RU97092U1 - VEHICLE SPACE ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM - Google Patents
VEHICLE SPACE ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM Download PDFInfo
- Publication number
- RU97092U1 RU97092U1 RU2010115834/11U RU2010115834U RU97092U1 RU 97092 U1 RU97092 U1 RU 97092U1 RU 2010115834/11 U RU2010115834/11 U RU 2010115834/11U RU 2010115834 U RU2010115834 U RU 2010115834U RU 97092 U1 RU97092 U1 RU 97092U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- sensor
- capacitance
- specified
- changes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
1. Система мониторинга пространства, окружающего транспортное средство, содержащая установленный на транспортном средстве, по меньшей мере, один датчик с чувствительным элементом, изменяющим свои параметры при приближении какого-либо материального объекта к указанному транспортному средству, устройство оценки параметров датчика и устройство подачи сигналов предупреждения о таком приближении, отличающаяся тем, что содержит емкостный датчик, снабженный протяженным чувствительным элементом в виде одной антенны, выполненной из электропроводящего материала и размещенной на кузове транспортного средства, и связанным с ним электронным средством измерения емкости указанного чувствительного элемента; устройство оценки параметров датчика выполнено в виде электронного логического устройства, приспособленного для оценки расстояния между транспортным средством и материальным объектом на основе информации об изменении параметров указанного емкостного датчика. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что электронное средство измерения емкости содержит генератор высокочастотных колебаний, колебательный контур которого связан с чувствительным элементом, и амплитудный детектор, обеспечивающий определение изменения амплитуды высокочастотных колебаний, возникающего в результате изменения емкости чувствительного элемента. ! 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве указанного электронного логического устройства содержит цифровой процессор, приспособленный для программирования критериев оценки изменений емкости чувствительного элемента, соответствующих событию наличия какого-либо материального 1. A system for monitoring the space surrounding a vehicle, comprising at least one sensor with a sensor element that changes its parameters when any material object approaches the specified vehicle, a sensor parameter estimator and a warning signal device about such an approximation, characterized in that it contains a capacitive sensor equipped with an extended sensitive element in the form of a single antenna made of electric rovodyaschego material and disposed on the vehicle body, and associated electronic means for measuring the capacitance of said sensing element; the device for evaluating the parameters of the sensor is made in the form of an electronic logic device adapted to estimate the distance between the vehicle and the material object based on information about changes in the parameters of the specified capacitive sensor. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the electronic means of measuring the capacitance comprises a high-frequency oscillation generator, the oscillatory circuit of which is connected with the sensitive element, and an amplitude detector that determines the change in the amplitude of high-frequency oscillations resulting from changes in the capacitance of the sensitive element. ! 3. The system according to claim 1, characterized in that as the specified electronic logical device contains a digital processor adapted for programming criteria for assessing changes in the capacitance of a sensitive element corresponding to the event of the presence of any material
Description
Полезная модель относится к системам, обеспечивающим мониторинг пространства, окружающего транспортное средство, и предупреждение о приближении каких-либо объектов к транспортному средству при его движении, например, объектов в виде препятствий при парковке транспортного средства, например, автомобиля, и о приближении к нему каких-либо объектов во время его стоянки или остановки.The utility model relates to systems providing monitoring of the space surrounding the vehicle and a warning about the approach of any objects to the vehicle when it is moving, for example, objects in the form of obstacles when parking a vehicle, for example, a car, and about which Any objects during its parking or stopping.
При парковке транспортного средства, например, автомобиля, в условиях ограниченного пространства и плохой видимости, особенно при движении задним ходом, водитель испытывает трудности в маневрировании транспортным средством вследствие того, что на пути движения могут присутствовать препятствия, не попадающие в зону видимости водителя. Кроме того, во время стоянки транспортного средства, в условиях ограниченного парковочного пространства и недостаточной освещенности немаловажным является обеспечение безопасности данного транспортного средства от повреждения другими транспортными средствами, производящими маневрирование для парковки рядом с ним.When parking a vehicle, for example, a car, in conditions of limited space and poor visibility, especially when reversing, the driver experiences difficulties in maneuvering the vehicle due to the fact that there may be obstacles in the path of movement that do not fall within the driver's field of vision. In addition, while the vehicle is parked, in conditions of limited parking space and insufficient lighting, it is important to ensure the safety of the vehicle from damage by other vehicles that maneuver for parking near it.
Известно множество различных парковочных систем, призванных обеспечить помощь водителю при выполнении парковки. Обычно такие системы содержат набор датчиков, монтируемых на внешних элементах кузова транспортного средства, например, автомобиля, чаще всего сзади, например, на заднем бампере, и иногда на переднем бампере, устройство обработки, обеспечивающее обработку сигналов, поступающих от датчиков, и оценку расстояния до препятствия.Many different parking systems are known to provide assistance to the driver when parking. Typically, such systems include a set of sensors mounted on the external elements of the vehicle body, for example, a car, most often at the rear, for example, on the rear bumper, and sometimes on the front bumper, a processing device that processes the signals from the sensors and estimates the distance to obstacles.
