專利名稱：一種基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于雷達(dá)傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]隨著我國(guó)汽車工業(yè)和高速公路事業(yè)的飛速發(fā)展，汽車已經(jīng)越來(lái)越多地進(jìn)入普通民眾的家庭，同時(shí)也帶來(lái)了很多汽車駕駛及操控安全性方面的問(wèn)題。[0003]在汽車的組成系統(tǒng)中，倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)是一個(gè)非常重要的組成部分。倒車?yán)走_(dá)用于在汽車倒車時(shí)檢測(cè)本車與其它車輛或障礙物之間的距離，并在達(dá)到設(shè)定的危險(xiǎn)距離時(shí)提醒駕駛員注意，以防止危險(xiǎn)情況發(fā)生。[0004]目前，汽車上采用的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)大都具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，且造價(jià)成本高昂，由此也造成了汽車的制造成本的上升，因此，研制、開發(fā)基于高性價(jià)比的超聲波測(cè)距技術(shù)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)具有重要的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。[0005]諧振頻率高于20kHz的聲波被稱為超聲波，超聲波為直線傳播方式，頻率越高，繞射能力越弱，但反射能力越強(qiáng)。利用超聲波的這種性能就可以制成超聲波傳感器，或稱為超聲換能器，它是一種既可以把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲波信號(hào)、又可以把聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的器件或裝置。換能器在電脈沖激勵(lì)下可將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，向外發(fā)送超聲波；反之，當(dāng)換能器處在接收狀態(tài)時(shí)，它可將聲能(機(jī)械能)轉(zhuǎn)換為電能。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，該倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉且具有高可靠預(yù)警性能。[0007]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:[0008]一種基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，包括控制器總成、傳感器總成和蜂鳴器；控制器總成產(chǎn)生并輸出電信號(hào)；傳感器總成接收控制器總成輸出的電信號(hào)，并將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲波信號(hào)向外發(fā)送，同時(shí)接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳回控制器總成；蜂鳴器接收控制器總成的控制信號(hào)實(shí)施蜂鳴報(bào)警；[0009]所述控制器總成包括微控制器MCU、信號(hào)分路器、數(shù)字多路選擇器、濾波器、運(yùn)算放大器和整流器；微控制器MCU輸出的電信號(hào)首先進(jìn)入信號(hào)分路器，信號(hào)被分成兩路，一路進(jìn)入數(shù)字多路選擇器，從數(shù)字多路選擇器出來(lái)的信號(hào)再經(jīng)過(guò)濾波器濾波后進(jìn)入運(yùn)算放大器，從運(yùn)算放大器輸出的信號(hào)進(jìn)入整流器整流后進(jìn)入MCU作為基波；從信號(hào)分路器輸出的另一路信號(hào)被傳送至傳感器總成。[0010]進(jìn)一步，所述微控制器MCU采用STM8控制芯片。[0011]進(jìn)一步，所述信號(hào)分路器采用三極管。[0012]進(jìn)一步，所述整流器采用二極管。[0013]進(jìn)一步，所述多路選擇器采用74HC4051。[0014]進(jìn)一步，所述傳感器總成為三個(gè)，均勻安裝于車身后保險(xiǎn)杠。[0015]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型提供的基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)功耗低，體積小，可靠性高，其成本低廉，能夠直觀便捷地為駕駛員提供可靠性預(yù)警，且其工作溫度范圍為_40°C 85°C，能夠適應(yīng)全天候氣象環(huán)境。


[0016]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本實(shí)用新型提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明:[0017]圖1為本實(shí)用新型所述倒車?yán)走_(dá)的結(jié)構(gòu)框圖；[0018]圖2為控制器總成結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
[0019]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。[0020]圖1為本實(shí)用新型所述倒車?yán)走_(dá)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖所示，本實(shí)用新型基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)包括一個(gè)控制器總成，一個(gè)蜂鳴器和多個(gè)傳感器總成；控制器總成安裝于駕駛員側(cè)，內(nèi)置主MCU，傳感器總成安裝于車身后保險(xiǎn)扛。[0021]控制器總成產(chǎn)生并輸出電信號(hào)；傳感器總成接收控制器總成輸出的電信號(hào)，并將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲波信號(hào)向外發(fā)送，同時(shí)接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳回控制器總成；控制器總成通過(guò)對(duì)傳感器總成傳回的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析，決定是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)；蜂鳴器接收控制器總成的控制信號(hào)實(shí)施蜂鳴報(bào)警。[0022]圖2為控制器總成結(jié)構(gòu)圖，具體來(lái)說(shuō)，信號(hào)從控制器總成中的MCU輸出，在本實(shí)施例中，微控制器MCU采用STM8控制芯片，微控制器MCU輸出的電信號(hào)首先進(jìn)入信號(hào)分路器，信號(hào)被分成兩路，一路進(jìn)入數(shù)字多路選擇器，從數(shù)字多路選擇器出來(lái)的信號(hào)再經(jīng)過(guò)濾波器濾波后進(jìn)入運(yùn)算放大器，從運(yùn)算放大器輸出的信號(hào)進(jìn)入整流器整流后進(jìn)入MCU作為基波。