CN112859081A - 一种车载多功能感应传感器及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载多功能感应传感器及其应用方法,其技术方案要点是:包括:前端射频感知模块、算法处理模块、控制执行模块、通信模块、电源模块、报警模块;所述前端射频感知模块与所述算法处理模块相连接,所述前端射频感知模块用于发射毫米波雷达信号并获取检测空间内的反射回波信号以及对回波信号进行预处理;所述前端射频感知模块包括毫米波雷达,所述毫米波雷达包括毫米波雷达射频RF芯片;本车载多功能感应传感器可以在车辆不同的状态下检测不同的目标物,以车辆状态,选择不同的算法处理模式,实现了基于雷达检测技术的多功能用途,利用单个雷达传感器可以拥有不同的功能来满足多个车身控制器的信息处理。
Description
技术领域
本发明涉及传感器领域,特别涉及一种车载多功能感应传感器及其应用方法。
背景技术
随着汽车在智能化的程度越来越高,人们对汽车电子技术提出更高的要求。域控制器的提出,使很多控制器要求有更多的功能来降低成本,同时电子化的功能集成度更高。因此同一个传感器也可以拥有不同的功能来满足多个控制器的信息处理,以满足人们对舒适、智能化的追求。
专利CN202010321372.X公开了一种基于汽车雷达的电动尾门系统和控制方法,该系统只是针对传统电容式传感器进行的改进上提出的毫米波雷达方案,以克服现有脚踢式传感器装车成本高、功耗高、灵敏度低等缺陷,该系统利用毫米波雷达识别脚踢动作来打开电动尾门,功能较单一。
发明内容
针对背景技术中提到的问题,本发明的目的是提供一种车载多功能感应传感器及其应用方法,以解决背景技术中提到的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种车载多功能感应传感器,包括:前端射频感知模块、算法处理模块、控制执行模块、通信模块、电源模块、报警模块;
所述前端射频感知模块与所述算法处理模块相连接,所述前端射频感知模块用于发射毫米波雷达信号并获取检测空间内的反射回波信号以及对回波信号进行预处理;
所述前端射频感知模块包括毫米波雷达,所述毫米波雷达包括毫米波雷达射频RF芯片、MCU、收发天线组件、通信组件和外围电路;
所述电源模块分别与所述前端射频感知模块、所述算法处理模块、所述控制执行模块、所述通信模块以及所述报警模块相连接进行供电;
所述算法处理模块与所述控制执行模块连接用于对获取的雷达信号回波进行处理;
所述控制执行模块与所述算法处理模块连接,所述控制执行模块用于根据所述算法处理模块得到的结果做出相应的动作;
所述通信模块用于获取车辆状态信息;;
所述报警模块用于当车辆在倒车时检测到车后方有人或车辆以及路缘石等目标时进行报警提示。
通过采用上述技术方案,本车载多功能感应传感器提供了基于毫米波雷达实现的多功能传感器,可以在车辆不同的状态下检测不同的目标物,以车辆状态,选择不同的算法处理模式,实现了基于雷达检测技术的多功能用途,可以降低硬件成本,利用单个雷达传感器可以拥有不同的功能来满足多个车身控制器的信息处理;车载多功能感应传感器相对于基于摄像头的视觉感知,毫米波利用其电磁波实现对目标的特征感知具有全天时全天候的优势,避免了无光环境下的不良感知。
较佳的,所述毫米波雷达射频RF芯片包括但不限于信号发生、信号接收、倍频、混频、滤波、模拟数字转换、数据缓存、通信接口器件,所述收发天线组件采用N收M发天线收发阵列,所述MCU为前端射频系统提供波形参数。
较佳的,所述电源模块采用车身常节点12V电源进行二次降压和滤波为所述前端射频感知模块、所述算法处理模块、所述控制执行模块、所述通信模块以及所述报警模块提供相对稳定的电压。
较佳的,当毫米波雷达用于作为电动尾门开关时,所述控制执行模块检测脚的动作进行开关电动尾门;当毫米波雷达作为预警系统时,所述控制执行模块用于检测倒车时后方的行人、车辆和路缘石,根据检测的目标进行预警提示;当毫米波作为驾驶模式调节的传感器时,所述控制执行模块检测车辆下方路面情况。
较佳的,在所述通信模块控制下,毫米波雷达根据检测的脚动作信息发送命令给电动尾门模块进行开关尾门;毫米波雷达根据检测的行人、车辆和路缘石的目标特征信息发送报警信号给报警模块;毫米波雷达根据检测路面信息发送信号给驾驶模式调节。
本发明还提供了一种车载多功能感应传感器的应用方法,具体包括以下步骤:
