CN108515905A - 一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞*** - Google Patents

一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞*** Download PDF

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Abstract

一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，包括控制模块、A/D转换模块、车门触发开关、车锁控制开关和毫米波雷达，通过触摸车门触发开关发出信号给控制模块，控制模块控制毫米波雷达开始检测周围运动物体信息，并将毫米波雷达检测的运动物体信息通过A/D转换模块转换后传递给控制模块，控制模块根据运动物体信息计算出运动物体到达车门处所用的时间T1,并将T1与标准阈值T0进行对比来实现控制。本发明改变了传统技术中超声波测量技术近，以及通过CCD面阵摄像头对比费用昂贵的问题，同时克服了摄像头在大雾天气无法使用的问题，采用了毫米波雷达，不仅测量范围广，而且不会受到天气的影响。

Description

一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***
技术领域
本发明涉及一种防撞装置，尤其是涉及一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***。
背景技术
当今社会汽车的保有量越来越大，不可避免的导致城市的交通拥堵。除了正常行驶之外，汽车的停驻问题也凸显出来。与此同时，电动自行车、轻便摩托车也发展迅速，不同种类车辆的路权矛盾激化，机动车与非机动车之间的安全事故数量也呈上升趋势。机动车驻车并开启车门时，车门和后方驶来的自行车、摩托车、电动自行车发生碰撞的事故屡屡发生。要有效减少驻车时，由于车门开启而引发的交通事故，一方面需要驾驶员和乘车人员有良好、规范的开车门习惯；另一方面，需要改善交通条件，加强对机动车、非机动车的严格管理。但这两个方面都难以在短期内能取得良好的成效。因此，研究设计一种汽车开门防撞***，从而减少驻车开门与自行车、电动车等发生碰撞的交通事故，避免不必要的人员伤亡和经济损失，具有重要的理论意义与广泛的应用价值。
目前有多家公司和高等学校对汽车开门防撞装置进行研发，其中申请号为201620242259.1公开了一种名称为“汽车控制开门防撞***”专利文件，申请号为201620790004.9公开了一种名称为“一种基于蓝牙的汽车开门防撞预警***”专利文件，以上两个专利使用超声波测距仪完成整个***的测距，超声波测距原理简单，制作方便，成本较低。但作为车辆上的测距仪，有两个缺点：一是超声波的速度受外界环境变化影响较大，不同温度下超声波速度不同；二是超声波能量与距离的平方成正比衰减，故距离越远，反射回的超声波越少，灵敏度下降很快，从而使得超声波测距的方式只适用于较短距离。目前国内外的超声波理想测距为，一般只用于汽车倒车防撞***上。申请号为201510503307.8公开了一种名称为“一种汽车开门防撞***”专利文件，该专利使用CCD面阵摄像头进行双目识别***测距，双目识别技术测距精度高，并可在测距的过程中利用图像中包含的大量信息实现其他辅助驾驶功能，但是它存在一个图像匹配的问题，而且需要处理的数据较多，所用时间较长，价格比较昂贵。
根据毫米波雷达探测距离远、运行可靠、测量性能受天气等外界因素影响较小，可以获得距离、相对速度等特点，本发明选择使用毫米波雷达，设计一个检测到有障碍物进入危险距离时车门立刻上锁的汽车开门防撞***，消除由于不当开门造成同行人或骑车人相撞的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是为解决现有的防撞***价格高，检测范围小的问题，提供一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，包括控制模块、A/D转换模块、车门触发开关、车锁控制开关和毫米波雷达，通过触摸车门触发开关发出信号给控制模块，控制模块控制毫米波雷达开始检测周围运动物体信息，并将毫米波雷达检测的运动物体信息通过A/D转换模块转换后传递给控制模块，控制模块根据运动物体信息计算出运动物体到达车门处所用的时间T1,并将T1与标准阈值T0进行对比，标准阈值T0等于开车门所用时间与人遇到突发事情反应时间的总和，当T1＞T0时，控制模块发出指令给车锁控制开关，控制车锁打开使车门可以正常打开；当T1≤T0时，控制模块发出指令给车锁控制开关，控制车锁锁死使车门无法打开。
