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智能倒车雷达系统及其自动控制方法

阅读:514发布:2023-01-17

专利汇可以提供智能倒车雷达系统及其自动控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种智能倒车雷达系统及其自动控制方法,涉及一种雷达系统及其控制方法,系统包括至少2个 传感器 ,各传感器均包括 超 声波 传感单元和控制单元,控制单元包括依次连接的 单片机 、发射 电路 、接收电路;各个传感器的单片机还连接有接 插件 ,主控传感器的单片机通过外部数据线与外部设备连接,各单片机之间通过内部通信线相连接,各单片机还分别连接有倒车灯 信号 线和接地线。方法是各传感器实现自动 定位 后系统自检,系统发射 超声波 并接收返回信号,信号经放大后进行 数据处理 ,最后由主控传感器将数据输出至外部设备。本 发明 可简化 硬件 电路,性能稳定可靠,可实现快速、准确地识别传感器 位置 ,能简单、可靠的控制雷达系统,可适用于不同的车型配置。,下面是智能倒车雷达系统及其自动控制方法专利的具体信息内容。

1.一种智能倒车雷达系统,包括至少2个传感器(1),其特征在于:所述的至少2个传感器(1)中包括至少1个主控传感器,各传感器(1)均包括声波传感单元(11)和控制单元(12),所述的控制单元(12)包括单片机(121)、发射电路(122)、接收电路(123),单片机(121)的输出端通过发射电路(122)与超声波传感单元(11)的输入端连接,超声波传感单元(11)的输出端通过接收电路(123)与单片机(121)的输入端连接;各个传感器的单片机(121)还在接线端连接有一个用于连接线路的接插件(2),主控传感器的单片机(121)通过一根外部数据线(3)与外部设备(7)连接,各个传感器的单片机(121)之间通过接于各接插件的一根内部通信线(4)相连接,各个传感器的单片机(121)还分别通过接插件连接有倒车灯信号线(5)和接地线(6)。
2.根据权利要求1所述的智能倒车雷达系统,其特征在于:所述的发射电路包括变压器,其中变压器的输入端与单片机的输出端连接,变压器的输出端与超声波传感单元的输入端连接;所述的接收电路包括依次相连的回波信号放大电路和回波信号处理电路,其中回波信号放大电路的输入端与超声波传感单元的输出端连接,回波信号处理电路的输出端与单片机的输入端连接;所述的超声波传感单元包括超声波探芯。
3.根据权利要求2所述的智能倒车雷达系统,其特征在于:所述的传感器(1)有2~
8个,其中有1个为主控传感器(1a),1个为备用主控传感器(1c),其余的为副传感器(1b),所述主控传感器(1a)、备用主控传感器(1c)的单片机通过接于接插件的一根外部数据线(3)与外部设备连接。
4.根据权利要求3所述的智能倒车雷达系统,其特征在于:所述的接插件(2)为6脚接插件,该接插件带有第①、②、③、④、⑤、⑥号引脚。
5.根据权利要求4所述的智能倒车雷达系统,其特征在于:所述各传感器的单片机(121)分别通过接插件(2)的第①号引脚与倒车灯信号线(5)相连接。
6.根据权利要求4所述的智能倒车雷达系统,其特征在于:所述各传感器的单片机(121)分别通过接插件(2)的第②号引脚与接地线(6)相连接。
7.根据权利要求4所述的智能倒车雷达系统,其特征在于:所述主控传感器(1a)、备用主控传感器(1c)的单片机(121)通过接插件(2)的第③号引脚与连接至外部设备的外部数据线(3)相连。
8.根据权利要求4或5或6或7所述的智能倒车雷达系统,其特征在于:所述各传感
器的单片机(121)分别通过接插件(2)的第④号引脚与内部通信线(4)相连接。
