CN213262154U - 前向adas系统行人碰撞预警设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种前向ADAS系统行人碰撞预警设备，包括单片机、多路信号复用模块、多个超声波测距模块及报警器，报警器连接单片机，多个超声波测距模块均匀分布于车辆前方，多个超声波测距模块的控制端分别连接单片机，多个超声波测距模块的输出端分别与多路信号复用模块的多个输入端一一对应连接，多路信号复用模块的控制端及输出端分别连接单片机。本实用新型通过多个均匀分布的超声波测距模块测量车辆前方与行人之间的距离，覆盖的区域更广，缩小了测量盲区，提高了前向ADAS系统行人碰撞预警设备的可靠性。

Description

前向ADAS系统行人碰撞预警设备

技术领域

本实用新型涉及ADAS技术领域，尤其涉及一种前向ADAS系统行人碰撞预警设备。

背景技术

ADAS系统全称为高级驾驶辅助系统(AdvancedDrivingAssistanceSystem)，是利用安装在车上的各式各样传感器(毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航)，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。

前向ADAS系统行人碰撞预警设备用于防止车辆撞击行人，主要通过人体红外或图像检测识别行人，识别行人后测量车辆与行人之间的距离，若距离小于安全距离则进行报警。传统前向ADAS系统行人碰撞预警设备大都通过一个超声波测距模块测量车辆与行人之间的距离，由于单个超声波测距模块无法覆盖车辆前方的所有区域，导致无法测量车辆与盲区内行人的距离，行人碰撞预警的可靠性低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种前向ADAS系统行人碰撞预警设备，以解决传统前向ADAS系统行人碰撞预警设备采用单个超声波测距模块测距的可靠性低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种前向ADAS系统行人碰撞预警设备，包括单片机及报警器，所述报警器连接所述单片机，所述前向ADAS系统行人碰撞预警设备还包括多路信号复用模块及多个超声波测距模块；

多个所述超声波测距模块均匀分布于车辆前方，多个所述超声波测距模块的控制端分别连接所述单片机，多个所述超声波测距模块的输出端分别与所述多路信号复用模块的多个输入端一一对应连接，所述多路信号复用模块的控制端及输出端分别连接所述单片机。

可选的，所述超声波测距模块的数量为2～4个。

可选的，所述超声波测距模块包括HC-SR04模块，HC-SR04模块的TRIG引脚连接所述单片机，HC-SR04模块的ECHO引脚连接所述多路信号复用模块的输入端。

可选的，所述多路信号复用模块包括74HC151芯片，74HC151芯片的D0～D8引脚中一个连接所述超声波测距模块的输出端，74HC151芯片的A0～A2引脚分别连接所述单片机的控制引脚，74HC151芯片的Y引脚连接所述单片机的外部中断引脚。

可选的，所述前向ADAS系统行人碰撞预警设备还包括温度传感器及AD转换模块，所述温度传感器的输出端经所述AD转换模块连接所述单片机。

可选的，所述温度传感器的型号为LM135。

可选的，所述前向ADAS系统行人碰撞预警设备还包括电压转换电路，所述电压转换电路接入所述温度传感器的输出端与所述AD转换模块的模拟输入端之间，用于将所述温度传感器的输出电压转化为所述AD转换模块的模拟输入电压范围之内。

可选的，所述电压转换电路包括电压跟随器、差分放大器及反相放大器，所述温度传感器的输出端经电压跟随器连接差分放大器的反相输入端，差分放大器的同相输入端接入参考电压，差分放大器的输出端经反相放大器连接所述AD转换模块的模拟输入端。

可选的，所述报警器包括蜂鸣器报警电路、发光二极管电路及液晶显示电路。

本实用新型的前向ADAS系统行人碰撞预警设备相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过多个均匀分布的超声波测距模块测量车辆前方与行人之间的距离，覆盖的区域更广，缩小了测量盲区，提高了前向ADAS系统行人碰撞预警设备的可靠性；

(2)通过温度传感器采集环境温度，单片机可根据当前的环境温度得出超声波的传播速度，提高测距的精度，进而进一步提高前向ADAS系统行人碰撞预警设备的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的前向ADAS系统行人碰撞预警设备的结构框图；

