CN114383628A - 一种车载超声波传感器系统 - Google Patents

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梁安平
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Abstract

本发明公开了一种车载超声波传感器系统，包括超声波传感器信息控制模块及分别与其连接的GPS模块、高分贝语音提示和报警模块，显示模块、多个超声波传感器；所述超声波传感器信息控制模块通过多通道模拟开关对各传感器通道进行选择发送传感器驱动信号，同时对各传感器信号的回波信号进行滤波、放大及整形处理；GPS模块测定出车辆的速度，为系统的工作提供条件输入。本发明不仅同时以显示画面和语音的方式为驾驶员提供盲区预警服务，而且也可同步通过外置高分贝语音报警模块提醒车辆附近的其它交通参与者注意避让，提高了车辆的智能化水平和安全性。同时避免了系统对车载显示装置和车辆CAN协议或车辆车速硬线信号的依赖。

Description

一种车载超声波传感器系统
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，特别涉及一种车载超声波传感器系统。
背景技术
随着社会的不断发展，汽车的数量日益增多，驾驶员对泊车辅助的功能需求越来越高。目前，车载系统获得的障碍物数据信息主要来自毫米波装置、激光装置、红外装置、机器视觉设备、超声波装置等。其中，相比于其他方法，超声波凭借穿透力强、衰减小、反射能力强，对光照、色彩、电磁场不敏感、不易受恶劣天气影响、测距原理简单、测距精度高、成本低等特点，其在车载系统中的应用范围也不断扩大。
因此，本发明提出了一种车载超声波传感器系统，具有显示、语音和车速测定的低速驾驶辅助的功能。
发明内容
为了解决大巴车、渣土车及搅拌车等车辆驾驶时的盲区给人们带来的安全隐患，同时避免低速驾驶辅助系统在获取车速信息等工作条件时对车辆CAN协议或车辆车速硬线信号的依赖。本发明提出一种车载超声波传感器系统，不仅通过雷达报警显示画面和语音的方式为驾驶员提供盲区预警服务，同时也通过外置高分贝的语音报警器提醒车辆附近其它的交通参与者注意避让。
本发明的技术方案是：
一种车载超声波传感器系统，包括超声波传感器信息控制模块及分别与其连接的GPS模块、高分贝语音提示和报警模块，显示模块、多个超声波传感器；所述超声波传感器信息控制模块，通过多通道模拟开关对各传感器通道进行选择发送传感器驱动信号，同时对各传感器信号的回波信号进行滤波、放大及整形处理；GPS模块测定出车辆的速度，为超声波传感器的工作提供条件输入。
优选的，所述超声波传感器为16个，在车辆前后保险杠处各安装4个，在车辆左右两侧各安装4个。
优选的，所述GPS模块采用集成贴片天线于一体的超紧凑型嵌入式GPS模块，其L1频段接收机的水平定位精度＜2.5m，速度精度＜0.1m/s，首次定位冷启动时间＜15s，采用UART串行接口，工作电压2.8V~4.3V,功耗20mA，同时采用多频主动干扰消除技术增强抗干扰能力。
优选的，所述高分贝语音提示和报警模块，采用LED贴片灯珠发光，光照强度＞800LX，使用寿命＞40000小时，最大声压可达120dB。
优选的，所述高分贝语音提示和报警模块，采用螺旋式灯罩，防护等级达IP69，通过红外遥控器远程控制警示灯的音量、音调及灯闪烁模式的切换。
优选的，所述显示模块包括采用4.3英寸彩色显示屏及其驱动芯片，带有亮度可调节的背光板。
优选的，所述超声波传感器信息控制模块，采用32位的微控制器，带有电源管理电路、CAN/RS232/RS485/LIN接口电路、语音驱动电路、蜂鸣器、喇叭、音量调节按键以及壳体。
本发明的优点是：
本发明提出的车载超声波传感器系统，配置有1个超声波控制模块， 1个专用的显示模块和1个高分贝语音报警模块，16个超声波传感器。不仅可同时以显示画面和语音的方式为驾驶员提供盲区预警服务，而且也可同步通过外置高分贝语音报警模块提醒车辆附近的其它交通参与者注意避让。提高了车辆的智能化水平和安全性，提高了驾驶员的安全性和驾驶舒适度。
在系统安装方面，尤其在后装市场中，避免了系统对车载显示装置和车辆CAN协议或车辆车速硬线信号的依赖。车辆的适配性更大，系统安装的成本更低。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明中车载超声波传感器系统的超声波传感器安装示意图；
图2为本发明中车载超声波传感器系统的功能结构框图；
图3为本发明中车载超声波传感器系统中硬件组成结构框图。