9.一种智能倒车雷达系统的自动控制方法,其特征在于:该方法是智能倒车雷达系统的各传感器实现自动定位后系统自检,自检正常后系统发射超声波并接收返回信号,信号经放大后进行数据处理,最后由主控传感器将数据输出至外部设备,即可实现智能倒车雷达系统的自动控制。
10.根据权利要求9所述的智能倒车雷达系统的自动控制方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
S1.自动定位:
汽车R档挂入,系统检测跳线引脚电平值,实现自动定位传感器的位置
S2.系统自检:
系统实现自动定位后,主控传感器开始主导整个系统的工作时序及逻辑控制,主控传感器循环发送指令,控制其它传感器实现自主检测,并返回自检数据,由主控传感器进行数据分析,最终判定系统自检是否正常;如果正常,准备发射超声波;若出现异常,则分析故障信息,并将故障信息发送给外部设备;
S3.发射超声波:
传感器内部的控制单元的单片机对发射电路的变压器发送一定数量的互补对称方波,在进行升压后驱动超声波传感单元的超声波探芯工作,实现超声波发送;
S4.接收返回信号:
传感器在发送完超声波后立即转入接收状态,实时检测因障碍物存在而返回的信号;
S5.信号放大:
传感器内部的控制单元的接收电路通过放大电路对传输过程中急剧衰减的信号进行相应的信号提升,并同时提升信噪比
S6.数据处理:
传感器内部的控制单元的单片机通过识别返回来并被放大的信号,将其转化成数字信号,并根据其所返回的信号大小,来判断障碍物是否存在,然后再根据其所消耗的时间计算出障碍物的距离;
S7.输出数据至外部设备:
经过一个循环的工作,每个传感器都会对保险杠周围环境扫描了一次,所有数据信息都传送到主控传感器,此时主控传感器再通过比较,找出最近的障碍物,将其障碍物距离信息及传感器方位信息通过外部数据线发送给外部设备,之后再转入下一个工作循环,直到R档切换到其它档位。

说明书全文

智能倒车雷达系统及其自动控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种雷达系统及其控制方法,特别是一种智能倒车雷达系统及其自动控制方法。

背景技术

[0002] 随着汽车工业的快速发展,汽车生产时标配倒车雷达已经成为事实,之前只有高端车才享有的配置如今入级车也同样拥有。科技在进步,技术在发展,倒车雷达也在更新,从模拟倒车雷达到数字倒车雷达,再发展到智能倒车雷达。目前的倒车雷达技术方案中绝大多数采用一个控制器配置多个传感器方式,这种方式不仅线束繁多,而且成本也高,该倒车雷达因控制器集成了很多功能,如提供电压、倒车档检测、车速识别、控制传感器工作逻辑、与仪表通信等,功能模太多很容易因电路设计不合理、来料异常或者工艺缺陷造成不良品产生,并且其信号处理都集中在控制器端,传感器返回时会通过很长的数据线,经常会因车身干扰造成信号异常。尽管有部分倒车雷达去掉了控制器,但因其连接方式不科学,存在严重缺陷,需通过非常复杂的电路匹配和软件算法来实现,并且其无法扩展到6个以上传感器,通用性不够,稳定性不好。而且只有一根数据线会造成传感器在进行内部间通信时,需要连接外部设备(仪表或BCM或行车电脑)实时响应,不仅增加了外部设备的负担,而且很容易造成通信出错,导致意外发生。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是:提供一种智能倒车雷达系统及其自动控制方法,使其不仅可简化硬件电路并同时具有稳定可靠性能,还可实现快速、准确地识别传感器位置,简单、可靠的控制雷达系统。
