CN210375714U - 碰撞检测系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种碰撞检测系统和车辆。包括电路板、设置在电路板上的处理模块以及多个弹性波传感器，所述多个弹性波传感器设置在被测物上，所述多个弹性波传感器相互串联、并联或混联后连接到所述处理模块；其中，所述弹性波传感器，用于检测被测物受到碰撞时所产生的弹性波信号，将所述弹性波信号转换为电压信号，传输给所述处理模块；所述处理模块，用于根据所述电压信号确定所述被测物受到碰撞的力度。本实用新型的碰撞检测系统，可以大大的减少线束数量，简洁系统，节省成本，并可以使得采集到的信号强度增强，还能够保证系统的正常工作。

Description

碰撞检测系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及碰撞检测技术领域，具体涉及一种碰撞检测系统以及一种包括该碰撞检测系统的车辆。

背景技术

相关碰撞检测系统中，通常会有两个或者两个以上的弹性波传感器同时使用的情况，这些弹性波传感器被安装在不同的位置，采集不同的位置的信号，以达到完成整个系统采集信号的目的。以往的情况中每个弹性波传感器都会引出正负两根线来，连接到信号采集单元上，这样整个系统弹性波传感器布线会随着弹性波传感器数量的增加而增加。而且在一些特殊的情况下触发信号非常小，使得单一的弹性波传感器采集到的信号也很小，不利于分析应用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种碰撞检测系统和一种车辆。

本实用新型的第一方面，提供一种碰撞检测系统，包括电路板、设置在所述电路板上的处理模块以及多个弹性波传感器，所述多个弹性波传感器设置在被测物上，所述多个弹性波传感器相互串联、并联或混联后连接到所述处理模块；其中，

所述多个弹性波传感器，用于检测被测物受到碰撞时所产生的弹性波信号，将所述弹性波信号转换为电压信号，传输给所述处理模块；

所述处理模块，用于根据所述电压信号确定所述被测物受到碰撞的力度。

可选地，所述碰撞检测系统还包括设置在所述电路板上的放大模块，所述放大模块的输入端与所述弹性波传感器电连接，所述放大模块的输出端与所述处理模块电连接；其中，

所述放大模块，用于对所述电压信号进行放大处理，将放大处理后的电压信号输出给所述处理模块。

可选地，所述碰撞检测系统还包括设置在所述电路板上的A/D转换模块，所述A/D转换模块的输入端与所述放大模块的输出端电连接，所述A/D转换模块的输出端与所述处理模块电连接；