В настоящее время для обеспечения безопасности при парковке автомобилей применяются системы, использующие ультразвуковые, радиолокационные, оптические, электромагнитные датчики. Наиболее часто в парковочных системах используется ультразвуковая эхолокация (ЕР, 1624319, А1; ЕР, 1845002, В1). Такие системы, как правило, используют несколько электроакустических преобразователей (обычно, не менее четырех), обеспечивающих излучение акустических волн и прием волн, отраженных от препятствий. Преобразователи устанавливаются на внешних поверхностях заднего и переднего бамперов, что требует для установки датчиков выполнения отверстий в бамперах. Недостатком таких систем является то, что они не всегда дают достоверную информацию о расстоянии до препятствий, поскольку отраженный сигнал существенно зависит от конфигурации препятствий и их отражающих свойств. Кроме того, у таких систем существуют принципиальные ограничения, связанные с тем, что они не могут работать на расстояниях, сопоставимых с длиной волны зондирующего сигнала и меньших (обычно, 30-40 см). К тому же электроакустические преобразователи имеют достаточно узкую диаграмму направленности, что приводит к образованию так называемых «мертвых зон».Currently, systems that use ultrasound, radar, optical, and electromagnetic sensors are used to ensure safety when parking cars. Most often in parking systems, ultrasonic echolocation is used (EP, 1624319, A1; EP, 1845002, B1). Such systems, as a rule, use several electro-acoustic transducers (usually at least four), which provide emission of acoustic waves and reception of waves reflected from obstacles. The transducers are installed on the outer surfaces of the rear and front bumpers, which requires installation of sensors to make holes in the bumpers. The disadvantage of such systems is that they do not always provide reliable information about the distance to obstacles, since the reflected signal substantially depends on the configuration of the obstacles and their reflective properties. In addition, such systems have fundamental limitations associated with the fact that they cannot work at distances comparable with the wavelength of the probing signal and smaller (usually 30-40 cm). In addition, electro-acoustic transducers have a fairly narrow radiation pattern, which leads to the formation of so-called "dead zones".
Предлагаются различные способы сокращения и исключения «мертвых зон», например, с помощью увеличения количества датчиков и различных способов обработки сигналов, поступающих от них (ЕР, 1674885, А1). Однако это значительно усложняет систему и не решает проблему полностью.Various methods are proposed for reducing and eliminating “dead zones”, for example, by increasing the number of sensors and various methods of processing signals from them (EP, 1674885, A1). However, this greatly complicates the system and does not completely solve the problem.
В системах автоматической парковки, которыми сейчас оснащаются многие автомобили представительских классов, как правило, используются радиочастотные SSR радары, работающие в ближней зоне (Short Range Radar - SRR) (ЕР, 1674885, А1), или используются оптические датчики (ЕР, 1470977, А1). Парковочные системы с радиочастотными и оптическими радарами еще более сложны и дороги.In the automatic parking systems, which are now equipped with many executive cars, as a rule, radio frequency SSR radars operating in the near zone (Short Range Radar - SRR) (EP, 1674885, A1) are used, or optical sensors are used (EP, 1470977, A1 ) Parking systems with radio frequency and optical radars are even more complex and expensive.
Известна электромагнитная система обнаружения препятствий, где информация о приближении к препятствию формируется на основании измерения «возмущений» электромагнитного поля вокруг передающей антенны (RU, 2139572, С). В такой системе измерение «возмущений» электромагнитного поля осуществляется на основе обработки сигнала, поступающего с приемной антенны системы. Обе антенны размещаются на бампере автомобиля. Однако в такой системе характеристики обнаружения существенно зависят от взаимного расположения передающей и приемной антенн, что предъявляет повышенные требования к монтажу их на транспортном средстве. К тому же из описания системы, приведенного в данном патенте, не ясно, какие «возмущения» оцениваются и каким образом они сопоставляются с расстоянием до препятствия.Known electromagnetic obstacle detection system, where information about approaching an obstacle is generated based on the measurement of "disturbances" of the electromagnetic field around the transmitting antenna (RU, 2139572, C). In such a system, the measurement of the "disturbances" of the electromagnetic field is carried out on the basis of processing the signal from the receiving antenna of the system. Both antennas are placed on the bumper of the car. However, in such a system, the detection characteristics substantially depend on the relative position of the transmitting and receiving antennas, which makes it more demanding to mount them on a vehicle. Moreover, from the description of the system given in this patent, it is not clear which “disturbances” are evaluated and how they are compared with the distance to the obstacle.
Известно, что для обнаружения объектов в охраняемой зоне могут использоваться емкостные датчики, реагирующие на изменение емкости чувствительного элемента датчика при приближении к нему объекта. Подобные датчики применяются, например, в системах охраны периметров (И.В.Иванов. «Охрана периметров». Изд «Паритет Граф», 2000). Эти системы предназначены для предупреждения о приближении людей к охраняемому периметру. Система реагирует на изменение емкости чувствительного элемента (антенны) датчика относительно земли, происходящее при приближении какого-либо объекта к чувствительному элементу датчика. Также емкостные датчики различных видов применяются в системах автоматики для создания систем безопасности в производстве (А.Еманов. Бесконтактные средства управления. Емкостные датчики от компании OMRON. «Новости электроники» №1, 2008], [Nils Karlsson. "A capacitive sensor for safeguarding operators of industrial robots". Robotica, vol.17, issue 1, January 1999, page 33-39).It is known that for detecting objects in a protected area, capacitive sensors can be used that respond to changes in the capacitance of the sensor's sensitive element when an object approaches it. Such sensors are used, for example, in perimeter security systems (I.V. Ivanov. “Perimeter Protection”. Publishing House “Parity Graf”, 2000). These systems are designed to warn people approaching the guarded perimeter. The system reacts to a change in the capacitance of the sensor’s sensitive element (antenna) relative to the ground, which occurs when an object approaches a sensor’s sensitive element. Also, capacitive sensors of various kinds are used in automation systems to create safety systems in production (A.Emanov. Contactless controls. Capacitive sensors from OMRON. "Electronics News" No. 1, 2008], [Nils Karlsson. "A capacitive sensor for safeguarding operators of industrial robots ". Robotica, vol. 17, issue 1, January 1999, page 33-39).
Однако емкостные датчики, используемые в охранных системах и в системах автоматики, имеют релейную характеристику обнаружения (с одним порогом), что не позволяет использовать их в системах мониторинга пространства для заблаговременного информирования о приближении объекта, емкостные датчики снабжены многоуровневой (не менее трех уровней) системой оценки изменений их емкости в зависимости от расстояния до объекта.However, capacitive sensors used in security systems and in automation systems have a relay detection characteristic (with a single threshold), which does not allow their use in space monitoring systems to inform in advance about the proximity of an object; capacitive sensors are equipped with a multi-level (at least three levels) system estimates of changes in their capacity depending on the distance to the object.
