CN203974805U - 一种自动泊车系统控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种自动泊车系统控制器，包括方向盘转矩信号传感器、方向盘转角信号传感器、电源处理模块、轮速信号传感器、长距离超声波传感器、短距离超声波传感器、左/右转向信号传感器、倒档信号传感器、微处理器、EPS转矩输出、EPS转角输出、语音提示模块和蜂鸣器等。自动泊车系统启动后，系统开始寻找车位，找到合适车位后，系统提示驾驶员停车并挂入倒档准备泊车，接下来，系统根据规划的路径自主转动方向盘进行自动泊车。该系统为自动泊车系统，控制器可以根据传感器感知的环境数据自动完成泊车过程，无需驾驶员操作方向盘，使整个泊车过程快速高效。
Description
技术领域
本实用新型属于汽车泊车系统领域，具体涉及一种汽车辅助泊车系统控制器。
背景技术
随着汽车保有量迅速增长，城市停车难的问题日益突出，所以在有限的车位中快速地找到车位，并且准确、安全地驶入停车位是每位驾驶员所追求的目标。近年来，某些高档汽车上出现的自动泊车系统可以辅助驾驶员轻松、安全的泊车。系统开启后，系统通过超声波探头自动寻找车位，找到车位后给出提示，驾驶员挂入倒档，系统根据感知的车辆位置信息规划路径并跟踪路径，控制电动机自动转动方向盘，使汽车自动驶入停车位，驾驶员只要控制油门和刹车。
中国专利CN201120224701.5提出了一种自动泊车系统，该系统可以通过雷达传感器采集数据，并通过CAN总线进行汽车转向控制及连接原车显示系统，实时显示自动泊车系统工作过程提示信息。但是该专利并没有提及相应的控制器和控制方法。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出自动泊车系统的控制器，给出自动泊车系统的实施方案。
本实用新型涉及一种自动泊车系统控制器，一种自动泊车系统控制器，包括倒档信号传感器、方向盘转矩信号传感器、方向盘转矩信号传感器、左/右转向信号传感器、短距离超声波传感器、长距离超声波传感器、轮速信号传感器、电源处理模块语音提示模块、蜂鸣器、EPS转矩输出和EPS转角输出，所述倒档信号传感器、方向盘转矩信号传感器、方向盘转矩信号传感器、左/右转向信号传感器、短距离超声波传感器、长距离超声波传感器、轮速信号传感器、电源处理模块语音提示模块、蜂鸣器、EPS转矩输出和EPS转角输出分别与微处理器连接。
上述方案中，所述微处理器选用8位单片机XC866作为处理芯片。
上述方案中，所述语音提示模块包括WTV040-16S。
上述方案中，所述电源处理模块包括LCπ型滤波电路、12V稳压电路、DC-DC隔离电路和3.3V稳压电路，所述LCπ型滤波电路包括两个电容和一个电感，所述12V稳压电路包括L7812CV，所述DC-DC隔离电路包括芯片IB1205S/D-2W和外围电容，所述3.3V稳压电路包括稳压芯片REG1117-3.3。
上述方案中，所述轮速信号传感器包括RC型滤波电路、电压比较电路和光耦隔离电路，所述电压比较电路包括电压比较器LM339，所述光耦隔离电路包括光耦TLP521-4。
上述方案中，所述方向盘转矩信号传感器和方向盘转角信号传感器为LH3型EPS转矩转角传感器（SX4300A）。
上述方案中，所述长距离超声波传感器和短距离超声波传感器安装在车辆外壳上，分别包括光耦芯片和外围电阻。
上述方案中，所述左/右转向信号传感器安装在转向柱上，包括光耦芯片和外围电阻。
上述方案中，所述倒档信号传感器安装在变速箱上，包括光耦芯片和外围电阻。
本实用新型的有益效果是：控制器可以根据探头感知的环境数据自动完成泊车过程，无需驾驶员操作方向盘，使整个泊车过程快速高效。
附图说明
图1是一种自动泊车系统控制器的组成示意图
图2是一种自动泊车系统控制器的电源处理模块
图3是一种自动泊车系统控制器的转速信号处理流程图
图4是一种自动泊车系统控制器的控制方向盘自动转自原理图
图5是一种自动泊车系统控制器的主程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
