本實用新型涉及一種測量裝置，更具體地說一種前車加速度測量裝置。

背景技術(shù)：

車載智能安全系統(tǒng)，譬如AEBS(自動緊急剎車系統(tǒng))、ACC(自適應(yīng)巡航控制)等在汽車中的應(yīng)用越來越廣泛。這類系統(tǒng)均需要對前方車輛運動狀態(tài)進行實時跟蹤和檢測，根據(jù)前車縱向距離和相對速度適時調(diào)整本車的運動狀態(tài)。

目前，現(xiàn)有的車載智能安全系統(tǒng)在實時監(jiān)測本車和前車的運動狀態(tài)時，僅使用了本車速度、縱向距離、前車相對速度、前車最大加速度和本車最大加速度；其中前車最大加速度通過標定確定，換而言之，智能安全系統(tǒng)確定以后，前車最大加速度都是一個固定的值。但是，但是，對于不同的前方車輛、不同的路況，前車最大加速度是不相同的；因此，僅通過前車最大加速度不能實時反映前車的運動狀態(tài)，不能準確監(jiān)測前車狀態(tài)的變化，要準確監(jiān)測前車狀態(tài)的變化，還必須引入前車的瞬時加速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對現(xiàn)有的車載智能安全系統(tǒng)不能準確監(jiān)測前車狀態(tài)變化等問題，提供一種前車加速度測量裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是：一種前車加速度測量裝置，包括電源模塊、模擬信號處理模塊、CAN通信模塊、BDM接口模塊和MCU模塊，所述的電源模塊分別與模擬信號處理模塊、CAN通信模塊、BDM接口模塊和MCU模塊相連接，所述的模擬信號處理模塊包括低通濾波電路和模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號電路，模擬信號處理模塊的數(shù)字信號輸出端與MCU模塊的數(shù)字信號接收管腳相連接，且模擬信號處理模塊與本車加速度傳感器相連接，所述CAN通信模塊的CAN接口與MCU模塊的CAN接口相連接，且CAN通信模塊分別采集雷達CAN信號和本車車速信號，并輸出前車加速度信號，所述的BDM接口模塊和MCU模塊相連接。

所述模擬信號處理模塊中的低通濾波電路為一階RC無源濾波器。

所述的MCU模塊為16位單片機。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型的測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，各部件能在一塊電路板上進行集成，結(jié)構(gòu)緊湊，便于在車上布置。

2、本實用新型的測量裝置能實時連續(xù)的測量前車瞬時加速度，準確可靠，克服了傳統(tǒng)方法監(jiān)測前車運動狀態(tài)不夠準確的缺點，滿足使用需求。

附圖說明

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2是使用本實用新型的測量方法流程圖。

圖中，電源模塊1，模擬信號處理模塊2，CAN通訊模塊3，BDM接口模塊4，MCU模塊5，雷達CAN信號6，本車車速信號7，前車加速度信號8，本車加速度傳感器9。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖說明和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細描述。

參見圖1，一種前車加速度測量裝置，其能夠準確判斷前車運動的狀態(tài)，包括電源模塊1、模擬信號處理模塊2、CAN通信模塊3、BDM接口模塊4和MCU模塊5。所述的電源模塊1分別與模擬信號處理模塊2、CAN通信模塊3、BDM接口模塊4和MCU模塊5相連接；電源模塊1輸入電壓為車載24V標準電壓，用于給模擬信號處理模塊2、CAN通信模塊3、BDM接口模塊4和MCU模塊5提供電源。

參見圖1，所述的模擬信號處理模塊2包括低通濾波電路和模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號電路(ADC)，模擬信號處理模塊2的數(shù)字信號輸出端與MCU模塊5的數(shù)字信號接收管腳相連接，且模擬信號處理模塊2與本車加速度傳感器9相連接。具體的，所述模擬信號處理模塊2中的低通濾波電路為一階RC無源濾波器，其截止頻率為1Hz；所述的模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號電路(ADC)采集范圍為0～5V，采樣精度為10bit。模擬信號處理模塊2用于采集本車加速度傳感器9發(fā)出的本車加速度電壓信號后先進行一階低通濾波，濾波截至頻率為1Hz，再將0～5V的電壓信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，采樣精度為10bit，然后傳輸?shù)組CU模塊5進行處理、用于計算。

