專利名稱：汽車防撞駕駛裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種安裝在汽車上的汽車防撞駕駛裝置。
背景技術(shù)：
隨著汽車日益增多，高速公路的逐步擴(kuò)展，汽車交通事故急增。其主要原因一是大雨霧天氣，二是駕駛員操作失誤，因而急需汽車全天候(如大雨霧情況下能正常工作)精確探測(cè)雷達(dá)輔助駕駛系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀所存在問(wèn)題有微波雷達(dá)體積過(guò)大，且不能對(duì)目標(biāo)定位；毫米波、激光抗雨霧能力差，超聲波倒車?yán)走_(dá)作用距離只有幾米，且不能對(duì)目標(biāo)定位；CCD圖像傳感器測(cè)距50米左右，且雨霧天不起作用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型利用激光測(cè)距遠(yuǎn)(可達(dá)100至200米)，聲納穿透雨霧能力較強(qiáng)(可達(dá)數(shù)十米)且能定位的特點(diǎn)，將二者組成復(fù)合探測(cè)系統(tǒng)，達(dá)到全天候精確探測(cè)與定位的目的。
本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下一種汽車防撞裝置，其特征在于在汽車的前部?jī)蓚?cè)設(shè)置防側(cè)撞激光測(cè)距器，在前部另設(shè)置聲納號(hào)筒，聲納號(hào)筒后連接有聲納換能器，聲納換能器經(jīng)放大器和二極管檢波器連接信號(hào)處理器。
本實(shí)用新型進(jìn)一步其特征在于信號(hào)處理器設(shè)有兩個(gè)A/D變換口與左、右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，并通過(guò)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路控制左、右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，左、右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)兩個(gè)編碼器連接分別再連接兩個(gè)正交脈沖解碼器后連接到信號(hào)處理器的脈沖值輸入口和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向輸入口；聲納號(hào)筒為圓錐形號(hào)筒其后設(shè)有為多孔板進(jìn)行聲匹配與濾波，并經(jīng)墊圈連接聲納換能器；聲納換能器為脈沖反射式壓電陶瓷換能器；防側(cè)撞激光測(cè)距器為兩個(gè)，分別設(shè)置在汽車前端兩側(cè)；汽車前部設(shè)置的號(hào)筒為兩個(gè)，號(hào)筒形成的軸線夾角為30度。
圖1是98218356.9專利的原理結(jié)構(gòu)圖圖2為本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)圖圖3為本實(shí)用新型聲納系統(tǒng)工作原理圖圖4為本實(shí)用新型聲納換能器結(jié)構(gòu)原理圖圖5為駕駛專家控制系統(tǒng)原理圖圖6為專家系統(tǒng)正向推理機(jī)程序框圖具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，為本申請(qǐng)人先前專利98218356.9的原理結(jié)構(gòu)圖，其中，汽車防側(cè)撞激光測(cè)距器A為兩個(gè)，分別設(shè)置在汽車前端兩側(cè)，B為控制及顯示系統(tǒng)。
圖2為本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)圖，其中激光測(cè)距器A同樣分別設(shè)在汽車前端兩側(cè)，激光測(cè)距器A可以按申請(qǐng)人在先專利98218356.9所述方式實(shí)現(xiàn)。與已知技術(shù)不同的是在汽車前部設(shè)置兩個(gè)號(hào)筒1，兩號(hào)筒1形成的軸線夾角為30度，形成脈沖反射式聲納傳感器。
請(qǐng)參閱圖3為本實(shí)用新型聲納系統(tǒng)工作原理圖，其中兩路脈沖反射式聲納傳感器工作原理如下工作電壓(VCC)加上后大約5毫秒后，換能器開(kāi)始工作，將脈沖發(fā)射啟動(dòng)信號(hào)置高可啟動(dòng)換能器發(fā)射脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)2.38毫秒延時(shí)(等待換能器穩(wěn)定)后即可開(kāi)始接收回波信號(hào)(ECHO)，從啟動(dòng)信號(hào)(INIT)到接收到回波信號(hào)(ECHO)的時(shí)間即聲脈沖行程時(shí)間，根據(jù)以下公式即可計(jì)算出聲納傳感器與被測(cè)障礙物之間的距離D＝CT/2，其中D(單位米)為距離，T(單位秒)為聲脈沖發(fā)射到返回的時(shí)間間隔，C(單位米/秒)為聲波在介質(zhì)中的傳輸速率。
由二個(gè)號(hào)筒1構(gòu)成的聲納傳感器波束組成一個(gè)聲波環(huán)，每個(gè)傳感器3dB波束角為30度，也即號(hào)筒形成的軸線夾角為30度，由此獲得汽車前方環(huán)境的全向距離信息，因雨霧主要由水分子構(gòu)成，而水是聲音的良好傳媒，實(shí)驗(yàn)表明，聲納信號(hào)對(duì)大雨霧具有較好的穿透性，作用距離達(dá)數(shù)十米，并可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位，聲納工作頻率為15～40kHz。
圖3中，1為號(hào)筒(聲納天線系統(tǒng))，2為聲納換能器；3為放大器；4為數(shù)字信號(hào)處理器DSP；5為二極管相位檢波器。
其中，二極管相位檢波器為一般雙二極管相位檢波電路，其利用相鄰重復(fù)周期脈沖回波信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)之間相位差的變化，檢測(cè)回波固定目標(biāo)，輸出為等幅脈沖，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，輸出為一串幅度多卜勒頻率(與目標(biāo)速度相關(guān))調(diào)制的脈沖，由此進(jìn)行動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，放大器對(duì)收到的聲納信號(hào)進(jìn)行放大DSP信號(hào)處理器對(duì)二個(gè)聲納系統(tǒng)信號(hào)進(jìn)行處理，得到車前目標(biāo)的方位及距離信息，并進(jìn)行動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，送于控制系統(tǒng)，圖中VCC為電源線，GND為接地線。