本实用新型采用的技术方案是：控制器由方向盘转矩信号传感器、方向盘转角信号传感器、电源处理模块、轮速信号传感器、长距离超声波传感器、短距离超声波传感器、左/右转向信号传感器、倒档信号传感器、微处理器、EPS转矩输出、EPS转角输出、语音提示模块和蜂鸣器等组成，以微处理器为中心，其他模块分别与微处理器相连。
其中BAT：电源正输入，GND：电源地输入，WS_L：左轮速信号，WS_R：右轮速信号，L_sensor：左侧长距离超声波探头信号，R_sensor：右侧长距离超声波传感器信号，Sensor1~4：短距离超声波探头信号，L or R：左或右转向信号，TI1~TI2：方向盘转矩信号输入，PI1~PI3：方向盘转角信号输入，Reverse signal：倒档信号输入，TO1~TO2：输出到EPS控制器的模拟转矩信号，PO1~PO3：输出到EPS控制器的转角信号，AMP_P：扬声器正端输入，AMP_N：扬声器负端输入。
方向盘转矩信号传感器用来处理从LH3型EPS转矩转角传感器（SX4300A）获取的转矩信号，由于从方向盘传感器获取的转矩信号的负载电流较小，而且要求输出的电压脉动也较小，所以，设置RCπ型滤波电路，滤波电路由两个电容一个电阻组成，滤除掉方向盘转矩信号中的干扰信号，将稳定的方向盘转矩信号发送给微处理器。
方向盘转角信号传感器用来处理从LH3型EPS转矩转角传感器（SX4300A）获取的转角信号，由于从方向盘传感器获取的转矩信号的负载电流较小，而且要求输出的电压脉动也较小，所以，设置RCπ型滤波电路，滤波电路由两个电容一个电阻组成，滤除掉方向盘转角信号中的干扰信号，将稳定的方向盘转角信号发送给微处理器。
电源处理模块用来产生控制器各芯片所需的电压，包括LCπ型滤波电路、12V稳压电路、DC-DC隔离电路、3.3V稳压电路。LC π型滤波电路由两个电容和一个电感组成，滤波电路的输出连接12V稳压电路；12V稳压电路由稳压芯片L7812CV和外围滤波电容组成，经过稳压后的12V电压给超声波探头供电，12V稳压电路的输出连接DC-DC隔离电路；DC-DC隔离电路由芯片IB1205S/D-2W和外围电容组成，该电路把+12V电压转换成+5V，并且用来隔离控制器的模拟电路和数字电路，DC-DC隔离电路的输出连接3.3V稳压电路；3.3V稳压电路由稳压芯片REG1117-3.3和外围滤波电容组成，产生的3.3V电源给微处理器芯片和语音芯片供电。
轮速信号传感器安装在转向节的内侧，用来调理左右轮的轮速信号，调理左右轮的电路相同，均包括RC型滤波电路、电压比较电路、光耦隔离电路，将RC型滤波电路、电压比较电路、光耦隔离电路依次串接起来，由于轮速信号是有正有负的方波信号，因此需要将其转化成微处理器可以接收的高低电平信号，首先通过由电阻、电容组成的RC型滤波电路，滤除掉一部分干扰信号，并且将其作为输入信号输入到电压比较电路；电压比较电路用来比较输入的轮速信号电压与设定的参考电压的大小，并用输出高、低电平来表示输出结果，电压比较电路是用电压比较器LM339及外围电路组成的，如果轮速信号电压比设定的参考电压大，就输出高电平，比参考电压低就输出低电平；光耦隔离电路把方波信号转换成符合微处理器的电平信号，由光耦TLP521-4和外围电路组成，光耦隔离电路另一个作用是隔离模拟电路和微处理器间的相互干扰。
长距离超声波传感器和短距离超声波传感器都是用来调理超声波探头探测的距离信号，分别安装在车体外壳上，包括光耦芯片和外围电阻，输出连接微处理器。
左/右转向信号传感器安装在转向管柱上，是把左转向或者右转向的信号转换成符合微处理器输入端口电平范围的高/低电平信号，由光耦和电阻组成。
倒档信号传感器安装在变速箱上，也是由光耦和电阻组成，目的是在需要倒档是提醒驾驶员切换档位。
微处理器是控制器的中心，接收轮速信号、超声波距离信号和开关选择信号，根据这些信号规划泊车路径并跟踪路径，输出语音信号给语音信号处理模块、输出警示信号、通过指示灯告知驾驶员控制器的运行状况。本控制器选用8位单片机XC866作为处理芯片，该芯片资源丰富、运行速度快，而且是汽车级单片机，适应汽车使用坏境，安全可靠。
