CN212148758U - 一种基于毫米波雷达的安全带提醒系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于毫米波雷达的安全带提醒系统。它包括与车辆T‑BOX连接的处理器，以接收车辆的车速信号和安全带插销状态信号，处理器连接有检测元件和电源模块，当车辆的车速大于零时，处理器触发检测元件工作，以检测乘客所在位置，如乘客所在位置的安全带插销状态为锁闭状态时，处理器触发检测元件工作，以检测乘客是否正确系上安全带，当乘客所在位置的安全带插销状态为打开或乘客未正确系上安全带时，处理器输出提醒指令至车辆T‑BOX。本实用新型可覆盖全车座位的功能探测，有效区分活体与非活体，避免引起误报警，真正实现正确使用安全带的提醒作用，逐步提高了乘客的安全意识，实现了座椅未系安全带智能化监测报警功能。

Description

一种基于毫米波雷达的安全带提醒系统

技术领域

本实用新型涉及安全带提醒技术领域，具体涉及一种基于毫米波雷达的安全带提醒系统。

背景技术

车辆安全带的正确使用，对于发生事故时挽救乘车人员的生命起着关键的作用。现有的安全带未系提醒系统能够检测驾驶座、副驾驶座上有乘坐人员时是否有系上安全带，如果没有带上安全带的话车辆将会发出警报。但是多数车辆安全带未系提醒仅仅停留在满足法规的层面，并未真正做到强烈要乘客系上安全带。

以下总结了目前市场上以及最新专利实用新型关于安全带未系提醒系统采用的技术方案

压力传感器：

通过压力传感器识别座椅是否被乘客占用，随后触发碰撞安全模块分析信号，蜂鸣器发出警报。

缺点：a）无法区分是乘客还是物体，如将物品置于座椅上易引起误报警；b）仅起到提醒作用，不能有效避免乘客不正确地使用安全带，乘客仅仅将安全带锁舌扣入锁座但不将安全带经过身体前侧，是一种假性系安全带的现象，这样仅关闭警报但未起到安全防护作用。

生物传感器：

依靠安装在座椅靠背和座椅底座的生物传感器，结合生物技术来检测座椅乘员的生理特性从而识别到乘客，提醒乘客直到系上安全带再接触警报。该技术相较于方法1)能避免非乘客产生的误报，但依然只能起到提醒作用的程度。

多点感应（图像+红外+电流、电压降检测）：

通过图像识别和红外计数传感器采集人体体重和人员数量的数据，再通过支撑杆至座椅锁座之间导电材料的下降距离得到电压降，并与预安全带电压降值对比，由此判断乘客是否系好安全带发出警报。该技术能避免非乘客产生的误报，但不能有效避免假性系安全带的情况。

可见，如何精准判断交通工作中的安全带是否正确地系上，并能精准地仅针对乘客报警，是实际应用中的亟待处理的关键问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种基于毫米波雷达的安全带提醒系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种基于毫米波雷达的安全带提醒系统，包括处理器，所述处理器与车辆T-BOX连接，以接收所述车辆T-BOX采集的车辆的车速信号和安全带插销状态信号，所述处理器连接有检测元件和电源模块，当车辆的车速大于零时，所述处理器触发检测元件工作，以检测乘客所在位置，如乘客所在位置的安全带插销状态为锁闭状态时，所述处理器触发检测元件工作，以检测乘客是否正确系上安全带，当乘客所在位置的安全带插销状态为打开或乘客未正确系上安全带时，所述处理器输出提醒指令至车辆T-BOX，所述车辆T-BOX根据提醒指令控制发出提醒信号。

进一步的，所述检测元件包括毫米波雷达模块和与毫米波雷达模块连接的雷达天线，所述安全带上设有反馈部件，所述毫米波雷达模块通过反馈部件的位置检测乘客是否正确系上安全带。

