CN213338028U - 一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统 - Google Patents

Abstract

一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，包括中控盒，中控盒通过CAN总线连接有车辆获取模块，通过车辆获取模块分析车辆的运行速度，中控盒还通过CAN总线连接有若干个毫米波雷达，若干个毫米波雷达分布设置在车身侧面，中控盒还通过CAN总线连接有报警模块，以使车辆在运行过程中对可能发生碰撞危险的目标予以警报。本实用新型基于多颗高精度毫米波雷达进行系统组网，实现对特种车辆周边场景的360°全方位监控，免受环境气候的干扰，根据探测目标的运动轨迹与自车的运动状态，对运动目标进行预测与补偿，并根据自车运动特性与探测目标状况，对可能发生碰撞危险的目标予以报警提示，确保周围环境的安全得到无死角保护。

Description

一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统

技术领域

本实用新型涉及民航特种车辆报警技术领域，尤其是一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统。

背景技术

民用机场所划定的区域内使用的场道、航空器和运输服务勤务车辆都属于民航特种车辆，特种车辆指外廓尺寸、重量等方面超过设计车辆限界的及特殊用途的车辆，一般都有特殊标志或具有特种车型，民航特种车辆包括机务保障车辆、地面服务车辆、货运运输服务车辆、机场道面维护检测车辆等，大多特种车辆的体积和速度都大于普通车辆，且民航机场所处环境存在一定数量的飞机和地服人员，当民航特种车辆与飞机进行对接时，由于驾驶员依靠人眼对对接停靠距离把握不准，在泊车和行驶时受到视野狭小等客观条件的限制，极易发生擦碰事故，带来不必要的损失，所以对其周围的环境要进行实时监测，以保证其安全性，但现有的监控装置只针对普通车辆，且大多只通过摄像头来进行监控，安全性能差，精确度低，应用在民航特种车辆领域，易造成安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以对车辆、船舶、大型机械设备等场景的360°全方位进行监控并发出警报的毫米波雷达探测系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，包括中控盒，所述中控盒通过CAN总线连接有车辆获取模块，通过所述车辆获取模块分析车辆的运行速度，所述中控盒还通过CAN总线连接有若干个毫米波雷达，若干个所述毫米波雷达分布设置在车身侧面，所述中控盒还通过CAN总线连接有报警模块，以使车辆在运行过程中对可能发生碰撞危险的目标予以警报，所述中控盒的电源端连接有整车供电模块，用以给警报系统提供电能。

优选的，所述的中控盒通过网口连接有上位机，以使中控盒采集分析的车辆数据传输至上位机中进行存储操作。

优选的，所述的中控盒通过网口还连接有本地显示模块，以使中控盒采集的周围车辆的运行状态在本地显示模块中进行查看，用于实时显示栅格化后的点云区块图像。

优选的，所述的毫米波雷达的频域为79GHz，型号为ZB910MA01-A。

优选的，所述的CAN总线协议为CAN2.0A标准协议。

优选的，所述的报警模块包括报警灯和蜂鸣器，用于本地端的报警提示。

优选的，所述的车辆获取模块的信号传输端连接自身车辆的发动机，用以检测自身车辆行驶速度、加速度和车辆横摆角速度。

优选的，所述的中控盒的型号为ZB910CB，其内部设有陀螺仪，并包括一对OBD CAN总线接口和六对毫米波雷达CAN总线接口，其与所述上位机连接的网口为RJ45网络接口。

优选的，所述的毫米波雷达在车身的安装高度为1-1.3m，每两个相邻的所述毫米波雷达之间的间距为2-3.5m。

优选的，所述的毫米波雷达在车身的水平方向误差角不大于±5°，竖直方向的误差角不大于±1°。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型基于多颗高精度毫米波雷达进行系统组网，实现对民航特种车辆周边场景的360°全方位监控，免受环境气候的干扰，根据探测目标的运动轨迹与自车的运动状态，对运动目标进行预测与补偿，可以获得更好的检测效果，并根据自车运动特性与探测目标状况，对可能发生碰撞危险的目标予以报警提示，确保周围环境的安全得到无死角保护。