При создании полезной модели была поставлена задача разработки системы мониторинга пространства вокруг транспортного средства в его различных состояниях: в движении, при стоянке, остановке, маневрировании при парковке, обеспечивающей достоверной информацией о приближающихся к транспортному средству объектах со всех сторон в различное время суток и при различной освещенности местности.When creating a utility model, the task was to develop a system for monitoring the space around the vehicle in its various states: in motion, when parking, stopping, maneuvering during parking, providing reliable information about objects approaching the vehicle from all sides at different times of the day and at different times of the day illumination of the area.
Поставленная задача была решена созданием технического решения полезной модели системы мониторинга пространства, окружающего транспортное средство, содержащей установленный на транспортном средстве, по меньшей мере, один датчик с чувствительным элементом, изменяющим свои параметры при приближении какого-либо материального объекта к указанному транспортному средству, устройство оценки параметров датчика и устройство подачи сигналов предупреждения о таком приближении, отличающейся тем, что:The problem was solved by creating a technical solution for a useful model of a system for monitoring the space surrounding a vehicle, containing at least one sensor with a sensing element that changes its parameters when any material object approaches the specified vehicle, an evaluation device sensor parameters and a warning signal device for such an approach, characterized in that:
- содержит емкостной датчик, снабженный протяженным чувствительным элементом в виде одной антенны, выполненной из электропроводящего материала и размещенной на кузове транспортного средства, и связанным с ним электронным средством измерения емкости указанного чувствительного элемента;- contains a capacitive sensor equipped with an extended sensitive element in the form of a single antenna made of electrically conductive material and placed on the vehicle body, and associated electronic means for measuring the capacitance of said sensitive element;
- устройство оценки параметров датчика выполнено в виде электронного логического устройства, приспособленного для оценки расстояния между транспортным средством и материальным объектом на основе информации об изменении параметров указанного емкостного датчика.- the device for evaluating the parameters of the sensor is made in the form of an electronic logic device adapted to estimate the distance between the vehicle and the material object based on information about the change in the parameters of the specified capacitive sensor.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы электронное средство измерения емкости содержало генератор высокочастотных колебаний, колебательный контур которого связан с чувствительным элементом, и амплитудный детектор, обеспечивающий определение изменения амплитуды высокочастотных колебаний, возникающее в результате изменения емкости чувствительного элемента.At the same time, according to the technical solution of the utility model, it is advisable that the electronic means of measuring capacitance contain a high-frequency oscillation generator, the oscillatory circuit of which is connected to the sensitive element, and an amplitude detector that determines the change in the amplitude of high-frequency oscillations resulting from changes in the capacitance of the sensitive element.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы система в качестве указанного электронного логического устройства содержала цифровой процессор, приспособленный для программирования критериев оценки изменений емкости чувствительного элемента, соответствующих событию наличия какого-либо материального объекта в указанном окружающем пространстве, формирования и выдачи устройству подачи сигналов соответствующих команд на штатные сигнальные средства транспортного средства, включая звуковой сигнал и указатели поворотов.Moreover, according to the technical solution of the utility model, it is advisable that the system as a specified electronic logic device contains a digital processor adapted for programming the criteria for assessing changes in the capacitance of a sensitive element corresponding to the event of the presence of any material object in the specified environment, formation and delivery to the device giving signals of the corresponding commands to the standard signal means of the vehicle, including an audio signal and a decree ateli turns.
Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы указанный цифровой процессор был приспособлен для программирования, по меньшей мере, трех критериев оценки, соответствующих, по меньшей мере, трем событиям равенства расстояния от защищаемого транспортного средства до материального объекта установленному критерию.In addition, according to the technical solution of the utility model, it is advisable that said digital processor be adapted for programming at least three evaluation criteria corresponding to at least three events of equal distance from the protected vehicle to the material object to the established criterion.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы устройство подачи сигналов было выполнено в виде акустического сигнализатора или светодиодного индикатора, или в виде устройства, сочетающего звуковую и оптическую сигнализацию, и при этом обеспечивало подачу, по меньшей мере, трех типов сигналов, соответствующих, по меньшей мере, трем значениям расстояния до указанного материального объекта, соответствующим заданным критериям оценки.Moreover, according to the technical solution of the utility model, it is advisable that the signal supply device be made in the form of an acoustic signaling device or LED indicator, or in the form of a device combining sound and optical signaling, and at the same time ensure the supply of at least three types of signals, corresponding to at least three distance values to the specified material object, corresponding to the specified evaluation criteria.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы система дополнительно содержала автономный источник питания со стабилизированным выходным напряжением для питания электронных устройств системы.Moreover, according to the technical solution of the utility model, it is advisable that the system additionally contains an autonomous power source with a stabilized output voltage to power the electronic devices of the system.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы указанная антенна была выполнена в виде горизонтально размещенной на кузове транспортного средства металлической ленты с изолирующей подложкой.Moreover, according to the technical solution of the utility model, it is advisable that said antenna be made in the form of a metal strip horizontally placed on the vehicle body with an insulating substrate.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы система содержала множество указанных чувствительных элементов, размещенных по периметру транспортного средства в плане.At the same time, according to the technical solution of the utility model, it is advisable that the system contains many of these sensitive elements located along the perimeter of the vehicle in plan.
Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы логическое устройство было приспособлено для подключения к охранной противоугонной системе транспортного средства.In addition, according to the technical solution of the utility model, it is advisable that the logic device be adapted for connection to the vehicle anti-theft alarm system.