图2为本实用新型的单片机及外围电路的电路图；

图3为本实用新型的超声波测距模块及多路信号复用模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例的前向ADAS系统行人碰撞预警设备包括单片机、多路信号复用模块、多个超声波测距模块及报警器，报警器连接单片机。多个超声波测距模块均匀分布于车辆前方，多个超声波测距模块的控制端分别连接单片机，多个超声波测距模块的输出端分别与多路信号复用模块的多个输入端一一对应连接，多路信号复用模块的控制端及输出端分别连接单片机。

本实施例中，由于车辆前方的区域一定，若超声波测距模块的数量太多可能会相互干扰，而且会影响处理速度，从而本实施例优选超声波测距模块的数量为2～4个，既可保证覆盖车辆前方区域，又可避免相互干扰。若多个超声波测距模块同时发射接收的话，必然产生严重的干扰现象，超声波测距模块在发出超声波以后等待回波信号到达之前，如果另一个超声波测距模块的超声波信号直接传过来就会引起误触发，这就必然会影响测量结果，如果同时测量需要的定时器等及外部中断也会更多，为了解决这种问题，本实施例通过多路信号复用模块控制多个超声波测距模块分时触发，采用分时触发的方式，多个超声波测距模块按顺序发射接收，同时只会有一个多个超声波测距模块在进行工作。

具体的，如图2所示，本实施例优选单片机为AT89C52芯片，如图3所示，超声波测距模块包括HC-SR04模块，多路信号复用模块包括74HC151芯片。HC-SR04模块的TRIG引脚连接AT89C52芯片的P1端口中的一个引脚，HC-SR04模块的ECHO引脚连接74HC151芯片的D0～D8引脚中的一个，74HC151芯片的A0～A2引脚分别一一连接AT89C52芯片的P2.1～P2.3引脚，74HC151芯片的Y引脚连接AT89C52芯片的外部中断引脚。其中，单片机的控制引脚包括AT89C52芯片的P2.1～P2.3引脚，HC-SR04模块的TRIG引脚为超声波测距模块的控制端，HC-SR04模块的ECHO引脚为超声波测距模块的输出端，74HC151芯片的D0～D8引脚中的一个为多路信号复用模块的输入端，74HC151芯片的A0～A2引脚为多路信号复用模块的控制端，74HC151芯片的Y引脚为多路信号复用模块的输出端，单片机通过控制74HC151芯片的A0～A2引脚的高低电平可选择任一HC-SR04超声波测距模块选通。

HC-SR04超声波测距模块共有四个引脚，分别为VCC、CND、TRIG和ECHO，VCC接5V电源，VDD接地。工作主要过程如下：单片机只要给TRIG接口输入时间达到超过10us的高电平信号，模块内部的控制单元就会自动产生40kHz的脉冲。在此之后，超声波发射探头就会发出超声波信号，差不多同时回响输出引脚ECHO的信号会变为高电平。当发出的超声波信号遇到人体反射回来被HC-SR04模块接收到以后，经过模块内部处理后，回响ECHO引脚的电平信号会变为低电平，ECHO引脚的高电平信号持续的时间就是超声波在空气中的传输时间。根据传播时间和传播速度利用超声波测距的渡越时间法公式即可得出车辆与行人的距离，在测量距离小于安全距离时单片机就可控制报警器报警。这样，本实施例通过多个均匀分布的超声波测距模块测量车辆前方与行人之间的距离，覆盖的区域更广，缩小了测量盲区，提高了前向ADAS系统行人碰撞预警设备的可靠性。