所述A/D转换模块，用于对放大处理后的电压信号进行模数转换，将模数转换后的电压信号输出给所述处理模块。

可选地，所述处理模块包括存储器、信号确定模块以及与所述存储器和所述信号确定模块均电连接的判断模块；其中，

所述存储器，预先存储有波动阈值；

所述信号确定模块，用于根据所述电压信号确定所述电压信号对应的波动值；

所述判断模块，用于判断所述波动值是否超过所述波动阈值，若是，则发出报警信号；或者，

所述存储器，预先存储有能量阈值；

所述信号确定模块，用于根据所述电压信号确定所述电压信号对应的波动值，并根据所述波动值与预设基准值之间的差值获得能量值；

所述判断模块，用于判断所述能量值是否超过所述能量阈值，若是，则发出报警信号。

可选地，所述处理模块还包括等级确定模块，所述等级确定模块与所述存储器、所述信号确定模块和所述判断模块均电连接，其中，

所述存储器，还预先储存有表征不同碰撞等级的波动值等级；

所述等级确定模块，用于接收所述报警信号，在接收到所述报警信号时，将所述波动值与所述波动值等级进行比较，并根据比较结果确定碰撞等级；或者，

所述存储器，还预先储存有表征不同碰撞或敲击等级的能量等级；

所述等级确定模块，用于在接收到所述报警信号时，将所述能量值与所述能量等级进行比较，并根据比较结果确定碰撞或敲击等级。

可选地，所述碰撞检测系统还包括图像采集模块，所述图像采集模块与所述处理模块电连接，所述图像采集模块设置在所述被测物周围；其中，

所述图像采集模块，用于接收所述报警信号，在接收到所述报警信号时，采集所述被测物周围的音频信息、图像信息和视频信息中的一种或多种。

可选地，所述图像采集模块包括采集子模块以及与所述采集子模块电连接的压缩子模块；其中，

所述采集子模块，用于接收所述报警信号，在接收到所述报警信号时，采集所述被测物周围的音频信息、图像信息和视频信息中的一种或多种；

所述压缩子模块，用于压缩采集到的音频信息、图像信息和视频信息中的一种或多种。

可选地，所述碰撞检测系统还包括设置在所述电路板上的通信模块，所述通信模块与所述处理模块和所述图像采集模块均电连接；其中，

所述通信模块，用于接收所述报警信号，在接收到所述报警信号时，将所述图像采集模块所采集的被测物周围的音频信息、图像信息和视频信息发送至目标移动终端。

可选地，还包括设置在所述电路板上的中转预处理器，所述中转预处理器包括串联连接电路、并联连接电路或混联连接电路，所述多个弹性波传感器连接到所述串联连接电路、并联连接电路或混联连接电路的输入端，所述联连接电路、并联连接电路或混联连接电路的输出端连接到所述处理器，以对所述弹性波传感器进行串联、并联或混联。

本实用新型的第二方面，提供一种车辆，包括车主体以及设置在所述车主体上的碰撞检测系统，所述碰撞检测系统采用前文记载的所述的碰撞检测系统。

本实用新型的碰撞检测系统和车辆，多个弹性波传感器相互串联或混联后连接到处理模块时，可以大大的减少线束数量，简洁该碰撞检测系统，节省成本。多个弹性波传感器相互并联或混联后连接到处理模块时，能够使得采集到的信号强度增强，从而能够有效提高碰撞检测准确度，并且，在并联连接的方式中，假设其中一个弹性波传感器有损坏的时候，还能够保证其他弹性波传感器依然能够采集到信号，保证系统的正常工作。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中碰撞检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例中多个弹性波传感器串联连接的结构示意图；

图3为本实用新型第三实施例中多个弹性波传感器并联连接的结构示意图；

图4为本实用新型第四实施例中碰撞检测系统的结构示意图；

图5为本实用新型第五实施例中碰撞检测系统的结构示意图；

图6为本实用新型第六实施例中碰撞检测系统的结构示意图；

图7为本实用新型第七实施例中碰撞检测系统的结构示意图；

图8为本实用新型第八实施例中碰撞检测系统的结构示意图；

图9为本实用新型第九实施例中碰撞检测系统的结构示意图；

图10为本实用新型第十实施例中碰撞检测系统的结构示意图；

图11为本实用新型第十一实施例中碰撞检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图3所示，本实用新型的第一方面，涉及一种碰撞检测系统100，该碰撞检测系统100包括电路板110、设置在电路板上的处理模块120以及多个弹性波传感器130，多个弹性波传感器130设置在被测物上，该被测物，例如，可以是车辆，或者也可以是其他需要防碰撞检测的场景。如图1、图2和图3所示，多个弹性波传感器130相互串联、并联或混联后连接到处理模块120。弹性波传感器130，用于检测被测物受到碰撞时所产生的弹性波信号，并将弹性波信号转换为电压信号，传输给处理模块120。处理模块120，用于根据该电压信号确定被测物受到碰撞的力度。

本实施例的碰撞检测系统100，多个弹性波传感器130相互串联或混联后连接到处理模块120上，可以大大的减少线束数量，简洁该碰撞检测系统100，节省成本。多个弹性波传感器130相互并联或混联后连接到处理模块120上，能够使得采集到的信号强度增强，从而能够有效提高碰撞检测准确度，并且，假设其中一个弹性波传感器130有损坏的时候，还能够保证其他弹性波传感器130依然能够采集到信号，保证系统的正常工作。

弹性波传感器能够检测物体受到碰撞所产生的弹性波信号，可以是压电陶瓷传感器、压电薄膜传感器、压电晶体传感器或者其它具有压电效应的传感器。

为了进一步提高碰撞检测的准确度，如图4所示，碰撞检测系统100还包括设置在电路板110上的放大模块140，放大模块140的输入端与弹性波传感器130电连接，放大模块140的输出端与处理模块120电连接。其中，放大模块140，用于对电压信号进行放大处理，将放大处理后的电压信号输出给处理模块120。