В дальнейшем техническое решение полезной модели системы мониторинга пространства, окружающего транспортное средство, поясняется вариантом ее исполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:In the future, the technical solution of the utility model of the monitoring system of the space surrounding the vehicle is illustrated by its embodiment and the accompanying drawings, on which:
Фиг.1 - схема системы мониторинга согласно техническому решению полезной модели;Figure 1 - diagram of a monitoring system according to the technical solution of the utility model;
Фиг.2а, б, в - схема функционирования системы мониторинга согласно техническому решению полезной модели, вариант мониторинга пространства сзади транспортного средства;Figa, b, c - diagram of the functioning of the monitoring system according to the technical solution of the utility model, an option for monitoring the space behind the vehicle;
Фиг.3а, б - схема функционирования системы мониторинга согласно техническому решению полезной модели, вариант мониторинга пространства вокруг транспортного средства;Figa, b - diagram of the functioning of the monitoring system according to the technical solution of the utility model, the option of monitoring the space around the vehicle;
Фиг.4 - схема выполнения системы мониторинга согласно техническому решению полезной модели, вариант.Figure 4 is a diagram of the implementation of the monitoring system according to the technical solution of the utility model, option.
При этом приведенные варианты осуществления способа и варианты тентовых конструкций не ограничивают возможностей осуществления изобретения и не выходят за рамки формулы изобретения.In this case, the embodiments of the method and the options for tent structures do not limit the possibilities of carrying out the invention and do not go beyond the scope of the claims.
Согласно техническому решению полезной модели, система мониторинга пространства, окружающего транспортное средство, может обеспечивать следующие основные функции:According to the technical solution of the utility model, the monitoring system of the space surrounding the vehicle can provide the following main functions:
- обнаружение материальных объектов в зоне маневрирования при парковке транспортного средства в условиях ограниченного пространства и плохой видимости и предупреждение водителя о приближении их к транспортному средству или транспортного средства к ним;- detection of material objects in the maneuvering zone when the vehicle is parked in conditions of limited space and poor visibility and warning the driver of their approach to the vehicle or vehicle to them;
- обнаружение материальных объектов в зоне стоянки или остановки транспортного средства, включая транспортные средства, производящие маневрирование для парковки вблизи защищаемого транспортного средства;- detection of material objects in the parking or stopping area of the vehicle, including vehicles maneuvering for parking near the protected vehicle;
- обеспечение безопасности транспортного средства при его движении от повреждения его другими транспортными средствами или повреждения им других транспортных средств;- ensuring the safety of the vehicle during its movement from damage to it by other vehicles or damage to other vehicles by it;
- использование в составе противоугонного охранного комплекса для предупреждения о приближении посторонних лиц к охраняемому транспортному средству.- use as part of the anti-theft security complex to warn about the approach of unauthorized persons to the guarded vehicle.
Как схематично показано на Фиг.1, 4 система мониторинга пространства, согласно техническому решению настоящей полезной модели, содержит, по меньшей мере, один емкостной датчик 1, имеющий один протяженный чувствительный элемент 2, приспособленный для закрепления на кузове транспортного средства (Фиг.2а, б, в, Фиг.3а, б), подлежащего защите, и электронное средство 3 измерения емкости указанного чувствительного элемента.As schematically shown in FIGS. 1, 4, the space monitoring system, according to the technical solution of the present utility model, comprises at least one capacitive sensor 1 having one extended sensor element 2 adapted to be mounted on the vehicle body (FIG. 2a, b, c, Fig. 3a, b) to be protected, and electronic means 3 for measuring the capacitance of the sensor.
В зависимости от предъявляемых требований, система может содержать только один датчик, обеспечивающий защиту со стороны только заднего бампера, как это показано на Фиг.2а, б, в, или несколько датчиков, обеспечивающих защиту по всему периметру, как это показано на Фиг.3а, б. При этом емкостной датчик 1 может быть установлен, например, на внутренней поверхности бамперов, как показано на Фиг.2а, б, в, и дополнительно на дверцах корпуса транспортного средства, как показано на Фиг.3а, б, что позволяет обеспечить мониторинг пространства по всему периметру корпуса транспортного средства.Depending on the requirements, the system may contain only one sensor that provides protection from the side of the rear bumper only, as shown in Fig.2a, b, c, or several sensors that provide protection along the entire perimeter, as shown in Fig.3a b. In this case, the capacitive sensor 1 can be installed, for example, on the inner surface of the bumpers, as shown in Fig.2a, b, c, and additionally on the doors of the vehicle body, as shown in Fig.3a, b, which allows monitoring the space the entire perimeter of the vehicle body.
Конструктивное исполнение чувствительного элемента 2 может быть различным. Согласно техническому решению полезной модели, наиболее предпочтительным является чувствительный элемент 2, выполненный в виде протяженной металлической антенны (Фиг.1, 2, 3, 4), например, в виде металлической ленты. При размещении антенны на элементах корпуса, выполненных из металла, антенна размещается на предварительно закрепленной на корпусе изолирующей подложке, при размещении на элементах корпуса, выполненных из пластмасс, изоляции не требуется. Антенна может быть наклеена на внутренней стороне неметаллических конструктивных элементов транспортного средства: для легковых автомобилей, например, на внутренней поверхности пластиковых бамперов или декоративных молдингов. Кроме того, чувствительный элемент 2 может быть снабжен изолирующей подложкой.The design of the sensing element 2 may be different. According to the technical solution of the utility model, the most preferred is the sensitive element 2, made in the form of an extended metal antenna (Fig.1, 2, 3, 4), for example, in the form of a metal tape. When placing the antenna on the housing elements made of metal, the antenna is placed on an insulating substrate previously fixed on the housing; when placing on the housing elements made of plastic, insulation is not required. The antenna can be glued on the inside of non-metallic structural elements of the vehicle: for cars, for example, on the inside of plastic bumpers or decorative moldings. In addition, the sensing element 2 may be provided with an insulating substrate.