從信號(hào)分路器輸出的另一路信號(hào)被傳送至傳感器總成，傳感器總成將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，以超聲波形式發(fā)射到外界，若遇到障礙物，反射回來(lái)的超聲波經(jīng)傳感器總成接收，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)整流濾波及放大處理后輸送到控制器總成；在本實(shí)施例中，信號(hào)分路器采用三極管，整流器采用二極管，多路選擇器采用74HC4051。[0023]從傳感器總成傳回的信號(hào)進(jìn)入到MCU后，由于與基波信號(hào)之間存在延時(shí)，MCU通過(guò)計(jì)算判斷延時(shí)以確定傳感器探頭與障礙物之間的距離。當(dāng)回波信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到MCU設(shè)定的“門限”值并在其可探測(cè)區(qū)域時(shí)，MCU會(huì)控制蜂鳴器鳴叫報(bào)警。傳感器總成的數(shù)量和設(shè)置位置可以根據(jù)具體情況合理設(shè)定，在本實(shí)施例中，設(shè)置3個(gè)傳感器總成，將其均勻安裝在汽車車身后保險(xiǎn)杠上。[0024]由于一路信號(hào)可以被另一路信號(hào)接收，若反射信號(hào)恰好落在其可探測(cè)區(qū)域，MCU會(huì)認(rèn)定回波信號(hào)與基波信號(hào)是同一路信號(hào)，回波信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到MCU設(shè)定的“門限”時(shí)，MCU會(huì)控制蜂鳴器鳴叫，這就使得系統(tǒng)產(chǎn)生誤判，比如距障礙物2米甚至更遠(yuǎn)的距離系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)m目O[0025]針對(duì)這一情況，本實(shí)用新型通過(guò)優(yōu)化軟件算法完美地解決這一問(wèn)題。每路信號(hào)連續(xù)發(fā)射數(shù)次，并對(duì)回波情況進(jìn)行判斷。若某次回波強(qiáng)度很大，但其之前和后續(xù)波形強(qiáng)度很小，則系統(tǒng)不予報(bào)警。[0026]探頭的余振時(shí)間是個(gè)很重要的指標(biāo)，它通過(guò)與基波信號(hào)耦合后會(huì)產(chǎn)生盲區(qū)，盲區(qū)就是在可探測(cè)區(qū)域內(nèi)的某一點(diǎn)或某一范圍的障礙物，系統(tǒng)不會(huì)發(fā)出警報(bào)。余振時(shí)間受溫度影響很大，尤其是在低溫時(shí)，余振時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)，當(dāng)余振時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)，近距離的障礙物的回波信號(hào)會(huì)被耦合到余振上，則系統(tǒng)認(rèn)定回波信號(hào)為余振，不予報(bào)警。[0027]本實(shí)用新型通過(guò)系統(tǒng)上電時(shí)檢測(cè)余振時(shí)間有效地解決了盲區(qū)的問(wèn)題，若檢測(cè)到余振時(shí)間大于某個(gè)限定的時(shí)間，則MCU控制蜂鳴器長(zhǎng)鳴報(bào)警。若余振時(shí)間小于限定時(shí)間，則以此余振時(shí)間計(jì)為O點(diǎn)計(jì)算距離。本實(shí)用新型在可探測(cè)區(qū)域內(nèi)基本無(wú)盲區(qū)，另外，控制器總成部分在-40 85°C時(shí)不受溫度影響。[0028]最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，包括控制器總成、傳感器總成和蜂鳴器； 控制器總成產(chǎn)生并輸出電信號(hào)； 傳感器總成接收控制器總成輸出的電信號(hào)，并將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲波信號(hào)向外發(fā)送，同時(shí)接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳回控制器總成；蜂鳴器接收控制器總成的控制信號(hào)實(shí)施蜂鳴報(bào)警； 其特征在于:所述控制器總成包括微控制器MCU、信號(hào)分路器、數(shù)字多路選擇器、濾波器、運(yùn)算放大器和整流器；微控制器MCU輸出的電信號(hào)首先進(jìn)入信號(hào)分路器，信號(hào)被分成兩路，一路進(jìn)入數(shù)字多路選擇器，從數(shù)字多路選擇器出來(lái)的信號(hào)再經(jīng)過(guò)濾波器濾波后進(jìn)入運(yùn)算放大器，從運(yùn)算放大器輸出的信號(hào)進(jìn)入整流器整流后進(jìn)入MCU作為基波；從信號(hào)分路器輸出的另一路信號(hào)被傳送至傳感器總成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器MCU采用STM8控制芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述信號(hào)分路器采用三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述整流器采用二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述多路選擇器采用74HC4051。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器總成為三個(gè)，均勻安裝于車身后保險(xiǎn)杠。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)，屬于雷達(dá)傳感技術(shù)領(lǐng)域，包括控制器總成、傳感器總成和蜂鳴器；控制器總成產(chǎn)生并輸出電信號(hào)；傳感器總成接收控制器總成輸出的電信號(hào)，并將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲波信號(hào)向外發(fā)送，同時(shí)接收經(jīng)障礙物反射回來(lái)的超聲波信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳回控制器總成；控制器總成通過(guò)對(duì)傳感器總成傳回的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析，決定是否發(fā)出報(bào)警信號(hào)；蜂鳴器接收控制器總成的控制信號(hào)實(shí)施蜂鳴報(bào)警；本實(shí)用新型提供的基于超聲波收發(fā)的倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)功耗低，體積小，可靠性高，其成本低廉，能夠直觀便捷地為駕駛員提供可靠性預(yù)警，且其工作溫度范圍為-40℃～85℃，能夠適應(yīng)全天候氣象環(huán)境。
文檔編號(hào)B60Q5/00GK202966125SQ20122073382
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者米志強(qiáng), 李友國(guó), 馮朝生, 陳健 申請(qǐng)人:重慶集誠(chéng)汽車電子有限責(zé)任公司