所述的毫米波雷达设置有两个分别安装在汽车尾部保险杠的两端上，两个毫米波雷达的工作频率均为77GHz，有效工作距离均为200m。
所述的运动物体信息为运动物体与毫米波雷达的距离和运动物体的速度信息。
所述的车锁控制开关安装在四个车门与车体铰接处以限制车门的开合，车门触发开关安装在四个车门内部打开把手上并与控制模块连接。
所述的标准阈值T0为5-20s，突发事情的反应时间是根据老人的反应而确定以保证足够安全。
所述的控制模块为LC67F500的ARM芯片。
所述的控制模块上还连接有报警模块，当T1≤T0时，控制模块发出指令给车锁控制开关，控制车锁锁死使车门无法打开，同时控制报警模块报警。
所述的声觉报警模块或者视觉报警模块中的至少一种。
所述的声觉报警模块为蜂鸣装置，视觉报警模块为指示灯。
所述的蜂鸣装置设置有四个分别安装在四个车门内部，四个蜂鸣装置均采用独立电源供电，四个蜂鸣装置随着运动物体与毫米波雷达距离的减小而提高蜂鸣频率及音量；还可以将蜂鸣装置与鸣笛***连接，当接近车辆与本车的交汇距离超过一定阈值比如距离车距离为2米时，鸣笛***开始鸣笛，所述的指示灯为LED警示灯，LED警示灯安装与四个车门上并通过独立电影供电，LED警示灯闪烁频率随运动物体与毫米波雷达距离的减小而提高。
本发明的有益效果是：本发明改变了传统技术中超声波测量技术近，以及通过CCD面阵摄像头对比费用昂贵的问题，同时克服了摄像头在大雾天气无法使用的问题，采用了毫米波雷达，不仅测量范围广，而且不会受到天气的影响，同时毫米波雷达通过计算出时间，通过时间上来对比，安全可靠，通过时间对比，效果比通过图像对比安全。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明的信号处理***图。
具体实施方式
图中所示，具体实施方式如下：
一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，包括控制模块、A/D转换模块、车门触发开关、车锁控制开关和毫米波雷达，所述的控制模块采用以LC67F500的ARM芯片为核心进行工作，对前端返回的中频信号进行模拟滤波以及放大处理后，进行A/D转换并在FFT变换之前进行数字滤波，然后在频域执行CFAR目标检测等相关算法（具体的就是根据毫米波雷达检测运动物体与车的距离，检测两次，根据距离差和时间差计算速度得出速度信息，然后根据速度信息和总距离计算出时间T1），根据车辆车速、门锁状态以及车门开启状态等输入信息进行***报警，通过触摸车门触发开关发出信号给控制模块，控制模块控制毫米波雷达开始检测周围运动物体信息，并将毫米波雷达检测的运动物体信息通过A/D转换模块转换后传递给控制模块，控制模块根据运动物体信息计算出运动物体到达车门处所用的时间T1,并将T1与标准阈值T0进行对比，标准阈值T0等于开车门所用时间与人遇到突发事情反应时间的总和，当T1＞T0时，控制模块发出指令给车锁控制开关，控制车锁打开使车门可以正常打开；当T1≤T0时，控制模块发出指令给车锁控制开关，控制车锁锁死使车门无法打开，消除由于不当开门造成同行人或骑车人相撞的安全隐患。
所述的毫米波雷达设置有两个分别安装在汽车尾部保险杠的两端上，两个毫米波雷达的工作频率均为77GHz，有效工作距离均为200m。
所述的运动物体信息为运动物体与毫米波雷达的距离和运动物体的速度信息。
所述的车锁控制开关安装在四个车门与车体铰接处以限制车门的开合，车门触发开关安装在四个车门内部打开把手上并与控制模块连接。
所述的标准阈值T0为5-20s，突发事情的反应时间是根据老人的反应而确定以保证足够安全。
所述的控制模块上还连接有报警模块，当T1≤T0时，控制模块发出指令给车锁控制开关，控制车锁锁死使车门无法打开，同时控制报警模块报警。