进一步的，所述检测元件包括摄像头。

进一步的，所述处理器连接有CAN模块，所述CAN模块与车辆T-BOX和电源模块分别连接。

进一步的，所述CAN模块的型号为HVSON14。

进一步的，所述电源模块包括第一电源芯片和第二电源芯片，所述第一电源芯片与处理器和CAN模块分别连接，所述第二电源芯片与CAN模块连接，所述第一电源芯片和第二电源芯片均为DC12V输入，并依次以DC3.3V和DC5V输出。

进一步的，第一电源芯片和第二电源芯片的型号为TPS54302DDCR。

进一步的，所述处理器包括型号为STM32H742ZGT6的单片机。

有益效果：1、相比于摄像头，毫米波雷达不受光线限制，在夜晚也可稳定工作，具有优良的穿透性；

2、毫米波雷达探测角度大，可覆盖全车座位的功能探测，成本低；

3、有效区分活体与非活体，避免例如大件物品置于座椅上易引起误报警；

4、针对活体，可有效区分乘客和动物，可避免小动物在车上引起的误报警；

5、有效避免车内乘客不正确地使用安全带，特别是有效乘客仅仅将安全带锁舌扣入锁座但不将安全带经过身体前侧的一种假性系安全带的现象，真正实现正确使用安全带的提醒作用；

6、逐步提高了乘客的安全意识，实现了座椅未系安全带智能化监测报警功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例的基于毫米波雷达的安全带提醒系统的原理框图；

图2是本实用新型实施例的毫米波雷达和反馈部件的设置示意图；

图3是本实用新型实施例的处理器的第一部分接线示意图；

图4是本实用新型实施例的处理器的第二部分接线示意图；

图5是本实用新型实施例的处理器的第三部分接线示意图；

图6是本实用新型实施例的毫米波雷达模块的部分接线示意图；

图7是本实用新型实施例的毫米波雷达模块部分外围接线示意图；

图8是本实用新型实施例的电源模块的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

如图1至8所示，本实用新型实施例提供了一种基于毫米波雷达的安全带提醒系统，包括处理器1，处理器1包括型号为STM32H742ZGT6的单片机。处理器1与车辆T-BOX 2连接，现有的车辆T-BOX 2可采集车辆的车速和安全带插销状态等信号，处理器1通过与车辆T-BOX 2连接，就可以接收车辆T-BOX 2采集的车辆的车速信号和安全带插销状态信号，处理器1还连接有检测元件3和电源模块4，其中，电源模块4用来向处理器1提供工作电压。当车辆的车速大于零时，处理器1触发检测元件3工作，以检测乘客所在位置，如乘客所在位置的安全带插销状态为锁闭状态时，处理器1再次触发检测元件工作，以检测乘客是否正确系上安全带5，当乘客所在位置的安全带插销状态为打开或乘客未正确系上安全带5时，处理器1输出提醒指令至车辆T-BOX 2，车辆T-BOX 2根据提醒指令控制发出提醒信号。车辆T-BOX 2控制发出提醒信号的方式与其原有的方式相同，一般包括指示灯和声音提醒。当乘客所在位置的安全带插销状态为闭合且乘客正确系上安全带5时，处理器1输出正常使用信号至车辆T-BOX 2，此时，车辆T-BOX 2不控制发出提醒信号。需要说明的是，如车辆在行驶期间，乘客解开安全带，车辆T-BOX 2会检测到安全带插销状态变成打开，此时，处理器1会输出提醒指令至车辆T-BOX 2。