Электронное средство 3 измерения емкости может быть различных видов: на основе измерения электрического заряда, или на основе измерения параметров колебаний высокочастотного генератора 8, связанного с чувствительным элементом 2 (И.Кривченко. «Современные интегральные микросхемы для построения емкостных сенсоров». Компоненты и Технологии, №9, 2006), или, например, как предложено в заявке WO 02/019524, A1 (Bach Thomas William et al,. "Controller for a capacitive sensor), и включать детектор 9 обнаружения изменений параметров генератора 8.The electronic means 3 for measuring capacitance can be of various types: on the basis of measuring the electric charge, or on the basis of measuring the oscillation parameters of a high-frequency generator 8 associated with a sensitive element 2 (I. Krivchenko. "Modern integrated circuits for building capacitive sensors". Components and Technologies, No. 9, 2006), or, for example, as proposed in WO 02/019524, A1 (Bach Thomas William et al, "Controller for a capacitive sensor), and turn on the detector 9 for detecting changes in the parameters of the generator 8.
Кроме того, система содержит электронное логическое устройство 4, например, в виде цифрового процессора, приспособленного для оценки расстояния между транспортным средством и материальным объектом, который на основе информации об изменении параметров емкости указанного емкостного датчика 1 формирует команды устройствам 5 и 6 подачи сигналов и противоугонному устройству 7.In addition, the system contains an electronic logic device 4, for example, in the form of a digital processor, adapted to estimate the distance between the vehicle and the material object, which, on the basis of information about changes in the capacitance parameters of the indicated capacitive sensor 1, generates commands to the signaling devices 5 and 6 and anti-theft device 7.
В качестве электронного логического устройства 4 может быть использован программируемый цифровой сигнальный процессор, что позволяет реализовать различные алгоритмы обработки, обеспечивающие выполнение вышеперечисленных функций.As an electronic logic device 4, a programmable digital signal processor can be used, which allows implementing various processing algorithms that ensure the performance of the above functions.
При этом, согласно техническому решению полезной модели, электронное логическое устройство 4 (цифровой процессор) приспособлено для программирования критериев оценки изменений емкости чувствительного элемента, соответствующих событию наличия какого-либо материального объекта в указанном окружающем пространстве, формирования и выдачи устройствам 5 и 6 подачи сигналов соответствующих команд на штатные сигнальные средства транспортного средства, включая звуковой сигнал и световую сигнализацию, включая указатели поворотов.Moreover, according to the technical solution of the utility model, the electronic logic device 4 (digital processor) is adapted for programming the criteria for assessing changes in the capacitance of the sensitive element corresponding to the event of the presence of any material object in the specified environment, the formation and issuance of the corresponding signals to devices 5 and 6 commands for the standard vehicle signaling devices, including a sound signal and light signaling, including direction indicators.
Согласно техническому решению полезной модели, электронное логическое устройство 4 может быть приспособлено для программирования трех критериев оценки параметров емкостного датчика, например, соответствующих трем событиям равенства величины расстояния до материального объекта трем установленным критериям, и выполнению устройством подачи сигналов трех уровней сигнализации, отличающейся, например, для звуковой и световой сигнализации интенсивностью сигнала, характером и длительностью прерывания сигнала..According to the technical solution of the utility model, the electronic logic device 4 can be adapted for programming three criteria for evaluating the parameters of a capacitive sensor, for example, corresponding to three events of equality of the distance to a material object with three established criteria, and for the signal device to execute three signal levels, different, for example, for sound and light signaling by signal intensity, nature and duration of signal interruption ..
Как показано на Фиг.2а, б, в и Фиг.3а, б, сигнал первого уровня, соответствующий зоне А, свидетельствует о появлении материального объекта, например, бордюрного камня, в пространстве, окружающем транспортное средство. Сигнал второго уровня, соответствующий промежуточной зоне В, предупреждает о возможности наступления опасной для транспортного средства ситуации. И сигнал третьего уровня, соответствующий опасной зоне С, сообщает о граничном моменте попадания в опасную ситуацию, что требует прекращения движения.As shown in FIGS. 2a, b, c and FIGS. 3a, b, the first level signal corresponding to zone A indicates the appearance of a material object, for example, a curbstone, in the space surrounding the vehicle. The signal of the second level, corresponding to the intermediate zone B, warns of the possibility of a dangerous situation for the vehicle. And the signal of the third level, corresponding to danger zone C, reports the boundary moment of getting into a dangerous situation, which requires the cessation of movement.
При приближении какого-либо материального объекта к чувствительному элементу 2 емкостного датчика 1 происходит изменение емкости чувствительного элемента 2. Емкость чувствительного элемента 2 обратно пропорционально зависит от расстояния до объекта. При этом при сокращении этого расстояния скорость изменения емкости нарастает, поскольку величина емкости обратно пропорционально зависит от расстояния между чувствительным элементом 2 и объектом, и, таким образом, повышается чувствительность системы мониторинга по обнаружению объектов в опасной зоне. С емкостного датчика 1 информация об изменении емкости чувствительного элемента поступает в электронное логическое устройство 4, например, цифровой процессор в виде блока микропрограммного управления.When any material object approaches the sensing element 2 of the capacitive sensor 1, the capacitance of the sensing element 2 changes. The capacity of the sensing element 2 is inversely proportional to the distance to the object. In this case, when this distance is reduced, the rate of change in capacity increases, since the value of the capacity inversely depends on the distance between the sensitive element 2 and the object, and thus, the sensitivity of the monitoring system for detecting objects in the danger zone increases. From the capacitive sensor 1, information about the change in the capacitance of the sensing element enters the electronic logic device 4, for example, a digital processor in the form of a microprogram control unit.