所述的声觉报警模块或者视觉报警模块中的至少一种。
所述的声觉报警模块为蜂鸣装置，视觉报警模块为指示灯。
所述的蜂鸣装置设置有四个分别安装在四个车门内部，四个蜂鸣装置均采用独立电源供电，四个蜂鸣装置随着运动物体与毫米波雷达距离的减小而提高蜂鸣频率及音量；还可以将蜂鸣装置与鸣笛***连接，当接近车辆与本车的交汇距离超过一定阈值比如距离车距离为2米时，鸣笛***开始鸣笛，所述的指示灯为LED警示灯，LED警示灯安装与四个车门上并通过独立电影供电，LED警示灯闪烁频率随运动物体与毫米波雷达距离的减小而提高。
当汽车停稳后，乘车人员要打开车门时车门触发开关启动，毫米波雷达传感器开始工作，检测后方是否有运动物体，检测运动物体的速度和距离，同时将信号经A/D转换模块传送至控制器，计算出运动物体与本车交汇时所用的时间，计算的时间小于设定的安全阈值时，车锁控制开关启动，锁紧车门，通过蜂鸣装置提醒乘车人员开门请注意，视觉报警模块亮灯警示；若距离大于安全距离，则***不做处理。本发明结构简单，使用方便，消除了交通事故中常见的由于不当开门造成同行人或骑车人相撞的安全隐患。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：包括控制模块、A/D转换模块、车门触发开关、车锁控制开关和毫米波雷达，通过触摸车门触发开关发出信号给控制模块，控制模块控制毫米波雷达开始检测周围运动物体信息，并将毫米波雷达检测的运动物体信息通过A/D转换模块转换后传递给控制模块，控制模块根据运动物体信息计算出运动物体到达车门处所用的时间T1,并将T1与标准阈值T0进行对比，标准阈值T0等于开车门所用时间与人遇到突发事情反应时间的总和，当T1＞T0时，控制模块发出指令给车锁控制开关，控制车锁打开使车门可以正常打开；当T1≤T0时，控制模块发出指令给车锁控制开关，控制车锁锁死使车门无法打开。
2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：所述的毫米波雷达设置有两个分别安装在汽车尾部保险杠的两端上，两个毫米波雷达的工作频率均为77GHz，有效工作距离均为200m。
3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：所述的运动物体信息为运动物体与毫米波雷达的距离和运动物体的速度信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：所述的车锁控制开关安装在四个车门与车体铰接处以限制车门的开合，车门触发开关安装在四个车门内部打开把手上并与控制模块连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：所述的标准阈值T0为5-20s。
6.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：所述的控制模块为LC67F500的ARM芯片。
7.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：所述的控制模块上还连接有报警模块，当T1≤T0时，控制模块发出指令给车锁控制开关，控制车锁锁死使车门无法打开，同时控制报警模块报警。
8.根据权利要求7所述的一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：所述的声觉报警模块或者视觉报警模块中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：所述的声觉报警模块为蜂鸣装置，视觉报警模块为指示灯。
10.根据权利要求9所述的一种基于毫米波雷达的汽车开门防撞***，其特征在于：所述的蜂鸣装置设置有四个分别安装在四个车门内部，四个蜂鸣装置均采用独立电源供电，四个蜂鸣装置随着运动物体与毫米波雷达距离的减小而提高蜂鸣频率及音量；所述的指示灯为LED警示灯，LED警示灯安装与四个车门上并通过独立电影供电，LED警示灯闪烁频率随运动物体与毫米波雷达距离的减小而提高。
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