2、本实用新型由于毫米波雷达的安装本身存在一定的物理间距，决定了系统本身会存在一定的物理盲区，在该物理盲区内，雷达波束无法覆盖，通过多雷达信号的共同观测，并结合车辆自身运动速度以及被测目标运动速度等信息，可以综合获得目标的运动轨迹，并根据运动轨迹进行一定的补偿与预测，修补雷达安装过程中带来的近处物理盲区，以获得更好的检测效果，对于在开放式道路运动的雷达承载物，可以识别栅栏、绿化带、有护栏及门框的车站台等连续目标，在系统不需要报警时，将此类目标物排除。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型的中控盒内部拓扑结构示意图。

具体实施方式

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

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

如图1所示，本实用新型所述的一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，包括中控盒，中控盒通过CAN总线连接有车辆获取模块，通过车辆获取模块分析车辆的运行速度，并传输至中控盒中，中控盒还通过CAN总线连接有若干个毫米波雷达，若干个毫米波雷达分布设置在车身侧面，通过分布的若干个毫米波雷达，可以对自身车辆形成360°环角的监测，保证行驶过程中的安全性，且毫米波雷达通过反射波长来达到监测的目的，比之传统的摄像头来说，实用性更为广泛，局限性得以降低，中控盒还通过CAN总线连接有报警模块，报警模块包括报警灯和蜂鸣器，以使车辆在运行过程中对可能发生碰撞危险的目标予以警报，当毫米波雷达监测到周围车辆与自身车辆距离过近时，报警模块发出警报以提示驾驶员注意车距，中控盒的电源端连接有整车供电模块，用以给警报系统提供电能。

进一步，中控盒通过网口连接有上位机，以使中控盒采集分析的车辆数据传输至上位机中进行存储操作，并在上位机中对中控盒进行调试测验，中控盒通过网口还连接有本地显示模块，以使中控盒采集的周围车辆的运行状态在本地显示模块中进行查看，用于实时显示栅格化后的点云区块图像，周围车辆与自身车辆的间距及速度均可实时进行观察，根据所有毫米波雷达探测到的目标点的信息，将目标点信息进行汇总，并以栅格化的形式进行显示，栅格的尺寸可以另行配置，最小允许设置的栅格尺寸为0.1m，该过程的主要特点在于处理毫米波雷达的联立信号，与单传感器比较，在交界区域探测性能可以获得明显提升，对于在开放式道路运动的雷达承载物，可以识别栅栏、绿化带、车站台等连续目标，在系统不需要报警时，将此类目标物排除，此设置在中控盒中进行。

进一步，如图2所示，中控盒内共由四个处理器协同工作组成，COREA、COREB和COREC为毫米波雷达CAN总线接口处理器，负责通过CAN总线接收毫米波雷达的数据，经过数据信号处理后，汇聚于MAIN CORE处理器中，再由MAIN CORE处理器进行相关算法处理，测出自身车辆和周围车辆的车距车速信息。

进一步，毫米波雷达的频域为79GHz，型号为ZB910MA01-A，CAN总线协议为CAN2.0A标准协议，毫米波雷达的测试距离的最小值为0.2m,测试距离的最大值为30m，其测距精度为0.2m，测速范围为-70至70km/h，测速精度为1.1km/h，测角范围为-60至60deg，该款毫米波雷达具有水平方向角度的分辨能力，不具备垂直方向角度的分辨能力，对于垂直方向的多个目标，会被当做同一目标来看待，即毫米波雷达的检测目标为实际3D空间在2D空间中的投影。

进一步，每组CAN总线接口可以挂载1-4颗毫米波雷达，系统中控盒中共有6组与毫米波雷达对接的CAN总线接口，故至多可以搭载24颗毫米波雷达，但出于CAN总线的负载率与系统更新率的考量，同时为了保证每颗毫米波雷达有足够的目标点得以传输，故实际应用中建议最多挂载12颗毫米波雷达，即每个CAN总线接口上搭载2颗毫米波雷达，在中控盒内对所有毫米波雷达探测到的点云信息进行汇总、综合、处理，并采用栅格化、跟踪等多种技术手段，对目标信息进行展现，最终将处理后的点云信息在本地显示模块中进行显示与展现。

进一步，车辆获取模块的信号传输端连接自身车辆的发动机，用以检测自身车辆行驶速度、加速度和车辆横摆角速度，并在延时不低于500ms时，判断车辆的前进方向。

进一步，中控盒的型号为ZB910CB，其内部设有陀螺仪，并包括一对OBD CAN总线接口和六对毫米波雷达CAN总线接口，其与所述上位机连接的网口为RJ45网络接口。