Обработка информации, поступающей от емкостных датчиков 1, производится логическим устройством 4. В случае использования нескольких емкостных датчиков 1, световое сигнальное устройство должно обеспечивать отображение ситуации в области размещения каждого из емкостных датчиков 1. Звуковой сигнал при этом соответствует ситуации в области размещения емкостного датчика 1, ближайшего к обнаруженному материальному объекту.Processing of the information received from the capacitive sensors 1 is performed by the logical device 4. In the case of using several capacitive sensors 1, the light signaling device should provide a display of the situation in the area of each capacitive sensor 1. The sound signal in this case corresponds to the situation in the area of the capacitive sensor 1 closest to the discovered material object.
На основании информации об изменении емкости логическое устройство 4 производит оценку величины расстояния до объекта, сравнивает с порогами, соответствующими границам зон обнаружения, и при достижении этих границ или сокращении расстояния до опасных пределов формирует команды на подачу предупредительных звуковых и визуальных сигналов, которые поступают на звуковой сигнализатор и светодиодный дисплей. и при формируют команды на подачу предупредительных сигналов.Based on the information about the change in capacitance, the logical device 4 estimates the distance to the object, compares it with thresholds corresponding to the boundaries of the detection zones, and when these limits are reached or the distance to dangerous limits is reduced, it generates commands for warning sound and visual signals that are sent to the sound signaling device and LED display. and when form commands to give warning signals.
При маневрировании транспортных средств в условиях парковки, световые и звуковые сигналы могут быть реализованы как внутри него, так и вне транспортного средства как предупреждающие сигналы для привлечения внимания водителей окружающих транспортных средств или проходящих мимо людей.When maneuvering vehicles in a parking environment, light and sound signals can be implemented both inside and outside the vehicle as warning signals to attract the attention of drivers of surrounding vehicles or people passing by.
Транспортное средство при его стоянке в отсутствии водителя, находящееся на стоянке, может быть повреждено другим маневрирующим рядом транспортным средством. В этой ситуации для обеспечения безопасности стоящего транспортного средства предлагаемая система мониторинга может использоваться для предупреждения водителя движущегося транспортного средства об опасном приближении к стоящему транспортному средству. С этой целью система выполнена с возможностью подачи предупредительных звуковых и визуальных сигналов, доступных водителям других транспортных средств. Для подачи предупредительных сигналов могут использоваться, например, штатный звуковой сигнал и указатели поворотов или фары транспортного средства, управление ими осуществляется логическим устройством системы мониторинга. Собственное штатное сигнальное устройство системы мониторинга в этом случае не используется.The vehicle, when it is parked in the absence of the driver, when parked, may be damaged by another vehicle maneuvering nearby. In this situation, to ensure the safety of a standing vehicle, the proposed monitoring system can be used to warn the driver of a moving vehicle about a dangerous approach to a standing vehicle. To this end, the system is configured to provide warning sound and visual signals available to drivers of other vehicles. For giving warning signals, for example, a regular sound signal and direction indicators or vehicle headlights can be used, they are controlled by the logical device of the monitoring system. The own standard signaling device of the monitoring system is not used in this case.
Для использования системы мониторинга для выполнения охранных функций, логическое устройство 4 выполнено с возможностью выбора алгоритмов обработки информации, соответствующих режимам обнаружения объектов при движении и режимам охраны на стоянке.To use the monitoring system to perform security functions, the logical device 4 is configured to select information processing algorithms corresponding to the modes of detecting objects during movement and the security modes of the parking lot.
При необходимости система мониторинга может использоваться в качестве одного из элементов противоугонного охранного комплекса транспортного средства для предупреждения о приближении посторонних к охраняемому транспортному средству. С этой целью в ней предусмотрен выход 7 для подключения к охранному комплексу.If necessary, the monitoring system can be used as one of the elements of the anti-theft security complex of the vehicle to warn about the approach of strangers to the guarded vehicle. For this purpose, it provides output 7 for connecting to a security complex.
Использование емкостного датчика позволяет обеспечить обнаружение объектов различной формы и из различных материалов во всем диапазоне рабочих расстояний без каких-либо «мертвых зон». В зависимости от предъявляемых требований, система может содержать только один датчик, обеспечивающий защиту со стороны только заднего бампера, или несколько, обеспечивающих защиту по всему периметру.The use of a capacitive sensor allows the detection of objects of various shapes and from various materials in the entire range of working distances without any "dead zones". Depending on the requirements, the system may contain only one sensor that provides protection from only the rear bumper, or several that provide protection around the perimeter.
Один из вариантов практической реализации предлагаемой системы мониторинга представлен на Фиг.4, на примере использования одного емкостного датчика 1, установленного на внутренней поверхности заднего бампера легкового автомобиля (Фиг.2а, б, в).One of the options for the practical implementation of the proposed monitoring system is presented in Figure 4, using an example of a single capacitive sensor 1 mounted on the inner surface of the rear bumper of a car (Figure 2a, b, c).