需要说明的是，对于放大模块140的具体结构并没有作出具体限定，例如，该放大模块140可以采用现有的运算放大器等能够实现信号放大的器件。

为了进一步提高碰撞检测的准确度，如图5所示，碰撞检测系统100还包括设置在电路板110上的A/D转换模块150，A/D转换模块150的输入端与放大模块140的输出端电连接，A/D转换模块150的输出端与处理模块120电连接。A/D转换模块150，用于对放大处理后的电压信号进行模数转换，将模数转换后的电压信号输出给处理模块120。

如图6所示，处理模块120包括存储器121、信号确定模块122以及与存储器121和信号确定模块122均电连接的判断模块123。其中，存储器121，预先存储有波动阈值，该存储器111，例如可以是软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒(MemoryStick)、xD卡等存储介质，当然，本领域技术人员也可以根据实际需要，选择其他一些存储介质。信号确定模块122，用于根据电压信号确定波动值，该波动值与被测物受到碰撞的力度呈正相关，也就是说，当波动值越大时，被测物受到碰撞的力度越大，反之，当波动值越小时，被测物受到碰撞的力度越小。判断模块123，用于判断波动值是否超过波动阈值，若是，则发出报警信号，该报警信号，例如可以通过网络传输方式向该碰撞检测系统100所绑定的移动终端发出报警信号，或者，也可以自动向报警平台发送报警信息等等，报警信号的具体形式，例如，可以通过短消息、报警提示音、电话语音等形式。

此外，还可以在存储器中预先存储能量阈值，信号确定模块122还可以根据电压信号计算获得电压信号对应的波动值；根据波动值与预存的基准值之间的差值获得能量值；判断模块123判断能量值是否超过能量阈值，若是，则发出报警信号。

在实际工作中，可利用一个或多个弹性波传感器C1至Cn将各自接收到的弹性波信号分别转化为与其接收到的弹性波信号频率一致的电压信号D1至Dn，再根据各电压信号D1至Dn的波动值与预设基准值分别计算各电压信号的能量值E1至En，最后再将能量值E1至En中一个或多个值的累加和/或平均，获得最终的弹性波总体能量值(当仅获得一个能量值E1时则不再进行累加及平均或1*E1/1)，此时该弹性波总体能量值即可反应运输设备在碰撞时产生的压力信息，由此获得实际力度信息；值得说明的是，在上述过程中，根据电压信号计算能量值的方法主要可通过以下

定长度的电压信号波长确定的信号点数，本领域相关技术人员可根据实际需要选择设置，本申请在此并不做进一步限制；E为电压信号的能量值。

本实施例结构的碰撞检测系统，除了可以判断被测物受到碰撞的力度以外，借助被测物所受到的波动值是否超过波动阈值，当超过波动阈值以后，可以输出报警，这样，可以有效保护被测物，避免出现损坏或出现被盗等财产损失。

需要说明的是，对于信号确定模块122的具体结构并没有作出限定，例如，该信号确定模块122可以采用示波器的结构，当然，除此以外，信号确定模块122也可以采用其他一些能够实现确定波动幅度的硬件电路结构。

进一步需要说明的是，对于判断模块123的具体结构并没有作出限定，该判断模块123，例如可以采用现有的比较器的结构。

为了便于确定被测物所受到碰撞的碰撞等级，如图7所示，处理模块120还包括等级确定模块124，等级确定模块124与存储器121、信号确定模块122和判断模块123均电连接，其中，存储器121，还预先储存有表征不同碰撞等级的波动值等级。等级确定模块124，用于接收报警信号，在接收到报警信号时，将波动值与波动值等级进行比较，并根据比较结果确定碰撞等级，从而可以输出不同等级的报警信号，可以进一步提高碰撞检测准确度。

此外，还可以在存储器121中预先存储表征不同碰撞或敲击等级的能量等级，等级确定模块124可以在接收到所述报警信号时，将能量值与能量等级进行比较，并根据比较结果确定碰撞或敲击等级。

需要说明的是，对于等级确定模块124的具体结构并没有作出限定，该等级确定模块124也可以采用比较器的结构。

如图8所示，碰撞检测系统100还包括图像采集模块160，图像采集模块160与处理模块120电连接，图像采集模块160设置在被测物周围。其中，图像采集模块160，用于接收报警信号，在接收到报警信号时，采集被测物周围的音频信息、图像信息和视频信息中的一种或多种。