EPS转矩输出、EPS转角输出模块的功能是根据微处理器对车辆位置信息规划路径并计算出相应路径之后，并结合方向盘当前转矩，转角电压信号，将当前泊车所需的转矩，转角电压信号输出给EPS控制器，从而控制方向盘自主转动，完成泊车操作。
语音处理模块由语音芯片WTV040-16S和外围电阻电容组成，作用是根据微处理器发出的选址信号输出预先录制的语音信号给扬声器，语音芯片内部自带功率放大器，所以只要配置外围的电阻电容就可以放大语音信号。蜂鸣器的作用是泊车过程中汽车周围突然出现障碍物的时候发出警示信号，蜂鸣器鸣响的频率表示离障碍物的距离。
泊车之前，驾驶员按下泊车系统启动按钮，泊车系统开始工作，首先对处理器各模块初始化，接下来控制器自检，包括检查超声波探头、轮速探头和电源等，一旦发现故障，程序自行跳出循环，并输出故障信号，如果自检通过了，超声波探头开始探测车位，处理器记录本车与已停车辆的距离和车位的大小，找到车位后，控制器通过语音提示驾驶员找到车位，要求驾驶员手离开方向盘并挂入倒档，控制器根据探测的位置信息规划出泊车轨迹。以右侧平行泊车为例，汽车到达第一个转向点时，EPS控制器控制电机带动方向盘自动向右打死方向盘，汽车往后倒，往后倒的轨迹长度由处理器规划的路径决定，轮子实际走过的轨迹长度对轮速信号计算得到，这样就可以准确地跟踪规划的轨迹，汽车走过一段距离后，EPS控制器控制电机带动方向盘自动回正方向盘并继续往后倒，直线往后倒的距离也是规划好的，驶过一段距离后，EPS控制器控制电机带动方向盘自动向左打死方向盘继续往后倒，直至汽车停正，泊车完毕提示驾驶员关闭泊车系统。泊车过程中在每一个转向节点，控制器都会通过超声波探头测量本车与其他车辆之间的距离，判断实际轨迹是否严重超出规划路径，如果误差很大，控制器提示驾驶员此次泊车失败。
所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种自动泊车系统控制器，其特征在于：包括倒档信号传感器、方向盘转矩信号传感器、方向盘转矩信号传感器、左/右转向信号传感器、短距离超声波传感器、长距离超声波传感器、轮速信号传感器、电源处理模块语音提示模块、蜂鸣器、EPS转矩输出和EPS转角输出，所述倒档信号传感器、方向盘转矩信号传感器、方向盘转矩信号传感器、左/右转向信号传感器、短距离超声波传感器、长距离超声波传感器、轮速信号传感器、电源处理模块语音提示模块、蜂鸣器、EPS转矩输出和EPS转角输出分别与微处理器连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动泊车系统控制器，其特征在于：所述微处理器选用8位单片机XC866作为处理芯片。
3.根据权利要求1所述的一种自动泊车系统控制器，其特征在于：所述语音提示模块包括WTV040-16S。
4.根据权利要求1所述的一种自动泊车系统控制器，其特征在于：所述电源处理模块包括LCπ型滤波电路、12V稳压电路、DC-DC隔离电路和3.3V稳压电路，所述LCπ型滤波电路包括两个电容和一个电感，所述12V稳压电路包括L7812CV，所述DC-DC隔离电路包括芯片IB1205S/D-2W和外围电容，所述3.3V稳压电路包括稳压芯片REG1117-3.3。
5.根据权利要求1所述的一种自动泊车系统控制器，其特征在于：所述轮速信号传感器包括RC型滤波电路、电压比较电路和光耦隔离电路，所述电压比较电路包括电压比较器LM339，所述光耦隔离电路包括光耦TLP521-4。
6.根据权利要求1所述的一种自动泊车系统控制器，其特征在于：所述方向盘转矩信号传感器和方向盘转角信号传感器为LH3型EPS转矩转角传感器（SX4300A）。
7.根据权利要求1所述的一种自动泊车系统控制器，其特征在于：所述长距离超声波传感器和短距离超声波传感器安装在车辆外壳上，分别包括光耦芯片和外围电阻。
8.根据权利要求1所述的一种自动泊车系统控制器 ，其特征在于：所述左/右转向信号传感器安装在转向柱上，包括光耦芯片和外围电阻。
9.根据权利要求1所述的一种自动泊车系统控制器，其特征在于：所述倒档信号传感器安装在变速箱上，包括光耦芯片和外围电阻。
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