一种兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置及其方法，该装置包括控制单元、步进电机、超声波雷达和声光提示单元；控制单元在泊车寻库模式下，驱动步进电机将超声波雷达旋转至泊车寻库位置，设置雷达探测角度，计算侧方障碍物距离；控制单元在盲区监测模式下，驱动步进电机将超声波雷达旋转至盲区监测位置，设置雷达探测角度，计算盲区内障碍物距离，当达测得障碍物的距离小于预设值时，驱动蜂鸣器与显示器发出提示。利用单个超声波雷达完成两种不同区域的环境感知任务，利用步进电机带动超声波雷达转动改变超声波雷达的波束轴线使单个超声波雷达能够探测不同区域，能够兼顾自动泊车寻库与车辆近距离盲区监控。

An ultrasonic distance measuring device and its method for vehicle auto parking and post blind area monitoring

The invention provides a vehicle for both automatic parking ultrasonic ranging device and method of the library and the blind spot monitoring, the device includes a control unit, step motor, ultrasonic radar and sound unit; the control unit in the parking search library mode, step motor will drive the ultra sonic radar rotation to find parking library location settings radar detection angle, the calculation of lateral obstacle distance; the control unit in the blind spot monitoring mode, step motor will drive the rotary ultrasonic radar blind spot monitoring to position, set the radar detection angle, calculating blind obstacle distance was measured when the obstacle distance is less than a preset value, the buzzer and the display drive alert. Using a single ultrasonic radar completed two different regional environmental perception tasks, the beam axis driven by a step motor rotation ultrasonic ultrasonic radar radar that can detect single ultrasonic radar in different areas, can take into account the automatic parking search base and vehicle blind range monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置及其方法
本专利技术属于汽车智能化与主动安全
，特别涉及一种兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置及其方法。
技术介绍
超声波雷达由于其价格低、抗干扰性强、原理简单的优点，在汽车上的应用非常广泛，如倒车预警、盲区监测、泊车寻库。在轿车自动泊车系统中，超声波雷达传感器的配置和安装位置设计是关键技术之一。轿车主动安全系统中的近距离盲区监控用超声波雷达的安装位置与自动泊车系统中的侧方环境感知雷达的安装位置相近，但探测区域有较大差异。在盲区监测中，现有单线激光雷达较难实现车辆的盲区监测功能，而采用多线激光雷达用于盲区监测无疑会大幅增加系统成本。在较小区域内配置多个雷达传感器将导致雷达系统的抗干扰性能下降，同时安装布置难度及整车成本均大幅提升。目前具有安装在车辆前方的雷达寻库技术，但是安装在前方并不能进行后盲区监测，实现后盲区的检测还需要布置多个雷达。为了解决上述问题，本专利技术提出了一种由步进电机直接带动超声波雷达转动的测距装置。