圖4中，1為圓錐形號(hào)筒；6為多孔板；7為墊圈；2為脈沖反射式壓電陶瓷換能器，聲納系統(tǒng)采用強(qiáng)功率脈沖反射式換能器，由多孔板匹配層和圓錐形號(hào)筒(天線)進(jìn)行聲匹配與濾波，以集中聲能量提高探測(cè)距離及接收靈敏度。
圖5為駕駛專家控制系統(tǒng)原理圖，系統(tǒng)采用電機(jī)專用數(shù)字控制專用數(shù)字信號(hào)處理器TMS320F240，它集DSP的信號(hào)高速處理能力和適用于電機(jī)控制的外周電路于一體，大大減少了控制系統(tǒng)的體積，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比，在圖中，11、12為A/D變換口，13、14為驅(qū)動(dòng)電路，15、17為左、右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，16、18為編碼器，19、20為正交脈沖解碼器，21、23為脈沖值輸入口，22、24為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向輸入口，智能控制系統(tǒng)以TMS320F240為核心，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)，速度檢測(cè)等單元，電機(jī)選用小型步進(jìn)電機(jī)，它可帶雙路正交輸出的光電編碼器，用以檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及方向，在圖中，TMS320F240輸出的控制信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路13、14，對(duì)左、右輪電機(jī)進(jìn)行控制，采用專門的集成電路L298來(lái)實(shí)現(xiàn)，L298含有雙H電橋，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)左、右輪轉(zhuǎn)向電機(jī)，進(jìn)行汽車轉(zhuǎn)解控制，編碼器16、18輸出的正交脈沖，經(jīng)過(guò)正交脈沖解碼器19、20處理得到電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向，和轉(zhuǎn)速的脈沖值，分別送入TMS320F240的Cap輸入口及I/O輸入口。
請(qǐng)參見(jiàn)圖6為專家系統(tǒng)正向推理機(jī)程序框圖，圖中的K為規(guī)則總數(shù)。駕駛專家系統(tǒng)用人工智能語(yǔ)言LISP語(yǔ)言(或MATCAB語(yǔ)言)編程，將駕駛專家經(jīng)驗(yàn)編程輸入知識(shí)庫(kù)，如“如果本車車速大于或等于100公里/小時(shí)，并用與前車車距小于100米，則應(yīng)減速”表示成知識(shí)IF1≥100km/h AND S＜100mTHEN I(注輸出減速指令)以上駕駛知識(shí)(規(guī)則)組成知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)表RULES。
LISP語(yǔ)言駕駛專家系統(tǒng)有了知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)表RULES，數(shù)據(jù)庫(kù)(用以暫存輸入數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù))中的已知事實(shí)表FACTS和按FACTS不斷用知識(shí)RULES來(lái)擴(kuò)充FACTS的推理函數(shù)DEDUCE，則正向推理程序就可運(yùn)行了，其輸出直接控制汽車變速器及汽車轉(zhuǎn)角控制器。
權(quán)利要求1.一種汽車防撞駕駛裝置，其特征在于在汽車的前部?jī)蓚?cè)設(shè)置防側(cè)撞激光測(cè)距器(A)，在前部另設(shè)置聲納號(hào)筒(1)，聲納號(hào)筒后連接有聲納換能器，聲納換能器經(jīng)放大器和二極管檢波器連接信號(hào)處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車防撞駕駛裝置，其特征在于信號(hào)處理器設(shè)有兩個(gè)A/D變換口與左、右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，并通過(guò)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電路控制左、右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)，左、右輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)兩個(gè)編碼器連接分別再連接兩個(gè)正交脈沖解碼器后連接到信號(hào)處理器的脈沖值輸入口和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向輸入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車防撞駕駛裝置，其特征在于聲納號(hào)筒為圓錐形號(hào)筒其后設(shè)有為多孔板進(jìn)行聲匹配與濾波，并經(jīng)墊圈連接聲納換能器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車防撞駕駛裝置，其特征在于聲納換能器為脈沖反射式壓電陶瓷換能器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車防撞駕駛裝置，其特征在于防側(cè)撞激光測(cè)距器為兩個(gè)，分別設(shè)置在汽車前端兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車防撞駕駛裝置，其特征在于汽車前部設(shè)置的號(hào)筒為兩個(gè)，號(hào)筒形成的軸線夾角為30度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種安裝在汽車上的汽車防撞駕駛裝置。其特征在于在汽車的前部?jī)蓚?cè)設(shè)置防側(cè)撞激光測(cè)距器，在前部另設(shè)置聲納號(hào)筒，聲納號(hào)筒后連接有聲納換能器，聲納換能器經(jīng)放大器和二極管檢波器連接信號(hào)處理器。本實(shí)用新型將激光、聲納傳感器及計(jì)算機(jī)駕駛專家控制系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全天候?qū)嚽澳繕?biāo)進(jìn)行精確測(cè)量與定位，并自動(dòng)調(diào)整車速及轉(zhuǎn)向，達(dá)到安全行駛的目的。
文檔編號(hào)G01S17/00GK2840071SQ20052003531
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月30日
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