具体实施方式
如图2所示，本发明中的车载超声波传感器系统，包括超声波传感器信息控制模块及分别与其连接的GPS模块、高分贝语音提示和报警模块，显示模块、16个超声波传感器。其各自特征在于：
超声波传感器信息控制模块：通过多通道模拟开关对各传感器通道进行选择发送传感器驱动信号，同时对各传感器信号的回波信号0进行滤波、放大及整形处理。通过特有的算法，对超声波传感器采集到的数据进行处理分析。在车辆前后保险杠处各安装4个超声波传感器，在车辆左右两侧前后处各安装4个超声波传感器，共16个超声波传感器如图1所示。
GPS模块：采用一款集成贴片天线于一体的超紧凑型嵌入式GPS模块。L1频段接收机，水平定位精度＜2.5m，速度精度＜0.1m/s,首次定位时间冷启动＜15s，UART串行接口，工作电压2.8V～4.3V,功耗20mA，同时采用多频主动干扰消除技术增强抗干扰能力。在系统工作时，可准确测定出车辆的速度，为雷达的工作提供条件输入。
高分贝语音提示和报警模块：采用高亮度LED贴片灯珠发光，光照强度＞800LX，使用寿命＞40000小时，最大声压可达120dB。灯罩和底座分别采用特殊材质制成，抗冲击能力强，透光性好，适用温度范围广。螺旋式灯罩设计，安装拆卸简单，不易损坏。防护等级可达IP69，可通过红外遥控器远程控制警示灯的音量、音调及灯闪烁模式的切换。当在雷达的探测区域内有障碍物出现，模块会发出闪灯警报并语音提醒：“大车危险，请远离”。
显示模块：该模块由定制的4.3英寸彩色显示屏及专用驱动芯片、亮度可调节的背光板、32位的微控制器、电源管理电路、GPS模块、CAN/RS232/RS485/LIN接口电路、语音驱动电路、蜂鸣器、喇叭、音量调节按键以及壳体组成。功能框图如图3所示。其中16路雷达安装在车辆的不同位置，各安装位置处雷达的报警信息分别与屏幕的右半侧的公交车图标各位置处的报警图标相对应。根据障碍物的距离不同，远距离、中距离、近距离，报警图标分别用绿色、黄色和红色的水波纹状的色块进行显示。同时在屏幕的左侧中间位置会显示所有雷达探测到的距离中的最小距离值如0.40m。当任一雷达近距离报警时，屏幕左下方会闪烁出现红色的“STOP”图标。任一雷达出现故障时，屏幕的左上方会闪烁出现一个三角形且内部有叹号的黄色图标，提醒驾驶员雷达系统故障，需要检修。GPS定位成功后，屏幕的左上方会有GPS定位图标稳定显示。调节音量调节按键，可对喇叭播报的音量进行调节，其中高、中、低分别有对应的喇叭形状及三断波纹状的图标在屏幕的左上方进行对应点亮显示。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车载超声波传感器系统，其特征在于，包括超声波传感器信息控制模块及分别与其连接的GPS模块、高分贝语音提示和报警模块，显示模块、多个超声波传感器；所述超声波传感器信息控制模块，通过多通道模拟开关对各传感器通道进行选择发送传感器驱动信号，同时对各传感器信号的回波信号进行滤波、放大及整形处理；GPS模块测定出车辆的速度，为超声波传感器的工作提供条件输入。
2.根据权利要求1所述的车载超声波传感器系统，其特征在于，所述超声波传感器为16个，在车辆前后保险杠处各安装4个，在车辆左右两侧各安装4个。
3.根据权利要求1所述的车载超声波传感器系统，其特征在于，所述GPS模块采用集成贴片天线于一体的超紧凑型嵌入式GPS模块，其L1频段接收机的水平定位精度＜2.5m，速度精度＜0.1m/s，首次定位冷启动时间＜15s，采用UART串行接口，工作电压2.8V~4.3V,功耗20mA，同时采用多频主动干扰消除技术增强抗干扰能力。
4.根据权利要求1所述的车载超声波传感器系统，其特征在于，所述高分贝语音提示和报警模块，采用LED贴片灯珠发光，光照强度＞800LX，使用寿命＞40000小时，最大声压可达120dB。
5.根据权利要求4所述的车载超声波传感器系统，其特征在于，所述高分贝语音提示和报警模块，采用螺旋式灯罩，防护等级达IP69，通过红外遥控器远程控制警示灯的音量、音调及灯闪烁模式的切换。
6.根据权利要求1所述的车载超声波传感器系统，其特征在于，所述显示模块包括采用4.3英寸彩色显示屏及其驱动芯片，带有亮度可调节的背光板。
7.根据权利要求1所述的车载超声波传感器系统，其特征在于，所述超声波传感器信息控制模块，采用32位的微控制器，带有电源管理电路、CAN/RS232/RS485/LIN接口电路、语音驱动电路、蜂鸣器、喇叭、音量调节按键以及壳体。
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