用于机动车周围障碍物的探测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种微波探测装置，尤其是可以用于动态或静态的探测装置。主要由以下部件组成：振荡器（２０１、２０２）、求和电路（２０３、２０４）、脉冲发生器（２０５、２０６）、微波源（２０７、２０８）、混频器（２１２、２１４）、天线单元（２１１）、频率测量单元（２１６）、运算单元（２１７）和随机信号发生器（２１９），所述部件经电路连接后装入一个壳体中，安装于汽车前后保险杠或车顶、车侧内。本实用新型专利技术的目的是通过本装置得到带有障碍物各种信息的中频回波信号，再通过信息提取评估单元廉价而可靠地获得周边障碍物的各种信息，如：距离、速度、方位、大小等。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于机动车周围障碍物的探测装置
本技术涉及一种微波探测装置，尤其是可以用于动态或静态的探测装置。
技术介绍
目前机动车、船防撞探测装置使用的探测方法主要有超声波、红外线、激光、多普勒雷达、调频连续波(FMCW)雷达、脉冲雷达、图象识别等方式，但由于现有的各种方式均有弱点，因此都无法普及使用。例如，超声波存在探测距离近、反应速度慢、互相之间存在严重干扰等缺点，目前只在近距、慢速倒车雷达中使用，在机动车中高速运行状态下，超声波固有缺点导致无法使用。红外线、激光方式受环境、天气影响大，探测头容易受灰尘、泥水覆盖而无法工作，在雾、雨、雪等恶劣天气条件下性能将急剧下降，而这些恶劣天气往往最需要探测装置发挥作用。多普勒雷达主要用于测速，用于测量机动车与障碍物距离的情况下效果较差，且其成本高昂，另外一个致命的缺点是很难解决不同机动车之间相互干扰问题，要么不同机动车发射不同频率的微波，占用大量频率资源，要么无法区分不同机动车发射的微波信号，互相之间产生严重干扰。调频连续波雷达在国外高档汽车中有实际采用，但其高昂的成本限制了其使用范围，而且这种方法也很难解决不同机动车之间相互干扰的问题，因此很难大范围使用。现有的脉冲雷达也存在成本高，没有解决相互干扰等问题。图象识别方法运算量巨大，设备成本更高，受环境、天气影响大，在雾、雨、雪等恶劣天气条件下性能严重下降。
技术实现思路
本技术的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种探测距离远、测量精度高、不受环境、天气影响、无相互干扰的用于机动车周围障碍物的探测装置。本技术所述的用于机动车周围障碍物的探测装置主要由以下部件组成：振荡器(201、202)、求和电路(203、204)、脉冲发生器(205、206)、微波源(207、208)、混频器(212、214)、天线单元(211)、频率测量单元(216)、运算单元(217)、随机信号发生器(219)，振荡器(201)的输出端与求和电路(203)的第一输入端连-->接，求和电路(203)的输出端与脉冲发生器(205)的输入端连接，脉冲发生器(205)的输出端与微波源(207)的输入端连接，同时与混频器(214)的第一输入端连接，混频器(214)的输出端与频率测量单元(216)的输入端连接，频率测量单元(216)的输出端与计算单元(217)的输入端连接，计算单元(217)输出时间放大系数的计算结果，随机信号发生器(219)的输出端同时与求和电路(203)、(204)的第二输入端连接；微波源(207)的输出端与发射天线的输入端连接，发射天线发射微波脉冲信号，接收天线接收来自周围障碍物的反射信号，接收天线的输出端与混频器(212)的第一输入端连接，振荡器(202)的输出端与求和电路(204)的第一输入端连接，求和电路(204)的输出端与脉冲发生器(206)的输入端连接，脉冲发生器(206)的输出端与微波源(208)的输入端连接，同时与混频器(214)的第二输入端连接，微波源(208)的输出端与混频器(212)的第二输入端连接，混频器(212)的输出端输出中频回波信号。