具体地，如图8所示，在被测物受到外界碰撞时，其可以产生弹性波信号，此时，设置在被测物上多个弹性波传感器130便可以采集该弹性波信号，并将其转换为电压信号传输给处理模块120，处理模块120可以根据所接收到电压信号，判断被测物的波动值是否超过波动阈值，若是，则向图像采集模块160发出报警信号。此时，图像采集模块160启动并采集被测物周围的音频信息、视频信息或图像信息等，这样，通过图像采集模块160所采集的该些音频信息、视频信息或图像信息等，可以有助于分析判断被测物所受到的碰撞情况，例如，是否属于人为故意碰撞等，从而可以迅速锁定目标人群，避免出现进一步地财产损失。

具体地，如图9所示，图像采集模块160包括采集子模块161以及与采集子模块161电连接的压缩子模块162。其中，采集子模块161，用于接收报警信号，在接收到报警信号时，采集被测物周围的音频信息、图像信息和视频信息中的一种或多种。压缩子模块162，用于压缩采集到的音频信息、图像信息和视频信息中的一种或多种。这样，通过所设置的压缩子模块162，可以将采集到的关键音视频信息等进行压缩，从而可以节省传输时间，缩短报警时间。

需要说明的是，对于采集子模块161的具体结构并没有作出限定，例如，该采集子模块161可以采用摄像头、摄像机、相机、扫描仪或者其他带有拍照功能的设备(手机、平板电脑等)。

进一步需要说明的是，对于压缩子模块162的具体结构并没有作出限定，例如，该压缩子模块162可以采用硬件电路+压缩算法实现，具体地，例如，压缩子模块162可以采用FPGA(Field Programmable Gate Array)设计了一个LZMA压缩算法硬件加速电路。该电路由LZ77压缩控制器、区间编码控制器和数据读出控制器组成，采用数据乒乓结构、高性能并行匹配结构和流水线处理结构等多种方法提高了LZMA压缩算法的速度，在支持标准LZMA压缩文件格式的同时，将压缩速度提升到近125Mb/s，相比基于软件的LZMA算法加速10倍，每个时钟处理的相对数据加速近200倍。最后通过基于Virtex-6 FPGA的ML605开发平台验证了硬件加速电路的正确性和可行性。

如图10所示，碰撞检测系统100还包括设置在电路板110上的通信模块170，通信模块170与处理模块120和图像采集模块160均电连接。其中，通信模块170，用于接收报警信号，在接收到报警信号时，将图像采集模块160所采集的被测物周围的音频信息、图像信息和视频信息发送至目标移动终端200。该目标移动终端200，例如，可以是手机、平板或者电脑等，从而可以便于用户快速查看当前的报警信息。

具体地，通信模块170可以采用WIFI通信模块、3G通信模块、4G通信模块、5G通信模块或GPRS通信模块中的任意一者。当然，本领域技术人员还可以根据实际需要，选择其他一些通信协议所组成的通信结构。

如图11所示，碰撞检测系统100还包括设置在电路板110上的中转预处理器180，中转预处理器180包括串联连接电路、并联连接电路或混联连接电路，多个弹性波传感器130连接到串联连接电路、并联连接电路或混联连接电路的输入端，串联连接电路、并联连接电路或混联连接电路的输出端连接到处理模块120，以对所述弹性波传感器进行串联、并联或混联。

本实施例中，通过所设置的中转预处理器180，可以有效简化处理模块120与各弹性波传感器130之间的线束数量，可以避免信号干扰，有效提高碰撞检测准确度。

本实用新型的第二方面，提供一种车辆(图中并未示出)，包括车主体以及设置在车主体上的碰撞检测系统100，碰撞检测系统100采用前文记载的碰撞检测系统100，该碰撞检测系统100的结构具体可以参考前文相关记载，在此不作赘述。

本实施例的车辆，具有前文记载的防盗检测系统100，多个弹性波传感器130相互串联或混联后连接到处理模块120上，可以大大的减少线束数量，简洁该碰撞检测系统100，节省成本。多个弹性波传感器130相互并联或混联后连接到处理模块120上时，能够使得采集到的信号强度增强，从而能够有效提高碰撞检测准确度，并且，在并联连接的方式中，假设其中一个弹性波传感器130有损坏的时候，还能够保证其他弹性波传感器130依然能够采集到信号，保证系统的正常工作。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种碰撞检测系统，其特征在于，包括电路板、设置在所述电路板上的处理模块以及多个弹性波传感器，所述多个弹性波传感器设置在被测物上，所述多个弹性波传感器相互串联、并联或混联后连接到所述处理模块；其中，