这种测距装置可实现利用单个超声波雷达兼顾自动泊车寻库与后盲区监测的技术效果，进而在提升测距系统抗干扰性的同时降低整车成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置及其方法，利用单个超声波雷达完成两种不同区域的环境感知任务，利用步进电机直接带动超声波雷达转动以改变超声波雷达的波束轴线进而使单个超声波雷达能够探测不同区域，能够实现兼顾自动泊车寻库与车辆近距离盲区监控功能。本专利技术的技术方案是：一种兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置，包括控制单元、步进电机、超声波雷达和声光提示单元；所述控制单元分别与步进电机、超声波雷达和声光提示单元电连接；所述超声波雷达通过雷达旋转机构与步进电机连接；所述超声波雷达用于采集探测区域内的环境信息，并将信息传递给控制单元；所述步进电机通过雷达旋转机构旋转超声波雷达，使超声波雷达指向不同的探测区域；所述声光提示单元包括显示器与蜂鸣器，所述显示器用于显示出障碍所在位置，以及提示可进行自动泊车；所述蜂鸣器用于发出提示声音；所述控制单元在泊车寻库模式下，驱动步进电机将超声波雷达旋转至泊车寻库位置，控制单元对超声波雷达进行参数初始化，控制超声波雷达探测张角为泊车寻库角度，将超声波雷达传递的侧方障碍物信息与车速相结合，从而判断车位的长度；控制单元在盲区监测模式下，驱动步进电机将超声波雷达旋转至盲区监测位置，控制单元对超声波雷达进行参数初始化，控制超声波雷达探测张角为盲区监测角度，控制单元根据超声波雷达的返回信号计算出障碍物的距离并与预设值比较，当距离小于预设值时，控制单元驱动蜂鸣器与显示器发出提示。上述方案中，所述雷达旋转机构包括旋转套和配合套；所述旋转套安装在超声波雷达上，配合套固定于车辆后保险杠内；旋转套与配合套球面的球心与雷达的旋转轴线相互重合。上述方案中，所述配合套球面半径大于旋转套的球面半径。上述方案中，所述超声波雷达在泊车寻库模式下的探测角度为25～35度。上述方案中，所述超声波雷达在盲区监测模式下探测角度为60～80度。上述方案中，所述超声波雷达为基于Elmos公司E524.03芯片的超声波雷达。上述方案中，所述步进电机为28BYJ48型步进电机。上述方案中，所述控制单元为单片机。一种根据所述兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置的方法，包括以下步骤：步骤一：汽车启动；步骤二：所述控制单元监测是否有泊车请求发出，若无泊车请求进入步骤三，若检测到泊车请求则进入步骤七；步骤三：所述控制单元检测此时超声波雷达的初始化参数是否为盲区监测模式，若是，进入步骤五；若不是，进入步骤四；步骤四：所述控制单元对超声波雷达进行参数初始化，使超声波雷达探测张角为60°～80°；步骤五：所述超声波雷达开始进行一次测距，若控制单元判断雷达障碍物距离小于预设的安全值，则控制显示器与蜂鸣器发出警示；步骤六：延迟一段时间，返回步骤二；步骤七：所述控制单元驱动步进电机将超声波雷达旋转至泊车寻库位置；步骤八：所述控制单元对超声波雷达进行参数初始化，使超声波雷达探测张角为25°～35°；步骤九：所述超声波雷达对车辆侧方障碍物进行测距；步骤十：所述控制单元检测是否接收到寻库完成信号，若有进入步骤十一，若无返回步骤九；步骤十一：所述控制单元驱动步进电机将超声波雷达旋转至盲区监测位置，旋转完毕后进入步骤三。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术利用单个超声波雷达与步进电机结合从而实现车辆泊车寻库与后盲区监测的功能，避免了在同一区域安装多个超声波雷达所带来的信号干扰问题进而提高超声波测距系统的抗干扰性；2.本专利技术减少了车辆超声波雷达的安装数量从而降低整车成本；3.本专利技术雷达转向机构使得超声波雷达在旋转的过程中不破坏车身的防尘性，具有一定的实用价值；4.本专利技术所述超声波雷达与单线激光雷达相比，单线激光雷达较难实现车辆的盲区监测功能，而采用多线激光雷达用于盲区监测无疑会大幅增加系统成本，本专利技术采用的超声波雷达具有探测张角大、成本低的特点，能够同时满足车辆泊车寻库与后盲区监测的功能。附图说明图1为本专利技术的结构框图。图2为本专利技术优选实施例中，雷达旋转机构的结构示意图。图3为本专利技术优选实施例中，雷达旋转机构的装配示意图。图4为本专利技术优选实施例中，雷达旋转机构的装配效果图。图5为本专利技术优选实施例中，超声波雷达安装在后保险杠的位置示意图。图6为本专利技术优选实施例中，超声波雷达在盲区监测模式下的探测范围。图7为本专利技术优选实施例中，超声波雷达在自动泊车寻库模式下的探测范围。图8为本专利技术中超声波雷达在盲区监测与泊车寻库模式下的位置示意图，其中位置1表示泊车寻库位置，位置2表示盲区监测位置。图9为本专利技术优选实施例中的工作流程图。其中，1.超声波雷达；2.旋转套；3.配合套；4.步进电机；位置1为泊车寻库模式，位置2为盲区监测模式。