一种超声波式的智能汽车防追尾预警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超声波式的智能汽车防追尾预警系统，包括超声波发射信号产生单元，超声波发射信号产生单元的输出端通过波形放大与驱动单元与超声波收发转换开关的输入端连接，其输入端与控制单元的输出端连接，超声波发射信号产生单元受控制单元的控制；回波信号调理单元的输入端与超声波收发转换开关的输出端连接，其输出端通过ADC电路与微处理器单元的输入端连接；超声波传感器的数据传输端与超声波收发转换开关的数据传输端相连；微处理器单元的输入端还与空气温度获取单元、本车速度获取单元及控制单元的输出端连接，其输出端与预警显示单元的连接。本实用新型专利技术超声系统成本低、性能稳定可靠，适应性强，测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种超声波式的智能汽车防追尾预警系统，包括超声波发射信号产生单元，超声波发射信号产生单元的输出端通过波形放大与驱动单元与超声波收发转换开关的输入端连接，其输入端与控制单元的输出端连接，超声波发射信号产生单元受控制单元的控制；回波信号调理单元的输入端与超声波收发转换开关的输出端连接，其输出端通过ADC电路与微处理器单元的输入端连接；超声波传感器的数据传输端与超声波收发转换开关的数据传输端相连；微处理器单元的输入端还与空气温度获取单元、本车速度获取单元及控制单元的输出端连接，其输出端与预警显示单元的连接。本技术超声系统成本低、性能稳定可靠，适应性强，测量精度高。【专利说明】一种超声波式的智能汽车防追尾预警系统
本技术涉及汽车防撞预警领域，尤其涉及一种超声波式的智能汽车防追尾预 警系统。
技术介绍
国家高等级公路网的快速建设，为人们出行、物资转运提供了极大的便利，缩短了 人们在空间上的距离。另一方面，国家经济的高速发展，也促进了人们的经济收入的增加和 物质生活水平的提高，使大量的汽车不断进入家庭，目前我国已成为世界上汽车产销第一 大国。然而，伴随汽车不断涌入家庭和高等级公路建设的不断完善，汽车引起的事故也在不 断增加。汽车引发的交通事故原因之一是由于驾驶人员不遵守交通规则、驾驶注意力不集 中所造成的。其中，由于驾驶人员不按交通规则保持有效行车距离，造成前后车辆追尾而引 发的事故不在少数。因此，一种为防止前后车辆追尾的预警系统被研宄并加以应用，及时提 醒驾驶人员保持有效行车距离、有效地减少车辆追尾，起着至关重要的作用。然而，在现有 的汽车防追尾预警系统的研宄成果和产品中，大多数系统或装置都是安装在本车上，提醒 本车驾驶人员保持有效车距、并在紧急状况下实现自动刹车制动，最大限度的避免追尾前 车和降低事故程度。然而，一个不争的事实是：在行车过程中，后车经常是长时间的近距离 以相同行车速度跟随本车，当前车遇紧急情况实现安全刹车制动后，后车却因为距离太近、 驾驶员反映时间太短，发生后车追尾本车的事故现象。为此，本专利提供一个专门用于提请 后车驾驶员保持有效行车距离的预警系统，并根据不同行车速度、自适应改变有效行车距 离预警。 追尾预警系统从实现原理上分为：微波、激光、超声等方法。微波雷达式汽车防追 尾系统测量范围较远，并且可采用相控阵技术，已达到较高的实用化程度，但是因该系统实 现成本居高不下，因而，目前仅有高档轿车能够采用该技术。激光式汽车防追尾系统已有研 制，但是因激光光束较窄易受天气能见度影响难以推广。超声波是常用的距离测量方法，目 前常用的汽车防追尾系统就是基于超声测量原理的。
技术实现思路
为了解决现有技术无法根据不同行车速度、自适应改变有效行车距离预警，本实 用新型提供了一种利用超声波测量原理的汽车防追尾预警系统，该系统可以根据本车与后 车的行车速度、后车距本车的距离，实时的计算出后车应有的有效安全行车距离，通过安装 于本车车后部的显示系统提醒后车驾驶员降低车速、保持有效的安全行驶距离。 本技术采用如下技术方案： 一种超声波式的智能汽车防追尾预警系统，包括超声波发射信号产生单元、波形 放大与驱动单元、回波信号调理单元、超声波收发转换开关、超声波传感器、微处理器单元、 本车速度获取单元、空气温度获取单元、控制单元、预警显示单元和电源供电单元；所述超 声波发射信号产生单元的输出端通过波形放大与驱动单元与超声波收发转换开关的输入 端连接，其输入端与控制单元的输出端连接；所述回波信号调理单元的输入端与超声波收 发转换开关的输出端连接，其输出端与微处理器单元的输入端连接；所述超声波传感器的 数据传输端与超声波收发转换开关的数据传输端相连；所述微处理器单元的输入端还与空 气温度获取单元、本车速度获取单元及控制单元的输出端连接，其输出端与预警显示单元 的连接；所述控制单元的输出端还与本车速度获取单元和空气温度获取单元的控制端连 接；所述电源供电单元用于给系统供电。 