步骤1:获取车辆状态信息,通过车辆状态信息判断车辆处理行驶、倒车或静止状态;
步骤2:在车辆倒车过程中,利用毫米波雷达用于检测人和车以及路缘石,毫米波雷达获取发射后的电磁回波对回波进行预处理,根据处理后的回波信号获取倒车时后方的人、车以及路缘石的距离和方位将所得检测目标的相对车的距离值与预设距离值进行比较,当相对车的距离值小于预设距离值时对驾驶员进行提示;
步骤3:在车辆停止时,利用毫米波雷达用于检测人的脚踢动作,此时毫米波雷达为电动尾门的开关,毫米波雷达获取发射后的电磁回波对回波信号进行预处理,毫米波雷达根据处理后的回波信号提取人的脚动作的频率参数将脚动作的频率参数与预设的动作参数进行比较;
步骤4:在车辆在前进行驶时,毫米波雷达用于检测车下方路面,毫米波雷达获取发射后的电磁回波对回波进行预处理,毫米波雷达根据处理后的回波信号获取地面的参数信息分析地面,并针对不同的路面进行试驾的模式调节。
较佳的,所述步骤3中,当人的脚动作与预设的动作开启电动尾门的参数相匹配时,进行电动尾门的开启;当人的脚动作与预设的动作关闭电动尾门的参数相匹配时,进行电动尾门的关闭。
较佳的,所述步骤4中,根据处理后的回波信号获取地面的参数信息分析地面为干燥路面、冰雪路面、雨水路面,试驾的模式包括运动模式、经济模式、舒适模式、标准模式。
综上所述,本发明主要具有以下有益效果:
1.本车载多功能感应传感器提供了基于毫米波雷达实现的多功能传感器,可以在车辆不同的状态下检测不同的目标物,以车辆状态,选择不同的算法处理模式,实现了基于雷达检测技术的多功能用途,可以降低硬件成本,利用单个雷达传感器可以拥有不同的功能来满足多个车身控制器的信息处理;
2.本车载多功能感应传感器相对于基于摄像头的视觉感知,毫米波利用其电磁波实现对目标的特征感知具有全天时全天候的优势,避免了无光环境下的不良感知。
附图说明
图1是本发明的系统框图;
图2是本发明的分离式雷达方案;
图3是本发明的集成式雷达方案;
图4是本发明的雷达多功能流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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做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。
实施例1
参考图1至图3,一种车载多功能感应传感器,主要包括以下部分:
前端射频感知模块、算法处理模块、控制执行模块、通信模块、电源模块、报警模块;
其中前端射频感知模块与算法处理模块相连接,前端射频感知模块用于发射毫米波雷达信号并获取检测空间内的反射回波信号以及对回波信号进行预处理;
其中前端射频感知模块包括毫米波雷达,毫米波雷达包括毫米波雷达射频RF芯片、MCU、收发天线组件、通信组件和外围电路;
其中电源模块分别与前端射频感知模块、算法处理模块、控制执行模块、通信模块以及报警模块相连接进行供电;
其中算法处理模块与控制执行模块连接用于对获取的雷达信号回波进行处理;
其中控制执行模块与算法处理模块连接,控制执行模块用于根据算法处理模块得到的结果做出相应的动作;
其中通信模块用于获取车辆状态信息;;
其中报警模块用于当车辆在倒车时检测到车后方有人或车辆以及路缘石等目标时进行报警提示。
参考图1至图3,本车载多功能感应传感器提供了基于毫米波雷达实现的多功能传感器,可以在车辆不同的状态下检测不同的目标物,以车辆状态,选择不同的算法处理模式,实现了基于雷达检测技术的多功能用途,可以降低硬件成本,利用单个雷达传感器可以拥有不同的功能来满足多个车身控制器的信息处理;本车载多功能感应传感器相对于基于摄像头的视觉感知,毫米波利用其电磁波实现对目标的特征感知具有全天时全天候的优势,避免了无光环境下的不良感知较佳的,毫米波雷达射频RF芯片包括但不限于信号发生、信号接收、倍频、混频、滤波、模拟数字转换、数据缓存、通信接口器件,收发天线组件采用N收M发天线收发阵列,MCU为前端射频系统提供波形参数。
参考图1至图3,其中电源模块采用车身常节点12V电源进行二次降压和滤波为前端射频感知模块、算法处理模块、控制执行模块、通信模块以及报警模块提供相对稳定的电压。
参考图1至图3,其中当毫米波雷达用于作为电动尾门开关时,控制执行模块检测脚的动作进行开关电动尾门;当毫米波雷达作为预警系统时,控制执行模块用于检测倒车时后方的行人、车辆和路缘石,根据检测的目标进行预警提示;当毫米波作为驾驶模式调节的传感器时,控制执行模块检测车辆下方路面情况。
