在于，还包括复位模块，所述复位模块包括电阻R24、电容C28以及复位开关S1，所述电阻R24的一端、电容C28的一端以及复位开关S1的一端均与控制器U3的第二十五引脚连接，电阻R24的另一端与电源+3V3连接，电容C28的另一端以及复位开关S1的另一端均接地。

7.根据权利要求6所述的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，其特征在于，所述CAN收发器U1的型号为TJA1050。

8.根据权利要求6所述的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，其特征在于，所述控制器U3的型号为stm32f103zet6。

9.根据权利要求6所述的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置，其特征在于，所述超声波测距模块的型号为HC-SR04。

10.根据权利要求1-9任一项所述的基于CAN总线通讯的车辆起步前盲区检测装置的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一：超声波测距模块检测障碍物的距离；

步骤二：控制器U3处理超声波测距模块的信号，若未检测到障碍物，跳转至步骤三；若检测到障碍物，但位于驾驶员视野盲区外，跳转至步骤四；若检测到障碍物且位于驾驶员视野盲区内，跳转至步骤五；

步骤三：未检测到障碍物，可安全起步，跳转至步骤一；

步骤四：障碍物位于视野盲区外，驾驶员能够通过视觉发现障碍物，控制器U3通过I/O口输出信号至报警模块，提醒驾驶员起步时注意障碍物，跳转至步骤一；

步骤五：检测到障碍物位于视野盲区内，控制器U3通过CAN总线发送控制指令至ECU，ECU再发送控制指令，进而控制车辆的线控制动模块以及驱动电机控制模块，禁止车辆起步，同时通过报警模块提醒驾驶员，然后跳转至步骤一。

Images