一种基于超声动态定位的车载避障装置制造方法及图纸

一种基于超声动态定位的车载避障装置，包括控制器，在控制器上电气连接有超声发生模块和超声采集模块，所述超声发生模块用于发射调频超声信号，所述超声采集模块用于对发射的调频超声信号进行回波信号采集；所述超声采集模块包括超声麦克，ADC模块和DMA模块，所述超声麦克通过ADC模块、DMA模块与控制器相连；在控制器上还连接有存储模块，所述存储模块用于存储采集的回波信号；在超声麦克上还连接有蝙蝠耳模型，所述蝙蝠耳模型可车载并具有扫频特性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声动态定位的车载避障装置
：本技术涉及一种基于超声动态定位的车载避障装置。
技术介绍
：从20世纪70年代开始，美国、英国、德国等发达国家提出了无人驾驶汽车的研究。中国也从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究。无人驾驶汽车是智能汽车的一种，主要依靠车内计算机系统和智能驾驶仪的智能驾驶来实现无人驾驶的目标。无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车，它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶；集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物，也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志，在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。现有的无人驾驶汽车在驾驶过程中的识别方式以图像识别为主，在夜间、浓雾或雨天等视线不好的应用场景下，无法采用以可见光为介质的避障方式；无人驾驶汽车的定位方式也是以电磁波或者光为介质进行信息采集和处理，同样不能应用在恶劣的驾驶调节下，并且定位方式以静态定位为主，不能有效满足无人驾驶的应用需求。
技术实现思路
：本技术实施例提供了一种基于超声动态定位的车载避障装置，结构设计合理，以超声波定位技术为基础，能够通过动态超声定位确定周围障碍物位置信息，控制车辆完成避障，可在夜间、浓雾、雨天等特殊环境下作为定位避障补充，提高无人驾驶车辆的安全性，解决了现有技术中存在的问题。本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于超声动态定位的车载避障装置，包括控制器，在控制器上电气连接有超声发生模块和超声采集模块，所述超声发生模块用于发射调频超声信号，所述超声采集模块用于对发射的调频超声信号进行回波信号采集；所述超声采集模块包括超声麦克，ADC模块和DMA模块，所述超声麦克通过ADC模块、DMA模块与控制器相连；在控制器上还连接有存储模块，所述存储模块用于存储采集的回波信号；在超声麦克上还连接有蝙蝠耳模型，所述蝙蝠耳模型可车载并具有扫频特性。所述超声采集模块设置在蝙蝠耳模型的耳根处。所述控制器的型号为STM32F103，在控制器上设有设有48个引脚，在控制器的三号引脚和四号引脚上连接有晶体振荡器，在晶体振荡器上并联有第一电容和第二电容。所述ADC模块的型号为AD9697，在ADC模块上设有64个引脚。所述超声发生模块为压电陶瓷超声传感器，所述存储模块为SD卡。本技术采用上述结构，通过控制器控制超声发生模块发射调频超声信号，控制超声采集模块对发射的调频超声信号进行回波信号采集，对回波信号进行滤波、分帧和加窗处理，以获取障碍物的位置信息，控制器根据障碍物的位置信息控制车辆载具完成避障；通过DMA模块、ADC模块将超声麦克和控制器相连，使控制器方便进行控制；通过存储模块将采集的回波信号进行存储，方便进行处理；通过蝙蝠耳模型的扫频特性可以来确认超声远场角度，可以简化消除距离向误差，从而提高超声动态定位算法的运算速度；通过控制器的数据处理和控制作用以整体完成车辆载具的避障操作，具有智能实用、安全高效的优点。附图说明：图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的超声采集模块和蝙蝠耳模型的结构示意图。图3为本技术的控制器的电气原理图。图4为本技术的ADC模块的电气原理图。图5为本技术的使用状态示意图。具体实施方式：为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本技术进行详细阐述。