参考图1至图3,其中在通信模块控制下,毫米波雷达根据检测的脚动作信息发送命令给电动尾门模块进行开关尾门;毫米波雷达根据检测的行人、车辆和路缘石的目标特征信息发送报警信号给报警模块;毫米波雷达根据检测路面信息发送信号给驾驶模式调节。
实施例2
与实施例1的不同之处在于:
参考图3和图4,还包括分离式雷达系统,包含:收发天线阵列与单芯片RF、DSP、主处理器集成SOC:在雷达系统中,主处理器控制FR发射60GHz或77GHz毫米波经收发天线阵列的发射天线阵列发射至被检测空间,经被检测的空间目标反射回波信号,收发天线阵列的接收天线阵列接收回波信号,RF将处理后的回波信号直接通过Mipi-CSI2或LVDS接口以速率480Mbps速率将数据传回到DSP中,DSP通过回波信号分析得到目标的特征信息。
参考图3和图4,还包括集成式雷达系统,包含:单芯片发天线阵列、收天线阵列、RF、DSP主处理器芯片分离式SOC:在雷达系统中,主处理器控制FR发射60GHz或77GHz毫米波经发射天线阵列发射至被检测空间,经被检测的空间内目标反射回波信号,接收天线阵列接收回波信号,RF将处理后的回波数据存放在RF内部RAM中进行缓存,通过EDMA驱动将RF中RAM回波数据以ping-pong模式搬到DSP的内部RAM中存放,DSP通过回波信号分析得到目标的特征信息。
其中,收发天线组件采用N收M发天线收发阵列。与此同时MCU为前端射频系统提供必要的波形参数。
其中,通信模块,用于获取车辆状态信息;毫米波雷达根据检测的脚动作信息发送命令给电动尾门模块进行开关尾门;毫米波雷达根据检测的行人、车辆和路缘石的目标特征信息发送报警信号给报警模块;毫米波雷达根据检测路面信息发送信号给驾驶模式调节。通信模块包含WiFi、以太网、can、ZigBee、Z-Wave、StartRoom、串口(RS232、RS485、RS422)、5G、6G等网络协议。
其中,算法处理模块与控制执行模块连接,用于对获取的雷达信号回波进行处理。根据车辆状态,选择不同的算法处理模式,当车辆状态在倒车时选择检测人、车辆以及路缘石的算法,当车辆停止时选择检测脚动作的微多普勒处理算法;当车辆在前进行驶时选择检测路面RCS的算法。
其中,电源模块与其他模块相连接,用于给装置的其他单元模块进行供电,采用车身常节点12V电源进行二次降压和滤波,可以给其他模块提供相对稳定的电压。
其中,控制执行模块,与算法处理模块连接,用于根据所述算法处理模块得到的结果做出相应的动作;当毫米波雷达用于作为电动尾门开关时,检测脚的动作进行开关电动尾门;当毫米波雷达作为预警系统时用于检测倒车时后方的行人、车辆和路缘石,根据检测的目标进行预警提示;当毫米波作为驾驶模式调节的传感器时,检测车辆下方路面情况。
实施例3
参考图1和图4,与实施例1的不同之处在于,本发明还提供了一种车载多功能感应传感器的应用方法,具体包括以下步骤:
步骤1:获取车辆状态信息,通过车辆状态信息判断车辆处理行驶、倒车或静止状态;
步骤2:在车辆倒车过程中,利用毫米波雷达用于检测人和车以及路缘石,毫米波雷达获取发射后的电磁回波对回波进行预处理,根据处理后的回波信号获取倒车时后方的人、车以及路缘石的距离和方位将所得检测目标的相对车的距离值与预设距离值进行比较,当相对车的距离值小于预设距离值时对驾驶员进行提示;
步骤3:在车辆停止时,利用毫米波雷达用于检测人的脚踢动作,此时毫米波雷达为电动尾门的开关,毫米波雷达获取发射后的电磁回波对回波信号进行预处理,毫米波雷达根据处理后的回波信号提取人的脚动作的频率参数将脚动作的频率参数与预设的动作参数进行比较;
步骤4:在车辆在前进行驶时,毫米波雷达用于检测车下方路面,毫米波雷达获取发射后的电磁回波对回波进行预处理,毫米波雷达根据处理后的回波信号获取地面的参数信息分析地面,并针对不同的路面进行试驾的模式调节。
其中,步骤3中,当人的脚动作与预设的动作开启电动尾门的参数相匹配时,进行电动尾门的开启;当人的脚动作与预设的动作关闭电动尾门的参数相匹配时,进行电动尾门的关闭。
其中,步骤4中,根据处理后的回波信号获取地面的参数信息分析地面为干燥路面、冰雪路面、雨水路面,试驾的模式包括运动模式、经济模式、舒适模式、标准模式。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种车载多功能感应传感器,其特征在于:包括:前端射频感知模块、算法处理模块、控制执行模块、通信模块、电源模块、报警模块;