进一步地，所述超声波发射信号产生单元采用编码发射，产生的信号为线性调频 脉冲信号。 进一步地，所述超声波发射信号产生单元为DDS数字式频率合成器AD9854。 进一步地，所述超声波收发转换开关包括双向模拟开关⑶4066和反相器⑶4069 ; 所述双向模拟开关⑶4066的4脚用于输出接收到的回波信号，5脚与反相器⑶4069的2脚 连接，10脚与超声波发射信号产生单元的输出端连接，11脚用于连接波形放大与驱动单元 的输入端，用于输出信号给波形放大与驱动单元，12脚与控制单元的输出端连接；所述反 相器⑶4069的1脚与控制单元的输出端连接。 进一步地，所述回波信号调理单元包括依次电连接的TGC电路和ADC电路。 进一步地，所述回波信号调理单元（3)中的TGC电路采用的是时间增益放大电路， 包括数字电位器MAX5161和放大器NE5532 ;所述数字电位器MAX5161的1脚通过电阻R6与 放大器NE5532的2脚连接，2脚与双向模拟开⑶4066的4脚连接，6脚通过并联的电容C6 和C7与直流电源连接；所述放大器NE5532的2脚通过电阻R8与其1脚连接作为TGC电路 输出端，电阻R7的一端与直流电源连接，电阻R7的另一端与并联的电阻R5和电容C3的一 端连接后与放大器NE5532的3脚连接，并联的电阻R5和电容C3的另一端接地，8脚通过并 联的电容C4和电容C5与直流电源连接。 进一步地，所述波形放大与驱动单元包括自激变压器TR和中功率三极管Ql ;所述 中功率三极管Ql的基极通过电阻Rl与直流电源连接，三极管Ql的集电极通过电阻R2与 直流电源连接，滤波电容Cl的一端与三极管Ql的集电极连接，电容Cl的另一端通过变压 器TR的初级线圈与三极管Ql的发射极连接；变压器TR的次级线圈与反向并联的二极管D3 和D4串联后再分别与电阻R3、超声波传感器并联；超声波传感器的一端与反向并联的二极 管Dl和D2的一端连接；超声波传感器的另一端通过电阻R4与反向并联的二极管Dl和D2 的另一端连接，反向并联的二极管Dl和D2的另一端还与电容C2的一端连接；电容C2的另 一端用于连接双路模拟开关⑶4066的3脚连接。 进一步地，所述预警显示单元为字符图形LED显示器。 本技术的有益效果： (1)本技术使用的超声波方向性好、射线呈现定向传播，而且遇界面反射效 果明显。本技术的超声波可获得较高的灵敏度，并且谐振带宽、波束角很窄，有利于回 波信号中的抗干扰处理，不易受无线电磁干扰。 (2)本技术的超声波式的智能汽车放追尾预警系统，超声系统成本低、性能稳 定可靠。 (3)本技术的超声波发射信号模块采用线性调频的调制方式，具有很大的时 宽带宽积，抗噪性能可以得到大幅度改善。 (4)本技术在回波信号电路处理中运用了 TGC技术对不同时间的回波信号进 行放大，提高了测量精度。 (5 )本技术的预警显示可以自适应地连续向后车进行预警提示。 (6)本技术采用了双向模拟开关⑶4066和反相器⑶4069构成超声发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波式的智能汽车防追尾预警系统，其特征是：包括超声波发射信号产生单元（1）、波形放大与驱动单元（2）、回波信号调理单元（3）、超声波收发转换开关（4）、超声波传感器（5）、微处理器单元（6）、本车速度获取单元（7）、空气温度获取单元（8）、控制单元（9）、预警显示单元（10）和电源供电单元（11）；所述超声波发射信号产生单元（1）的输出端通过波形放大与驱动单元（2）与超声波收发转换开关（4）的输入端连接，其输入端与控制单元（9）的输出端连接；所述回波信号调理单元（3）的输入端与超声波收发转换开关（4）的输出端连接，其输出端与微处理器单元（6）的输入端连接；所述超声波传感器（5）的数据传输端与超声波收发转换开关（4）的数据传输端相连；所述微处理器单元（6）的输入端还与空气温度获取单元（8）、本车速度获取单元（7）及控制单元（9）的输出端连接，其输出端与预警显示单元（10）的连接；所述控制单元（9）的输出端还与本车速度获取单元（7）和空气温度获取单元（8）的控制端连接；所述电源供电单元（11）用于给系统供电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑乔，黄兆宇，李鹏，
申请(专利权)人：李剑乔，
类型：新型
国别省市：江苏;32