[0004] 解决上述技术问题的技术方案是:一种智能倒车雷达系统,包括至少2个传感器,所述的至少2个传感器中包括至少1个主控传感器,各传感器均包括声波传感单元和控制单元,所述的控制单元包括单片机、发射电路、接收电路,单片机的输出端通过发射电路与超声波传感单元的输入端连接,超声波传感单元的输出端通过接收电路与单片机的输入端连接;各个传感器的单片机还在接线端连接有一个用于连接线路的接插件,主控传感器的单片机通过一根外部数据线与外部设备连接,各个传感器的单片机之间通过接于各接插件的一根内部通信线相连接,各个传感器的单片机还分别通过接插件连接有倒车灯信号线和接地线。
[0005] 本发明的进一步技术方案是:所述的发射电路包括变压器,其中变压器的输入端与单片机的输出端连接,变压器的输出端与超声波传感单元的输入端连接;所述的接收电路包括依次相连的回波信号放大电路和回波信号处理电路,其中回波信号放大电路的输入端与超声波传感单元的输出端连接,回波信号处理电路的输出端与单片机的输入端连接;所述的超声波传感单元包括超声波探芯。
[0006] 本发明的进一步技术方案是:所述的传感器有2~8个,其中有1个为主控传感器,1个为备用主控传感器,其余的为副传感器,所述主控传感器、备用主控传感器的单片机通过接于接插件的一根外部数据线与外部设备连接。
[0007] 本发明的再进一步技术方案是:所述的接插件为6脚接插件,该接插件带有第①、②、③、④、⑤、⑥号引脚。
[0008] 所述各传感器的单片机分别通过接插件的第①号引脚与倒车灯信号线相连接。
[0009] 所述各传感器的单片机分别通过接插件的第②号引脚与接地线相连接。
[0010] 所述主控传感器、备用主控传感器的单片机通过接插件的第③号引脚与连接至外部设备的外部数据线相连。
[0011] 所述各传感器的单片机分别通过接插件的第④号引脚与内部通信线相连接。
[0012] 本发明的又一技术方案是:一种智能倒车雷达系统的自动控制方法,该方法是智能倒车雷达系统的各传感器实现自动定位后系统自检,自检正常后系统发射超声波并接收返回信号,信号经放大后进行数据处理,最后由主控传感器将数据输出至外部设备,即可实现智能倒车雷达系统的自动控制。
[0013] 该方法包括如下步骤:S1.自动定位:
汽车R档挂入,系统检测跳线引脚电平值,实现自动定位传感器的位置;
S2.系统自检:
系统实现自动定位后,主控传感器开始主导整个系统的工作时序及逻辑控制,主控传感器循环发送指令,控制其它传感器实现自主检测,并返回自检数据,由主控传感器进行数据分析,最终判定系统自检是否正常;如果正常,准备发射超声波;若出现异常,则分析故障信息,并将故障信息发送给外部设备;
S3.发射超声波:
传感器内部的控制单元的单片机对发射电路的变压器发送一定数量的互补对称方波,在进行升压后驱动超声波传感单元的超声波探芯工作,实现超声波发送;
S4.接收返回信号:
传感器在发送完超声波后立即转入接收状态,实时检测因障碍物存在而返回的信号;
S5.信号放大:
传感器内部的控制单元的接收电路通过放大电路对传输过程中急剧衰减的信号进行相应的信号提升,并同时提升信噪比
S6.数据处理:
传感器内部的控制单元的单片机通过识别返回来并被放大的信号,将其转化成数字信号,并根据其所返回的信号大小,来判断障碍物是否存在,然后再根据其所消耗的时间计算出障碍物的距离;
S7.输出数据至外部设备:
经过一个循环的工作,每个传感器都会对保险杠周围环境扫描了一次,所有数据信息都传送到主控传感器,此时主控传感器再通过比较,找出最近的障碍物,将其障碍物距离信息及传感器方位信息通过外部数据线发送给外部设备,之后再转入下一个工作循环,直到R档切换到其它档位。
[0014] 由于采用上述技术方案,本发明之智能倒车雷达系统及其自动控制方法与现有技术相比,具有以下有益效果:1.可简化硬件电路:
由于本发明之智能倒车雷达系统的传感器包括超声波传感单元和控制单元,即是针对每个超声波传感单元均配置有一个控制单元,其硬件电路简单,避免了采用一个控制器配置多个传感器方式存在的线束繁多、成本高的不足之处。