Чувствительный элемент 2 емкостного датчика 1 связан с колебательным LC-контуром генератора 8. При приближении какого-либо объекта к чувствительному элементу 2 изменяется его емкость, в результате чего происходит расстройка колебательного контура генератора 8, что приводит к изменению амплитуды, частоты и фазы колебаний. Эти изменения выявляет детектор 9, и далее результаты этих изменений используются в электронном логическом устройстве 4 для определения расстояния до препятствия. При этом информативными признаками являются не абсолютные значения амплитуды, частоты и фазы высокочастотных колебаний, а их относительные изменения и скорость этих изменений. Это позволяет исключить влияние на характеристики обнаружения таких факторов, как материал препятствия, температура и влажность окружающей среды, уход параметров элементов колебательного контура генератора 8. Рабочая частота и уровень мощности генератора 8 выбирают из условий обеспечения необходимых характеристик обнаружения (размеры зон обнаружения) и требований по электромагнитной совместимости. Обычно рабочая частота лежит в пределах 400-600 КГц.The sensitive element 2 of the capacitive sensor 1 is connected with the oscillatory LC circuit of the generator 8. When an object approaches the sensitive element 2, its capacitance changes, resulting in the detuning of the oscillatory circuit of the generator 8, which leads to a change in the amplitude, frequency and phase of the oscillations. These changes are detected by the detector 9, and then the results of these changes are used in the electronic logic device 4 to determine the distance to the obstacle. In this case, informative signs are not the absolute values of the amplitude, frequency and phase of high-frequency oscillations, but their relative changes and the speed of these changes. This eliminates the influence on the detection characteristics of factors such as obstacle material, ambient temperature and humidity, departure of the parameters of the elements of the oscillatory circuit of the generator 8. The operating frequency and power level of the generator 8 are selected from the conditions for ensuring the necessary detection characteristics (dimensions of the detection zones) and requirements for electromagnetic compatibility. Typically, the operating frequency lies in the range 400-600 kHz.
Использование программируемого цифрового процессора позволяет реализовать различные алгоритмы обработки сигналов и отображения предупредительной информации, обеспечивающие выполнение вышеперечисленных функций системы. В данном примере в соответствии с ранее сказанным предусмотрены три вида звуковых и световых предупредительных сигналов, относящихся к зонам А, В и С, показанным на Фиг.2.Using a programmable digital processor allows you to implement various algorithms for processing signals and displaying warning information, ensuring the implementation of the above functions of the system. In this example, in accordance with the foregoing, there are three types of sound and light warning signals related to zones A, B and C shown in FIG.
Необходимо отметить, что в ряде случаев для выработки решения о приближении к препятствию не обязательно использовать информацию об изменении всех параметров высокочастотных колебаний, в некоторых случаях достаточно информации об изменении одного из параметров. В приведенном примере в качестве информативного признака использовано изменение амплитуды высокочастотных колебаний генератора 8 при приближении к материальному объекту и использован амплитудный детектор 9, который обеспечивает выделение огибающей высокочастотных колебаний. Используемый в детекторе 9 операционный усилитель обеспечивает дополнительное усиление выделенного сигнала.It should be noted that in some cases it is not necessary to use information on changes in all parameters of high-frequency oscillations to develop a decision on approaching an obstacle; in some cases, information on changes in one of the parameters is sufficient. In the above example, as an informative feature, we used the change in the amplitude of high-frequency oscillations of the generator 8 when approaching a material object and used the amplitude detector 9, which ensures the separation of the envelope of high-frequency oscillations. The operational amplifier used in the detector 9 provides additional amplification of the extracted signal.
Для получения более точной оценки расстояния до материального объекта целесообразно использовать информацию об изменении всех параметров высокочастотных колебаний.To obtain a more accurate estimate of the distance to a material object, it is advisable to use information about the change in all parameters of high-frequency oscillations.
С детектора 9 сигнал огибающей поступает в цифровой процессор электронного логического устройства 4, в котором на основании обработки информации о величине и скорости изменения амплитуды высокочастотных колебаний оценивается расстояние до препятствия и формируются соответствующие звуковые и визуальные предупредительные сигналы, которые поступают затем на устройство 5 подачи звукового сигнала, содержащее звуковой сигнализатор, и устройство 6 подачи светового сигнала, например, светодиодный индикатор или дисплей.From the detector 9, the envelope signal enters the digital processor of the electronic logic device 4, in which, based on the processing of information about the magnitude and rate of change of the amplitude of the high-frequency oscillations, the distance to the obstacle is estimated and the corresponding sound and visual warning signals are generated, which are then transmitted to the sound signal supply device 5 comprising an audible warning device and a device 6 for supplying a light signal, for example, an LED indicator or a display.
Устройства 5 и 6 подачи сигналов могут быть установлены в салоне автомобиля. Питание на систему может подаваться автоматически: например, в случае установки чувствительного элемента только на заднем бампере, - при включении передачи заднего хода, или включаться вручную в случае установки чувствительных элементов 2 на переднем бампере и боковых поверхностях транспортного средства.Signal devices 5 and 6 can be installed in the vehicle interior. Power can be supplied to the system automatically: for example, if the sensitive element is installed only on the rear bumper, when the reverse gear is engaged, or manually turned on if the sensitive elements 2 are installed on the front bumper and the side surfaces of the vehicle.
Для питания электронных блоков системы в ней предусмотрен дополнительный стабилизированный источник 10, позволяющий исключить влияние колебаний напряжения в бортовой сети транспортного средства на характеристики обнаружения. Все электронные блоки системы, за исключением устройств подачи сигналов 5 и 6 размещаются в защищенном от влаги компактном блоке, который устанавливается на внутренней стороне бампера или внутри кузова автомобиля в непосредственной близости от чувствительного элемента 2 и соединяются с ним кабелем.To power the electronic components of the system, it provides an additional stabilized source 10, which eliminates the influence of voltage fluctuations in the vehicle's on-board network on the detection characteristics. All electronic components of the system, with the exception of signal transmitters 5 and 6, are placed in a moisture-proof compact unit that is installed on the inside of the bumper or inside the car body in the immediate vicinity of the sensor 2 and connected to it with a cable.