由于超声波在空气中传播声速受温度影响较大，所以需要测量环境温度以校正声速，从而减小环境温度对系统测量精度的影响。如图1所示，本实施例优选前向ADAS系统行人碰撞预警设备还包括温度传感器及AD转换模块，温度传感器的输出端经AD转换模块连接单片机。其中，温度传感器的型号为LM135，它是一种内部电路已校准的集成温度传感器，其输出电压与摄氏温度成正比，线性度好、灵敏度高、精度适中，工作类似于齐纳二极管，其工作电压较宽，可在4～20V的供电电压范围内正常工作，且耗电极省，工作电流一般小于60uA。输出阻抗低，在1MA负载时为0.1欧。通过传感器的特性可知，其输出电压为2.23～3.73V。AD转换模块可采用常见元件，这里不再举例。这样单片机可根据当前的环境温度得出超声波的传播速度，提高测距的精度。

由于温度传感器的输出电压可能超出AD转换模块的模拟输入电压范围，需要对温度传感器的输出电压进行电压转换。如图1所示，前向ADAS系统行人碰撞预警设备还包括电压转换电路，电压转换电路接入温度传感器的输出端与AD转换模块的模拟输入端之间，用于将温度传感器的输出电压转化为AD转换模块的模拟输入电压范围之内。具体的，电压转换电路包括电压跟随器、差分放大器及反相放大器，温度传感器的输出端经电压跟随器连接差分放大器的反相输入端，差分放大器的同相输入端接入参考电压，差分放大器的输出端经反相放大器连接AD转换模块的模拟输入端。这样便可将温度传感器的输出电压转化为AD转换模块的模拟输入电压范围之内。

进一步的，本实施例的报警器包括蜂鸣器报警电路、发光二极管电路及液晶显示电路。报警器具有三种示警手段，可分别从听觉和视觉上对驾驶员产生刺激，提高预警效果。蜂鸣器报警电路、发光二极管电路及液晶显示电路均可采用传统电路结构。

以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种前向ADAS系统行人碰撞预警设备，包括单片机及报警器，所述报警器连接所述单片机，其特征在于，所述前向ADAS系统行人碰撞预警设备还包括多路信号复用模块及多个超声波测距模块；

多个所述超声波测距模块均匀分布于车辆前方，多个所述超声波测距模块的控制端分别连接所述单片机，多个所述超声波测距模块的输出端分别与所述多路信号复用模块的多个输入端一一对应连接，所述多路信号复用模块的控制端及输出端分别连接所述单片机。

2.如权利要求1所述的前向ADAS系统行人碰撞预警设备，其特征在于，所述超声波测距模块的数量为2～4个。

3.如权利要求1所述的前向ADAS系统行人碰撞预警设备，其特征在于，所述超声波测距模块包括HC-SR04模块，HC-SR04模块的TRIG引脚连接所述单片机，HC-SR04模块的ECHO引脚连接所述多路信号复用模块的输入端。

4.如权利要求1所述的前向ADAS系统行人碰撞预警设备，其特征在于，所述多路信号复用模块包括74HC151芯片，74HC151芯片的D0～D8引脚中一个连接所述超声波测距模块的输出端，74HC151芯片的A0～A2引脚分别连接所述单片机的控制引脚，74HC151芯片的Y引脚连接所述单片机的外部中断引脚。

5.如权利要求1所述的前向ADAS系统行人碰撞预警设备，其特征在于，还包括温度传感器及AD转换模块，所述温度传感器的输出端经所述AD转换模块连接所述单片机。

6.如权利要求5所述的前向ADAS系统行人碰撞预警设备，其特征在于，所述温度传感器的型号为LM135。

7.如权利要求5所述的前向ADAS系统行人碰撞预警设备，其特征在于，还包括电压转换电路，所述电压转换电路接入所述温度传感器的输出端与所述AD转换模块的模拟输入端之间，用于将所述温度传感器的输出电压转化为所述AD转换模块的模拟输入电压范围之内。

8.如权利要求7所述的前向ADAS系统行人碰撞预警设备，其特征在于，所述电压转换电路包括电压跟随器、差分放大器及反相放大器，所述温度传感器的输出端经电压跟随器连接差分放大器的反相输入端，差分放大器的同相输入端接入参考电压，差分放大器的输出端经反相放大器连接所述AD转换模块的模拟输入端。

9.如权利要求1所述的前向ADAS系统行人碰撞预警设备，其特征在于，所述报警器包括蜂鸣器报警电路、发光二极管电路及液晶显示电路。

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