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，一种兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置，包括控制单元、步进电机、超声波雷达和声光提示单元。所述控制单元分别与步进电机、超声波雷达1、声光提示单元和车辆CAN总线电连接；所述超声波雷达1通过雷达旋转机构与步进电机连接。所述超声波雷达1用于采集探测区域内的环境信息，并将信息传递给控制单元。所述步进电机通过雷达旋转机构旋转超声波雷达1，使超声波雷达1指向不同的探测区域。所述声光提示单元包括显示器与蜂鸣器，所述显示器用于显示出障碍所在位置，以及提示可进行自动泊车；所述蜂鸣器用于发出提示声音。当超声波雷达1监测到盲区内有障碍物进入时，控制单元控制显示器显示出障碍所在位置，同时驱动蜂鸣器警示驾驶员。当泊车寻库完成后，控制单元控制显示器提示驾驶员可以进行自动泊车。优选的，所述控制单元采用单片机。所述控制单元在泊车寻库模式下，驱动步进电机将超声波雷达1旋转至泊车寻库位置，控制单元对超声波雷达1进行参数初始化，控制超声波雷达1探测张角为泊车寻库角度，将超声波雷达1传递的侧方障碍物信息与车速相结合，从而判断车位的长度；控制单元在盲区监测模式下，驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置，其特征在于，包括控制单元、步进电机、超声波雷达和声光提示单元；所述控制单元分别与步进电机、超声波雷达(1)和声光提示单元电连接；所述超声波雷达(1)通过雷达旋转机构与步进电机连接；所述超声波雷达(1)用于采集探测区域内的环境信息，并将信息传递给控制单元；所述步进电机通过雷达旋转机构旋转超声波雷达(1)，使超声波雷达(1)指向不同的探测区域；所述声光提示单元包括显示器与蜂鸣器，所述显示器用于显示出障碍所在位置，以及提示可进行自动泊车；所述蜂鸣器用于发出提示声音；所述控制单元在泊车寻库模式下，驱动步进电机将超声波雷达(1)旋转至泊车寻库位置，控制单元对超声波雷达(1)进行参数初始化，控制超声波雷达(1)探测张角为泊车寻库角度，将超声波雷达(1)传递的侧方障碍物信息与车速相结合，从而判断车位的长度；控制单元在盲区监测模式下，驱动步进电机将超声波雷达(1)旋转至盲区监测位置，控制单元对超声波雷达(1)进行参数初始化，控制超声波雷达(1)探测张角为盲区监测角度，控制单元根据超声波雷达(1)返回的信号计算出障碍物的距离并与预设值比较，当距离小于预设值时，控制单元驱动蜂鸣器与显示器发出提示。...

【技术特征摘要】
1.一种兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置，其特征在于，包括控制单元、步进电机、超声波雷达和声光提示单元；所述控制单元分别与步进电机、超声波雷达(1)和声光提示单元电连接；所述超声波雷达(1)通过雷达旋转机构与步进电机连接；所述超声波雷达(1)用于采集探测区域内的环境信息，并将信息传递给控制单元；所述步进电机通过雷达旋转机构旋转超声波雷达(1)，使超声波雷达(1)指向不同的探测区域；所述声光提示单元包括显示器与蜂鸣器，所述显示器用于显示出障碍所在位置，以及提示可进行自动泊车；所述蜂鸣器用于发出提示声音；所述控制单元在泊车寻库模式下，驱动步进电机将超声波雷达(1)旋转至泊车寻库位置，控制单元对超声波雷达(1)进行参数初始化，控制超声波雷达(1)探测张角为泊车寻库角度，将超声波雷达(1)传递的侧方障碍物信息与车速相结合，从而判断车位的长度；控制单元在盲区监测模式下，驱动步进电机将超声波雷达(1)旋转至盲区监测位置，控制单元对超声波雷达(1)进行参数初始化，控制超声波雷达(1)探测张角为盲区监测角度，控制单元根据超声波雷达(1)返回的信号计算出障碍物的距离并与预设值比较，当距离小于预设值时，控制单元驱动蜂鸣器与显示器发出提示。2.根据权利要求1所述的兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置，其特征在于，所述雷达旋转机构包括旋转套(2)和配合套(3)；所述旋转套(2)安装在超声波雷达(1)上，配合套(3)固定于车辆后保险杠内；旋转套(2)与配合套(3)球面的球心与雷达的旋转轴线相互重合。3.根据权利要求2所述的兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置，其特征在于，所述配合套(3)球面半径大于旋转套(2)的球面半径。4.根据权利要求1所述的兼顾车辆自动泊车寻库与后盲区监测的超声波测距装置，其特征在于，所述超声波雷达(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：江浩斌，周新宸，马世典，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32