所述多个弹性波传感器，用于检测被测物受到碰撞时所产生的弹性波信号，将所述弹性波信号转换为电压信号，传输给所述处理模块；

所述处理模块，用于根据所述电压信号确定所述被测物受到碰撞的力度。

2.根据权利要求1所述的碰撞检测系统，其特征在于，所述碰撞检测系统还包括设置在所述电路板上的放大模块，所述放大模块的输入端与所述弹性波传感器电连接，所述放大模块的输出端与所述处理模块电连接；其中，

所述放大模块，用于对所述电压信号进行放大处理，将放大处理后的电压信号输出给所述处理模块。

3.根据权利要求2所述的碰撞检测系统，其特征在于，所述碰撞检测系统还包括设置在所述电路板上的A/D转换模块，所述A/D转换模块的输入端与所述放大模块的输出端电连接，所述A/D转换模块的输出端与所述处理模块电连接；

所述A/D转换模块，用于对放大处理后的电压信号进行模数转换，将模数转换后的电压信号输出给所述处理模块。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的碰撞检测系统，其特征在于，所述处理模块包括存储器、信号确定模块以及与所述存储器和所述信号确定模块均电连接的判断模块；其中，

所述存储器，预先存储有波动阈值；

所述信号确定模块，用于根据所述电压信号确定所述电压信号对应的波动值；

所述判断模块，用于判断所述波动值是否超过所述波动阈值，若是，则发出报警信号；或者，

所述存储器，预先存储有能量阈值；

所述信号确定模块，用于根据所述电压信号确定所述电压信号对应的波动值，并根据所述波动值与预设基准值之间的差值获得能量值；

所述判断模块，用于判断所述能量值是否超过所述能量阈值，若是，则发出报警信号。

5.根据权利要求4所述的碰撞检测系统，其特征在于，所述处理模块还包括等级确定模块，所述等级确定模块与所述存储器、所述信号确定模块和所述判断模块均电连接，其中，

所述存储器，还预先储存有表征不同碰撞等级的波动值等级；

所述等级确定模块，用于接收所述报警信号，在接收到所述报警信号时，将所述波动值与所述波动值等级进行比较，并根据比较结果确定碰撞等级；或者，

所述存储器，还预先储存有表征不同碰撞或敲击等级的能量等级；

所述等级确定模块，用于在接收到所述报警信号时，将所述能量值与所述能量等级进行比较，并根据比较结果确定碰撞或敲击等级。

6.根据权利要求4所述的碰撞检测系统，其特征在于，所述碰撞检测系统还包括图像采集模块，所述图像采集模块与所述处理模块电连接，所述图像采集模块设置在所述被测物周围；其中，

所述图像采集模块，用于接收所述报警信号，在接收到所述报警信号时，采集所述被测物周围的音频信息、图像信息和视频信息中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的碰撞检测系统，其特征在于，所述图像采集模块包括采集子模块以及与所述采集子模块电连接的压缩子模块；其中，

所述采集子模块，用于接收所述报警信号，在接收到所述报警信号时，采集所述被测物周围的音频信息、图像信息和视频信息中的一种或多种；

所述压缩子模块，用于压缩采集到的音频信息、图像信息和视频信息中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的碰撞检测系统，其特征在于，所述碰撞检测系统还包括设置在所述电路板上的通信模块，所述通信模块与所述处理模块和所述图像采集模块均电连接；其中，

所述通信模块，用于接收所述报警信号，在接收到所述报警信号时，将所述图像采集模块所采集的被测物周围的音频信息、图像信息和视频信息发送至目标移动终端。

9.根据权利要求1所述的碰撞检测系统，其特征在于，还包括设置在所述电路板上的中转预处理器，所述中转预处理器包括串联连接电路、并联连接电路或混联连接电路，所述多个弹性波传感器连接到所述串联连接电路、并联连接电路或混联连接电路的输入端，所述联连接电路、并联连接电路或混联连接电路的输出端连接到所述处理器，以对所述弹性波传感器进行串联、并联或混联。

10.一种车辆，包括车主体以及设置在所述车主体上的碰撞检测系统，其特征在于，所述碰撞检测系统采用权利要求1至9中任意一项所述的碰撞检测系统。

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