所述前端射频感知模块与所述算法处理模块相连接,所述前端射频感知模块用于发射毫米波雷达信号并获取检测空间内的反射回波信号以及对回波信号进行预处理;
所述前端射频感知模块包括毫米波雷达,所述毫米波雷达包括毫米波雷达射频RF芯片、MCU、收发天线组件、通信组件和外围电路;
所述电源模块分别与所述前端射频感知模块、所述算法处理模块、所述控制执行模块、所述通信模块以及所述报警模块相连接进行供电;
所述算法处理模块与所述控制执行模块连接用于对获取的雷达信号回波进行处理;
所述控制执行模块与所述算法处理模块连接,所述控制执行模块用于根据所述算法处理模块得到的结果做出相应的动作;
所述通信模块用于获取车辆状态信息;;
所述报警模块用于当车辆在倒车时检测到车后方有人或车辆以及路缘石等目标时进行报警提示。
2.根据权利要求1所述的一种车载多功能感应传感器,其特征在于:所述毫米波雷达射频RF芯片包括但不限于信号发生、信号接收、倍频、混频、滤波、模拟数字转换、数据缓存、通信接口器件,所述收发天线组件采用N收M发天线收发阵列,所述MCU为前端射频系统提供波形参数。
3.根据权利要求1所述的一种车载多功能感应传感器,其特征在于:所述电源模块采用车身常节点12V电源进行二次降压和滤波为所述前端射频感知模块、所述算法处理模块、所述控制执行模块、所述通信模块以及所述报警模块提供相对稳定的电压。
4.根据权利要求1所述的一种车载多功能感应传感器,其特征在于:所述算法处理模块根据车辆状态选择不同的算法处理模式,当车辆状态在倒车时,所述算法处理模块选择检测人、车辆以及路缘石的算法,当车辆停止时,所述算法处理模块选择检测脚动作的微多普勒处理算法;当车辆在前进行驶时,所述算法处理模块选择检测路面RCS的算法。
5.根据权利要求1所述的一种车载多功能感应传感器,其特征在于:当毫米波雷达用于作为电动尾门开关时,所述控制执行模块检测脚的动作进行开关电动尾门;当毫米波雷达作为预警系统时,所述控制执行模块用于检测倒车时后方的行人、车辆和路缘石,根据检测的目标进行预警提示;当毫米波作为驾驶模式调节的传感器时,所述控制执行模块检测车辆下方路面情况。
6.根据权利要求1所述的一种车载多功能感应传感器,其特征在于:在所述通信模块控制下,毫米波雷达根据检测的脚动作信息发送命令给电动尾门模块进行开关尾门;毫米波雷达根据检测的行人、车辆和路缘石的目标特征信息发送报警信号给报警模块;毫米波雷达根据检测路面信息发送信号给驾驶模式调节。
7.一种车载多功能感应传感器的应用方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
步骤1:获取车辆状态信息,通过车辆状态信息判断车辆处理行驶、倒车或静止状态;
步骤2:在车辆倒车过程中,利用毫米波雷达用于检测人和车以及路缘石,毫米波雷达获取发射后的电磁回波对回波进行预处理,根据处理后的回波信号获取倒车时后方的人、车以及路缘石的距离和方位将所得检测目标的相对车的距离值与预设距离值进行比较,当相对车的距离值小于预设距离值时对驾驶员进行提示;
步骤3:在车辆停止时,利用毫米波雷达用于检测人的脚踢动作,此时毫米波雷达为电动尾门的开关,毫米波雷达获取发射后的电磁回波对回波信号进行预处理,毫米波雷达根据处理后的回波信号提取人的脚动作的频率参数将脚动作的频率参数与预设的动作参数进行比较;
步骤4:在车辆在前进行驶时,毫米波雷达用于检测车下方路面,毫米波雷达获取发射后的电磁回波对回波进行预处理,毫米波雷达根据处理后的回波信号获取地面的参数信息分析地面,并针对不同的路面进行试驾的模式调节。
8.根据权利要求7所述的一种车载多功能感应传感器的应用方法,其特征在于:所述步骤3中,当人的脚动作与预设的动作开启电动尾门的参数相匹配时,进行电动尾门的开启;当人的脚动作与预设的动作关闭电动尾门的参数相匹配时,进行电动尾门的关闭。
9.根据权利要求7所述的一种车载多功能感应传感器的应用方法,其特征在于:所述步骤4中,根据处理后的回波信号获取地面的参数信息分析地面为干燥路面、冰雪路面、雨水路面,试驾的模式包括运动模式、经济模式、舒适模式、标准模式。
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