上述所有电路可以装入一个壳体中，安装于汽车前后保险杠、车顶、车侧，用螺丝或者粘胶固定，天线单元方向朝外，可安装于非金属保险杠的内侧，也可以安装于汽车挡风玻璃内侧。要求天线单元前方无汽车金属壳体或部件遮挡，但可以有非金属物体，如塑料或玻璃钢保险杠、挡风玻璃等。总的输出为两个接口，一个模拟接口--输出中频回波信号(模拟信号)，一个数字接口--输出计算单元(217)的计算结果--时间放大系数(数字量)，也可以输出频率测量单元(216)的测量结果--差分信号频率(数字量)。上述所有电路也可作为其它电路的组成部分予以应用。上述装置使用了发射、接收分开的多个天线，即天线单元包含了至少两个天线，一些用于发射，一些用于接收。也可以发射、接收共用一个天线，在此种情况下应增加定向耦合器(210)，微波源(207)的输出端与定向耦合器(210)的输入端连接，定向耦合器(210)的耦合端与天线单元(211)的输入输出端连接，定向耦合器(210)的输出端与混频器(212)的第一输入端连接。混频器(214)的主要作用是输出一个差分信号，其输入端并非必须接脉冲发生器的输出端，还可以有以下三种连接方式，即混频器(214)的第一输入端与振荡器(201)的输出端连接，同时第二输入端与振荡器(202)的输出端连接；或者混频器(214)的第一输入端与求和电路(203)的输出端连接，同时第二输入端与求和电路(204)的输出端连接；或者混频器(214)的第一输入端与微波源(207)的输出端连接，同时第二输入端与微波源(208)的输出端连接。-->本技术的主要任务在于生成一种中频回波信号，通过这种中频回波信号可以廉价而可靠地估计障碍物的信息，如中频回波信号的每一个值在时间轴上的位置对应机动车与障碍物的距离，每一个值的幅度对应于障碍物有无以及障碍物的大小，每一个值随时间在分布、幅度、相位上的变化情况对应于机动车与障碍物的相对速度、方向等信息。通过提取这些信息，进而准确评估出障碍物对机动车运行安全构成的威胁。本技术的任务只在于生成这种中频回波信号，而从中频回波信号中提取、评估哪几个信息，以及如何提取、评估信息并非本专利的任务。众所周知的原因，提取、评估信息的方法多种多样，并为相关专业人士所熟知，因此这些方法的改变并不影响本专利的效用。为了表述简洁，除非特别指明，本文叙述中，机动车、船均使用机动车一词来表述，障碍物以及靠近物体均使用障碍物一词来表述。本技术的独到之处在于利用本装置生成了一种中频回波信号，利用这种中频回波信号，机动车防撞装置能通过非常廉价且可靠的方式提取障碍物的信息，并能保证很高的测量精度，从而准确评估障碍物对汽车运行安全造成的威胁，及时报警和/或采取规避措施。附图说明图1为安装于机动车上的探测装置。图2为本技术电路连接方框图。图3为本技术求和电路的一种具体实施例。图4为本技术脉冲发生器的一种具体实施例。图5为本技术滤波器的一种具体实施例。图6为本技术随机信号发生器的一种具体实施例。图7为当振荡器201、202为正弦波振荡器、脉冲发生器205、206为方形脉冲发生器时，输出信号223、224、225、226、227、228、233之间的相互关系。图8为本技术生成的中频回波信号的波形示意图。具体实施方式图1示出了一个安装于机动车101上的、用于机动车防撞的探测装置。这种装置具有一个电路单元102和一个天线单元103，电路单元102首先产生一种微波脉冲信号，通过天线单元103向需要测量的方向105发射这种微波脉冲信号，发射的微波脉冲信号遇到障碍物104时产生信号反射，反射方向106与发-->射方向105相反，天线单元103接收反射的微波脉冲信号，电路单元102对接收的反射微波脉冲进行处理，生成前面论述提到的具有障碍物各种信息的中频回波信号，在此基础上电路单元102可以拥有但并非必须拥有提取评估信息、以及报警和控制汽车操作的功能。