如图1-5中所示，一种基于超声动态定位的车载避障装置，包括控制器，在控制器上电气连接有超声发生模块和超声采集模块，所述超声发生模块用于发射调频超声信号，所述超声采集模块用于对发射的调频超声信号进行回波信号采集；所述超声采集模块包括超声麦克，ADC模块和DMA模块，所述超声麦克通过ADC模块、DMA模块与控制器相连；在控制器上还连接有存储模块，所述存储模块用于存储采集的回波信号；在超声麦克上还连接有蝙蝠耳模型，所述蝙蝠耳模型可车载并具有扫频特性。所述超声采集模块设置在蝙蝠耳模型的耳根处。所述控制器的型号为STM32F103，在控制器上设有设有48个引脚，在控制器的三号引脚和四号引脚上连接有晶体振荡器，在晶体振荡器上并联有第一电容和第二电容。所述ADC模块的型号为AD9697，在ADC模块上设有64个引脚。所述超声发生模块为压电陶瓷超声传感器，所述存储模块为SD卡。本技术实施例中的一种基于超声动态定位的车载避障装置的工作原理为：以超声波定位为基础，通过控制器对发射调频超声信号得到的回波信号进行存储处理，以得到障碍物方位向位置和距离向位置，并且将方位向位置和距离向位置相结合，以确定障碍物相对车辆的位置，然后控制器再控制车辆载具移动，完成避障。超声定位是对生物仿真技术的一种应用，在自然界中，蝙蝠和海豚等生物声纳系统利用“生物波”对空间中的目标进行定位，因此，超声定位可以作为光学和电磁波定位的有力补充。在整体的方案中，控制器采用STM32系列，ADC模块的型号为亚德诺AD9697，超声发生模块为压电陶瓷超声传感器，存储模块为SD卡；所述ADC模块将模拟信号转换成数字信号；所述DMA模块控制直接内存访问，是一种不经过CPU而直接从内存存取数据的数据交换模式，DMA模块为控制器自带元件；这些电气元件都是根据工作人员的需求进行具体电路连接和设置，可以根据实际应用场景进行调整和变化。超声采集模块设置在蝙蝠耳模型的耳根处，能够更好的采集调频超声信号反馈的回波信号。优选的，蝙蝠耳模型可以车载并且具有扫频特性，可以简化消除距离向误差，从而提高超声动态定位算法的运算速度。蝙蝠鼻叶可以差生调频超声信号，利用蝙蝠耳接收调频超声信号来联动提高空间搜索范围。蝙蝠耳在接收调频信号位于远场处是一种频率线性关系，其频谱曲线是一条斜线，即蝙蝠在远场是频率由低到高的展开，且不同的频率对应角度能量会发生变化，这种特性就是蝙蝠的扫频特性。实际使用时，主要的工作内容包括通过所述控制器控制产生调频超声信号并采集保存回波信号和利用所述控制器对保存的回波信号进行处理，通过动态超声定位算法，确定车辆周围障碍物的位置，进一步控制车辆完成避障。第一部分具体的避障工作方法为：车辆启动并对车载避障装置供电，控制器进入工作状态；所述控制器控制ADC模块产生调频正弦波数字矩阵，所述调频正弦波数字矩阵驱动超声发生模块产生调频超声信号；调频超声信号遇到障碍物后产生回波信号；所述控制器控制ADC模块调整超声采集模块对回波信号的采集速度，ADC模块将采集的回波信号数据存入DMA模块中，DMA模块向所述控制器发出存储请求，如果控制器的内存未被占用，则DMA模块采用DMA数据传输模式将DMA模块中的回波信号数据存入控制器的内存中；DMA传输模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超声动态定位的车载避障装置，其特征在于：包括控制器，在控制器上电气连接有超声发生模块和超声采集模块，所述超声发生模块用于发射调频超声信号，所述超声采集模块用于对发射的调频超声信号进行回波信号采集；所述超声采集模块包括超声麦克，ADC模块和DMA模块，所述超声麦克通过ADC模块、DMA模块与控制器相连；在控制器上还连接有存储模块，所述存储模块用于存储采集的回波信号；在超声麦克上还连接有蝙蝠耳模型，所述蝙蝠耳模型可车载并具有扫频特性。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超声动态定位的车载避障装置，其特征在于：包括控制器，在控制器上电气连接有超声发生模块和超声采集模块，所述超声发生模块用于发射调频超声信号，所述超声采集模块用于对发射的调频超声信号进行回波信号采集；所述超声采集模块包括超声麦克，ADC模块和DMA模块，所述超声麦克通过ADC模块、DMA模块与控制器相连；在控制器上还连接有存储模块，所述存储模块用于存储采集的回波信号；在超声麦克上还连接有蝙蝠耳模型，所述蝙蝠耳模型可车载并具有扫频特性。


2.根据权利要求1所述的一种基于超声动态定位的车载避障装置，其特征在于：所述超声采集模块设置在蝙蝠耳模型的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马昕，
申请(专利权)人：山东大学深圳研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44