[0015] 2.性能稳定可靠:由于本发明之智能倒车雷达系统具备相互独立的两条数据线,其中内部通信线用于传感器间进行内部数据交换和逻辑控制,外部数据线用于主控传感器对外通信,两条数据线相互独立,互不干扰,无需要连接外部设备实时响应,不仅减小了外部设备的负担,而且不易造成通信出错,避免了意外发生;另外本发明还可设定两个主控传感器,确保其中一个主控传感器发生故障,系统依旧可正常进行工作,因此,本发明的性能稳定可靠。
[0016] 3. 可实现快速、准确地识别传感器位置:由于本发明之智能倒车雷达系统的控制方法是通过系统发射超声波并接收返回信号,信号经放大后进行数据处理,最后由主控传感器将数据输出至外部设备,不仅可以使传感器接收回来的模拟信号,经过放大电路后由单片机的数据处理单元直接计算出障碍物的实际距离,不需再通过很长的数据线返回信号给单片机,可有效避免信号在传输过程中的衰减与干扰,而且还可使经过单片机处理过后返回的障碍物信息是数字信号,在抗干扰能上会大大增强,能够承受车辆本身的电磁辐射和噪声干扰,对EMC(电磁兼容性,Electro Magnetic Compatibility的简称),和EMI(电磁干扰,Electromagnetic Interference 的简称)都有明显的提升效果。因此,本发明可实现快速、准确地识别传感器位置。
[0017] 4. 能简单、可靠的控制雷达系统:由于本发明的智能倒车雷达系统性能可靠,而且主控传感器返回给的信号是数字信号,其抗干扰能力强。因此,本发明可简单、可靠的控制雷达系统。
[0018] 5.具有自动定位功能:由于本发明之智能倒车雷达系统各个传感器的单片机还在接线端连接有一个用于连接线路的接插件,通过使用该接插件,在线束对插件中做跳线,可简单、快速、准确的实现自动定位传感器位置。
[0019] 6.扩展性好,通用性强:本发明之智能倒车雷达系统的所有传感器使用同样的软件、硬件、结构,可以很简单的实现6~8个传感器系统,其扩展扩展性好;而且对于不同的车型配置,只需要更改线束即可方便实现,通用性比较强。
[0020] 7.可避免因数据通信异常造成的启动延时:本发明的电源连接到倒车灯,无需与外部设备(仪表或BCM或行车电脑)通信即可在R档挂入时启动倒车雷达,避免了因数据通信异常造成的启动延时。
[0021] 8.成本低:本发明之智能倒车雷达系统去掉了控制器,优化了线束,节约了成本。
[0022] 9.装配简单:本发明只有一个件号,一个工位就可实现安装,装配简单,不会出现混装。
[0023] 10.管理方便:本发明之智能倒车雷达系统去掉了控制器,不用担心因存在多种控制器而混淆不清,造成配料出错,其管理方便。
[0024] 下面,结合附图实施例对本发明之智能倒车雷达系统及其自动控制方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

[0025] 图1:实施例一所述本发明之智能倒车雷达系统的结构框图,图2:实施例一所述智能倒车雷达系统的传感器连接图及线束对接插件跳线连接图。
[0026] 图3:实施例二所述本发明之智能倒车雷达系统的自动控制方法的流程框图。
[0027] 在上述附图中,各标号如下:1-传感器,1a-主控传感器, 1b-副传感器, 11-超声波传感单元,12-控制单元,
121-单片机,122-发射电路, 123-接收电路, 2-接插件,3-外部数据线, 4-内部通信线,
5-倒车灯信号线,6-接地线,7-外部设备,D1、D2、D3-寻址。
具体实施例