參見圖1，所述CAN通信模塊3的CAN接口與MCU模塊5的CAN接口相連接，且CAN通信模塊3分別采集雷達CAN信號6和本車車速信號7，并輸出前車加速度信號8。所述的雷達CAN信號6包括前車相對速度、縱向距離、橫向距離(或偏離角度)信號。工作時，CAN通信模塊3用于采集車輛總線上的本車車速信號7和雷達內(nèi)部總線上的雷達CAN信號6，然后發(fā)送給MCU模塊5；同時，CAN通信模塊3將輸出的前車加速度信號8發(fā)布到車輛總線上。由于雷達需要實時采集道路上多個目標的雷達CAN信號6，因此對CAN通訊速率有較高的要求，其通訊速率為500Kbps甚至更高；且由于本車車速信號7和前車加速度信號8為250Kbps CAN信號，因此本CAN通訊模塊3塊需要同時接受和發(fā)送上述速率的信號，即CAN通訊模塊3能同時傳輸波特率500Kbps、250Kbps的CAN信號，其中500K波特率傳輸?shù)氖抢走_CAN信號6，250K波特率傳輸?shù)氖潜拒囓囁傩盘?和前車加速度信號8。

參見圖1，所述的BDM接口模塊4和MCU模塊5相連接。BDM接口模塊4為通用的調(diào)試接口，前車加速度計算程序通過本BDM接口模塊4燒寫到MCU模塊5中，即BDM接口模塊4用于將計算程序下載到MCU模塊5中。

具體的，所述的MCU模塊5為16位單片機。

參見圖2，使用本實用新型的測量方法，其能夠準確測量前車的加速度，包括以下步驟：

步驟一、前車在本車前方行駛，其縱向距離和橫向距離在雷達監(jiān)測范圍內(nèi)，模擬信號處理模塊2采集本車加速度傳感器9發(fā)出的本車加速度電壓信號并進行低通濾波、再將電壓信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號傳輸?shù)組CU模塊5。

步驟二、CAN通信模塊3采集本車車速信號7和雷達CAN信號6中的前車相對速度信號，然后CAN通信模塊3將本車車速信號7和前車相對速度信號傳輸?shù)組CU模塊5中。

步驟三、MCU模塊5根據(jù)其中的軟件濾波算法對本車車速信號7和前車相對速度信號進行濾波，通過計算得到前車速度。該算法計算時對本車車速信號7進行低通濾波、對前車相對速度信號進行均值濾波；其中前車相對速度只在前車存在時(縱向距離不為0)才進行濾波，若前車不存在，相對速度為0，然后再通過計算得到前車速度。

步驟四、MCU模塊5通過以下公式分析一定時間內(nèi)前車速度的變化和縱向距離的變化，判斷前車速度和縱向距離是否發(fā)生突變：

|V_t-V₀|＞|a_max|·ΔT+V_cal (1)

$|{\mathrm{\ΔS}}_t-{\mathrm{\ΔS}}_n|\>\frac{1}{2}\left|{\mathrm{\Δa}}_{\max }\right|\·{\mathrm{\ΔT}}^2+\left|{\mathrm{\ΔV}}_0\right|\·\mathrm{\Δ}T+S_{cal}---\left(2\right)$

其中公式(1)為速度突變判斷公式，用于分析前車速度是否突變；

公式(2)為縱向距離突變判斷公式，用于分析縱向距離是否突變；

V_t為當(dāng)前周期前車速度，V₀為上一周期前車速度，ΔS_t為當(dāng)前周期縱向距離，ΔS₀為上一周期縱向距離；

若公式(1)、(2)只要有一個成立，則視為前車發(fā)生切換，發(fā)生突變。

步驟五、若前車未發(fā)生突變，沒有發(fā)生切換，則認為前車被連續(xù)識別到，MCU模塊5對前車速度按一定周期進行微分得到前車加速度。

若前車發(fā)生突變，前車發(fā)生了切換，則前車未被連續(xù)識別到；此時前車先沿本車道行駛、某一時刻轉(zhuǎn)向換道離開，當(dāng)前車轉(zhuǎn)向離開時，其縱向距離和橫向距離不在雷達監(jiān)測范圍內(nèi)。通過CAN通信模塊3傳輸?shù)組CU模塊5中的雷達CAN信號6均為0，前車速度也為0。MCU模塊5重置前車加速度微分的周期計數(shù)，以保證當(dāng)前計算的加速度與前車是相互對應(yīng)的；已經(jīng)計數(shù)的這段時間內(nèi)，前車加速度置為0。其中，計數(shù)周期取決于本車速度和相對速度的精度。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，上述結(jié)構(gòu)都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型的保護范圍。