Система мониторинга пространства, окружающего транспортное средство, согласно техническому решению полезной модели по сравнению с известными системами обладает следующими преимуществами:The monitoring system of the space surrounding the vehicle, according to the technical solution of the utility model, in comparison with known systems has the following advantages:
- использование емкостных датчиков, конфигурация и размеры чувствительных элементов которых легко адаптируются для монтажа на различных транспортных средствах;- the use of capacitive sensors, the configuration and dimensions of the sensitive elements of which are easily adapted for installation on various vehicles;
- обеспечение непрерывной зоны обнаружения по всей длине чувствительного элемента емкостного датчика и отсутствие «мертвых зон» при обнаружении различных объектов на всех расстояниях;- providing a continuous detection zone along the entire length of the sensitive element of the capacitive sensor and the absence of "dead zones" when detecting various objects at all distances;
- стабильно высокие характеристики системы по обнаружению объектов из различных материалов и различной формы;- consistently high characteristics of the system for the detection of objects from various materials and various shapes;
- высокая чувствительность системы при изменении расстояния до объекта, возможность регулировки чувствительности и размеров зоны обнаружения;- high sensitivity of the system when changing the distance to the object, the ability to adjust the sensitivity and size of the detection zone;
- возможность обеспечения безопасности транспортного средства от повреждения его другими транспортными средствами;- the ability to ensure the safety of the vehicle from damage by other vehicles;
- возможность использования в составе охранного противоугонного комплекса для предупреждения о приближении посторонних к охраняемому транспортному средству;.- the possibility of using as part of a security anti-theft complex to warn about the approach of outsiders to a guarded vehicle ;.
- технологичность и удобство монтажа системы на транспортном средстве, не требующие нарушения целостности конструктивных элементов кузова.- manufacturability and ease of installation of the system on a vehicle that does not require a violation of the integrity of structural elements of the body.
- невысокая стоимость, позволяющая использовать предлагаемую систему на автомобилях различных классов;- low cost, allowing you to use the proposed system on cars of various classes;
- возможность использования системы для мониторинга отдельных областей транспортного средства, например, в случае обеспечения защищенности других областей транспортного средства от проникновения в него другими средствами, например, прилегающими к нему оградой, стеной.- the possibility of using the system to monitor certain areas of the vehicle, for example, if other areas of the vehicle are protected from penetration by other means, for example, an adjacent fence or wall.
Система мониторинга пространства, окружающего транспортное средство согласно техническому решению полезной модели выполнена компактной, легко адаптируется к различным видам транспортных средств, может быть выполнена с помощью известных технологий с применением известных комплектующих устройств.The monitoring system of the space surrounding the vehicle according to the technical solution of the utility model is compact, easily adapts to various types of vehicles, can be performed using known technologies using known components.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010115834/11U RU97092U1 (en) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | VEHICLE SPACE ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010115834/11U RU97092U1 (en) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | VEHICLE SPACE ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97092U1 true RU97092U1 (en) | 2010-08-27 |
Family
ID=42798988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010115834/11U RU97092U1 (en) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | VEHICLE SPACE ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU97092U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477837C2 (en) * | 2008-10-17 | 2013-03-20 | Форесья Блок Аван | Object detection device for mechanical transport vehicle |
| RU2544775C1 (en) * | 2011-09-12 | 2015-03-20 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Device for detecting three-dimensional objects |
| RU2613036C2 (en) * | 2011-05-26 | 2017-03-14 | Ман Трак Унд Бас Аг | Method and apparatus for imaging and visualization of environmental conditions near obstacle approached by commercial vehicle |
| US10397544B2 (en) | 2010-08-19 | 2019-08-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | Three-dimensional object detection device and three-dimensional object detection method |
-
2010
- 2010-04-21 RU RU2010115834/11U patent/RU97092U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2477837C2 (en) * | 2008-10-17 | 2013-03-20 | Форесья Блок Аван | Object detection device for mechanical transport vehicle |
| US10397544B2 (en) | 2010-08-19 | 2019-08-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | Three-dimensional object detection device and three-dimensional object detection method |
| RU2613036C2 (en) * | 2011-05-26 | 2017-03-14 | Ман Трак Унд Бас Аг | Method and apparatus for imaging and visualization of environmental conditions near obstacle approached by commercial vehicle |
| RU2544775C1 (en) * | 2011-09-12 | 2015-03-20 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Device for detecting three-dimensional objects |
| US9349057B2 (en) | 2011-09-12 | 2016-05-24 | Nissan Motor Co., Ltd. | Three-dimensional object detection device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7403101B2 (en) | Collision avoidance of unattended vehicles | |
| EP1395466B1 (en) | Vehicle security system | |
| US6281786B1 (en) | Obstacle detection system for a vehicle | |
| KR101719529B1 (en) | Object detection device for a vehicle | |
| US7609149B2 (en) | Reverse radar with vehicle approaching alarm | |
| US7570155B2 (en) | Position-based proximity security system for parked vehicle | |
| EP1473426A1 (en) | Object sensor and controller | |
| CN110341623B (en) | Vehicle door anti-collision early warning system and early warning method | |
| EP0626072B1 (en) | Electromagnetic detection system for parking operation | |
| KR101743721B1 (en) | Appartus for anti-collision for bicycle | |
| RU97092U1 (en) | VEHICLE SPACE ENVIRONMENT MONITORING SYSTEM | |
| CN103909926A (en) | Vehicle lateral collision prevention method, device and system | |
| JPS625878B2 (en) | ||
| US7088284B2 (en) | Portable proximity-sensing safety device | |
| KR20080101444A (en) | Parking management system by using ultrasonic sensor | |
| US10152893B2 (en) | Retrofit wireless blind spot detection system | |
| GB2513929A (en) | Distance Measuring Alert Sensor for Vehicle | |
| US20230245541A1 (en) | Detecting an object in an environment | |
| WO2005022193A1 (en) | Parking aid | |
| US20150097702A1 (en) | Blind spot sensing apparatus and method | |
| JP3900357B2 (en) | Vehicle perimeter monitoring system | |
| KR20130032325A (en) | Capacitive sensor system | |
| US10274586B2 (en) | Vehicle detection device, vehicle gate system, and method of controlling vehicle detection device | |
| KR20130041830A (en) | Capacitive sensor system | |
| US20050096831A1 (en) | Apparatus and method for the detection of objects |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120422 |