如图2所示，本实用新型实施例的检测元件3优选采用毫米波雷达模块，毫米波雷达模块连接有雷达天线，需要说明的是，处理器1通过毫米波雷达模块根据其现有的功能实现对乘客所在位置进行检测，具体的，毫米波雷达发射探波并接收返回的探波，通过基于傅里叶FFT的数字信号处理形成带距离和角度信息的目标点，通过距离和角度信息可以判断目标所在座位位置；再基于微位移（mm级别）方法检测车内相应座位的乘客、动物等活体，使其与非活体的物体区分开来；最后结合SAR成像将人和动物区分开来。为了便于检测乘客是否正确的系带安全带5，在安全带上设有反馈部件6，反馈部件6可以采用金属片或金属编织带等高RCS材质，金属片可以采用铝合金等材质，铝合金金属片一般在可充气安全带上，对于一般的非充气式的安全带，可采用柔性的金属片或柔性的金属编制带，不影响收放和使用。毫米波雷达模块通过反馈部件6的位置检测乘客是否正确系上安全带5。同理，毫米波雷达探测有乘客位置座位的反馈部件6的距离和角度的数据信息，若其值落入预设反馈部件6的距离和角度的误差区间内，则判断为已正确系安全带6，反之，则判断为未正确系安全带6。由于，反馈部件6的属性是高RCS，远高于人体的RCS，通过峰值检测可以筛选出强信号，确保探测到的是反馈部件6。需要注意的是，反馈部件6的尺寸及设置位置应不影响安全带6的正常收放和使用。

检测元件3也可以是摄像头，利用处理器1触发摄像头采集车内的图像，基于图像识别技术识别乘客所在位置以及乘客是否正确的系带安全带5。

处理器1连接有CAN模块7，CAN模块的型号优选为HVSON14。CAN模块7与车辆T-BOX2和电源模块4分别连接，处理器1通过CAN模块7与T-BOX 2进行通信，实现车速信号和安全带插销状态信号的接收，以及提醒指令的发出。

本实用新型实施例的电源模块包括第一电源芯片U1和第二电源芯片U2，其中，第一电源芯片U1与处理器1和CAN模块7分别连接，第二电源芯片U2与CAN模块7连接，第一电源芯片U1和第二电源芯片U2均优选为DC12V输入，输入的DC12V电压可由车载供电接口提供，并依次以DC3.3V和DC5V输出。第一电源芯片U1和第二电源芯片U2的型号优选为TPS54302DDCR，其分别通过输出端连接的电阻R10和电阻R16来调节输出电压为DC3.3V和DC5V输出。

为了节约电量，处理器1还可接收车辆T-BOX 2采集的车门状态信号，在车辆点火后，每当车门状态发生一次变化时，处理器1根据以上逻辑触发检测元件3进行一次检测。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于毫米波雷达的安全带提醒系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器与车辆T-BOX连接，以接收所述车辆T-BOX采集的车辆的车速信号和安全带插销状态信号，所述处理器连接有检测元件和电源模块，当车辆的车速大于零时，所述处理器触发检测元件工作，以检测乘客所在位置，如乘客所在位置的安全带插销状态为锁闭状态时，所述处理器触发检测元件工作，以检测乘客是否正确系上安全带，当乘客所在位置的安全带插销状态为打开或乘客未正确系上安全带时，所述处理器输出提醒指令至车辆T-BOX，所述车辆T-BOX根据提醒指令控制发出提醒信号。

2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的安全带提醒系统，其特征在于，所述检测元件包括毫米波雷达模块和与毫米波雷达模块连接的雷达天线，所述安全带上设有反馈部件，所述毫米波雷达模块通过反馈部件的位置检测乘客是否正确系上安全带。

3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的安全带提醒系统，其特征在于，所述检测元件包括摄像头。

4.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的安全带提醒系统，其特征在于，所述处理器连接有CAN模块，所述CAN模块与车辆T-BOX和电源模块分别连接。

5.根据权利要求4所述的基于毫米波雷达的安全带提醒系统，其特征在于，所述CAN模块的型号为HVSON14。

6.根据权利要求4所述的基于毫米波雷达的安全带提醒系统，其特征在于，所述电源模块包括第一电源芯片和第二电源芯片，所述第一电源芯片与处理器和CAN模块分别连接，所述第二电源芯片与CAN模块连接，所述第一电源芯片和第二电源芯片均为DC12V输入，并依次以DC3.3V和DC5V输出。

7.根据权利要求6所述的基于毫米波雷达的安全带提醒系统，其特征在于，第一电源芯片和第二电源芯片的型号为TPS54302DDCR。

8.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的安全带提醒系统，其特征在于，所述处理器包括型号为STM32H742ZGT6的单片机。

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