图1中箭头示出了微波脉冲信号的传播路径。图1中天线单元103并非表示只有一个天线，该天线单元可以是发射和接收共用的一个天线，也可以是发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车周围障碍物的探测装置，其特征在于主要由以下部件组成：振荡器（２０１、２０２）、求和电路（２０３、２０４）、脉冲发生器（２０５、２０６）、微波源（２０７、２０８）、混频器（２１２、２１４）、天线单元（２１１）、频率测量单元（２１６）、运算单元（２１７）和随机信号发生器（２１９），振荡器（２０１）的输出端与求和电路（２０３）的第一输入端连接，求和电路（２０３）的输出端与脉冲发生器（２０５）的输入端连接，脉冲发生器（２０５）的输出端与微波源（２０７）的输入端连接，同时与混频器（２１４）的第一输入端连接，混频器（２１４）的输出端与频率测量单元（２１６）的输入端连接，频率测量单元（２１６）的输出端与计算单元（２１７）的输入端连接，计算单元（２１７）输出时间放大系数的计算结果，随机信号发生器（２１９）的输出端同时与求和电路（２０３）、（２０４）的第二输入端连接；微波源（２０７）的输出端与发射天线的输入端连接，发射天线发射微波脉冲信号，接收天线接收来自周围障碍物的反射信号，接收天线的输出端与混频器（２１２）的第一输入端连接，振荡器（２０２）的输出端与求和电路（２０４）的第一输入端连接，求和电路（２０４）的输出端与脉冲发生器（２０６）的输入端连接，脉冲发生器（２０６）的输出端与微波源（２０８）的输入端连接，同时与混频器（２１４）的第二输入端连接，微波源（２０８）的输出端与混频器（２１２）的第二输入端连接，混频器（２１２）的输出端输出中频回波信号。...

【技术特征摘要】
1、一种用于机动车周围障碍物的探测装置，其特征在于主要由以下部件组成：振荡器(201、202)、求和电路(203、204)、脉冲发生器(205、206)、微波源(207、208)、混频器(212、214)、天线单元(211)、频率测量单元(216)、运算单元(217)和随机信号发生器(219)，振荡器(201)的输出端与求和电路(203)的第一输入端连接，求和电路(203)的输出端与脉冲发生器(205)的输入端连接，脉冲发生器(205)的输出端与微波源(207)的输入端连接，同时与混频器(214)的第一输入端连接，混频器(214)的输出端与频率测量单元(216)的输入端连接，频率测量单元(216)的输出端与计算单元(217)的输入端连接，计算单元(217)输出时间放大系数的计算结果，随机信号发生器(219)的输出端同时与求和电路(203)、(204)的第二输入端连接；微波源(207)的输出端与发射天线的输入端连接，发射天线发射微波脉冲信号，接收天线接收来自周围障碍物的反射信号，接收天线的输出端与混频器(212)的第一输入端连接，振荡器(202)的输出端与求和电路(204)的第一输入端连接，求和电路(204)的输出端与脉冲发生器(206)的输入端连接，脉冲发生器(206)的输出端与微波源(208)的输入端连接，同时与混频器(214)的第二输入端连接，微波源(208)的输出端与混频器(212)的第二输入端连接，混频器(212)的输出端输出中频回波信号。2、如权利要求1所述的用于机动车周围障碍物的探测装置，其特征在于发射、接收共用一个天线，在此种情况下设置定向耦合器(210)，微波源(207)的输出端与定向耦合器(210)的输入端连接，定向耦合器(210)的耦合端与天线单元(211...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，
申请(专利权)人：胡勇，
类型：实用新型
国别省市：53[中国|云南]