[0028] 实施例一:一种智能倒车雷达系统,包括4个传感器1,其中的1个为主控传感器1a,1个为备用主控传感器1c,其余的为副传感器1b,所述的传感器1均包括超声波传感单元11和控制单元12,所述的超声波传感单元11包括超声波探芯,所述的控制单元12包括单片机121、发射电路122、接收电路123,其中发射电路包括变压器(即升压器),其中变压器的输入端与单片机的输出端连接,变压器的输出端与超声波传感单元的输入端连接;所述的接收电路包括依次相连的回波信号放大电路和回波信号处理电路,其中回波信号放大电路的输入端与超声波传感单元的输出端连接,回波信号处理电路的输出端与单片机的输入端连接;各个传感器的单片机121还在接线端连接有一个用于连接线路的接插件2,接插件2为6脚接插件,带有第①、②、③、④、⑤、⑥号引脚;所述各传感器的单片机121分别通过接插件2的第①号引脚与倒车灯信号线5相连接,各传感器的单片机121分别通过接插件2的第②号引脚与接地线6相连接,主控传感器1a、备用主控传感器1c的单片机121通过接插件2的第③号引脚与连接至外部设备7的外部数据线3相连,所述的外部设备为仪表或BCM或行车电脑;各传感器的单片机121之间分别通过接插件2的第④号引脚与内部通信线4相连接。
[0029] 作为本施例一的一种变换:所述的传感器还可以增加或减少,一般为2~8个,其中至少有1个为主控传感器1a。
[0030] 作为本施例一的又一种变换:所述的接插件2还可以为5脚、4脚、3脚接插件。
[0031] 实施例二:一种智能倒车雷达系统的自动控制方法,它是一种对实施例一所述的智能倒车雷达系统进行自动控制的方法,该方法是各传感器实现自动定位后系统自检,自检正常后系统发射超声波并接收返回信号,信号经放大后进行数据处理,最后由主控传感器将数据输出至外部设备,即可实现智能倒车雷达系统的自动控制。
[0032] 该智能倒车雷达系统的自动控制方法包括如下步骤:S1.自动定位:
汽车R档挂入,系统检测跳线引脚电平值,实现自动定位传感器的位置;
S2.系统自检:
系统实现自动定位后,主控传感器开始主导整个系统的工作时序及逻辑控制,主控传感器循环发送指令,控制其它传感器实现自主检测,并返回自检数据,由主控传感器进行数据分析,最终判定系统自检是否正常;如果正常,准备发射超声波;若出现异常,则将故障信息发送给外部设备(如仪表或BCM或行车电脑);
S3.发射超声波:
传感器内部控制单元的单片机对发射电路的频变压器发送一定数量的互补对称方波,在进行升压后驱动超声波传感单元的超声波探芯工作,实现超声波发送;
S4.接收返回信号:
传感器在发送完超声波后立即转入接收状态,实时检测因障碍物存在而返回的信号;
S5.信号放大:
传感器内部控制单元的接收电路通过放大电路对传输过程中急剧衰减的信号进行相应的信号提升,并同时提升信噪比,尽可能消除噪声干扰;
S6.数据处理:
传感器内部控制单元的单片机通过识别返回来并被放大的信号,将其转化成数字信号,并根据其所返回的信号大小,来判断障碍物是否存在,然后再根据其所消耗的时间计算出障碍物的距离;
S7.输出数据至外部设备:
经过一个循环的工作,每个传感器都会对保险杠周围环境扫描了一次,所有数据信息都传送到主控传感器,此时主控传感器再通过比较,找出最近的障碍物,将其障碍物距离信息及传感器方位信息通过外部数据线发送给外部设备,之后再转入下一个工作循环,直到R档切换到其它档位。
[0033] 在上述步骤S1中,在R档挂入时,通过检测跳线引脚电平值,可简单、快捷、可靠的实现自动定位,如下表所示:ID3 ID1 ID2 位置 备注
-- 0 0 左传感器 主控传感器
-- 0 1 左中传感器 备用主控传感器
-- 1 0 右中传感器 副传感器
-- 1 1 右传感器 副传感器
当传感器有变动,或更换后,再次倒车时会重新匹配,不影响系统工作,也不需要做任何更改。
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