进一步，毫米波雷达在车身的安装高度为1-1.3m，过低的安装高度会导致毫米波雷达探测到地面或路牙时产生误报，过高的安装高度会导致近处的高度较小的目标发生漏报的情况，每两个相邻的所述毫米波雷达之间的间距为2-3.5m，由于毫米波雷达的水平探测角为120°，因此两颗毫米波雷达之间存在一个三角形盲区，当间距为3.5m左右时，车身盲区最远处在1m左右，基本能保证周围车辆不会因为驶入盲区而丢失，当毫米波雷达安装在车身侧面最前端或最后端时，应适当朝前或朝后，用以提早发现周围目标车辆并加以跟踪。毫米波雷达在车身的水平方向误差角不大于±5°，以确保角度校准功能能正常工作，竖直方向的误差角不大于±1°，过大的误差会导致水平方向上的角度不准确，毫米波雷达的法线方向应指向车身的正侧面，垂直方向的误差不大于±1°，过低的角度会将远处的地面识别为目标，过高的角度会将远处较高的路牌识别为目标。

具体实施时，多个毫米波雷达组成的360°全环角监测系统，当毫米波雷达监测到周围车辆进入到监测系统中时，毫米波雷达实时监测周围车辆与自身车辆的间距，并通过车辆获取模块采集本车的运行速度和运行状态，通过中控盒的内部数据分析，得到目标车辆是否会对自身车辆造成安全事故的判断，若是，则通过报警模块发出警报以提示驾驶员注意车距，并在本地显示模块中实时以栅格形式显示车辆运行动态。

本实用新型基于多颗高精度毫米波雷达进行系统组网，实现对特种车辆周边场景的360°全方位监控，免受环境气候的干扰，根据探测目标的运动轨迹与自车的运动状态，对运动目标进行预测与补偿，可以获得更好的检测效果，并根据自车运动特性与探测目标状况，对可能发生碰撞危险的目标予以报警提示，确保周围环境的安全得到无死角保护。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (9)

1.一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，其特征在于：包括中控盒，所述中控盒通过CAN总线连接有车辆获取模块，通过所述车辆获取模块分析车辆的运行速度，所述中控盒还通过CAN总线连接有若干个毫米波雷达，若干个所述毫米波雷达分布设置在车身侧面，所述中控盒还通过CAN总线连接有报警模块，以使车辆在运行过程中对可能发生碰撞危险的目标予以警报，所述中控盒的电源端连接有整车供电模块，用以给警报系统提供电能；

其中，所述的毫米波雷达在车身的安装高度为1-1.3m，每两个相邻的所述毫米波雷达之间的间距为2-3.5m。

2.根据权利要求1所述的一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，其特征在于：所述的中控盒通过网口连接有上位机，以使中控盒采集分析的车辆数据传输至上位机中进行存储操作。

3.根据权利要求1所述的一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，其特征在于：所述的中控盒通过网口还连接有本地显示模块，以使中控盒采集的周围车辆的运行状态在本地显示模块中进行查看，用于实时显示栅格化后的点云区块图像。

4.根据权利要求1所述的一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，其特征在于：所述的毫米波雷达的频域为79GHz，型号为ZB910MA01-A。

5.根据权利要求1所述的一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，其特征在于：所述的CAN总线协议为CAN2.0A标准协议。

6.根据权利要求1所述的一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，其特征在于：所述的报警模块包括报警灯和蜂鸣器，用于本地端的报警提示。

7.根据权利要求1所述的一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，其特征在于：所述的车辆获取模块的信号传输端连接自身车辆的发动机，用以检测自身车辆行驶速度、加速度和车辆横摆角速度。

8.根据权利要求1所述的一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，其特征在于：所述的中控盒的型号为ZB910CB，其内部设有陀螺仪，并包括一对OBD CAN总线接口和六对毫米波雷达CAN总线接口，其与所述上位机连接的网口为RJ45网络接口。

9.根据权利要求1所述的一种民航特种车辆毫米波雷达警报系统，其特征在于：所述的毫米波雷达在车身的水平方向误差角不大于±5°，竖直方向的误差角不大于±1°。

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