CN202966125U - 一种基于超声波收发的倒车雷达*** - Google Patents

一种基于超声波收发的倒车雷达*** Download PDF

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米志强
李友国
冯朝生
陈健
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Abstract

本实用新型公开了一种基于超声波收发的倒车雷达***，属于雷达传感技术领域，包括控制器总成、传感器总成和蜂鸣器；控制器总成产生并输出电信号；传感器总成接收控制器总成输出的电信号，并将接收到的电信号转换成超声波信号向外发送，同时接收经障碍物反射回来的超声波信号并将其转换成电信号传回控制器总成；控制器总成通过对传感器总成传回的信号进行计算分析，决定是否发出报警信号；蜂鸣器接收控制器总成的控制信号实施蜂鸣报警；本实用新型提供的基于超声波收发的倒车雷达***功耗低，体积小，可靠性高，其成本低廉，能够直观便捷地为驾驶员提供可靠性预警，且其工作温度范围为-40℃～85℃，能够适应全天候气象环境。

Description

一种基于超声波收发的倒车雷达***
技术领域
本实用新型属于雷达传感技术领域，涉及一种基于超声波收发的倒车雷达***。
背景技术
随着我国汽车工业和高速公路事业的飞速发展，汽车已经越来越多地进入普通民众的家庭，同时也带来了很多汽车驾驶及操控安全性方面的问题。
在汽车的组成***中，倒车雷达***是一个非常重要的组成部分。倒车雷达用于在汽车倒车时检测本车与其它车辆或障碍物之间的距离，并在达到设定的危险距离时提醒驾驶员注意，以防止危险情况发生。
目前，汽车上采用的倒车雷达***大都具有复杂的结构，且造价成本高昂，由此也造成了汽车的制造成本的上升，因此，研制、开发基于高性价比的超声波测距技术的倒车雷达***具有重要的社会与经济价值。
谐振频率高于20kHz的声波被称为超声波，超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强。利用超声波的这种性能就可以制成超声波传感器，或称为超声换能器，它是一种既可以把电信号转化为声波信号、又可以把声波信号转化为电信号的器件或装置。换能器在电脉冲激励下可将电能转换为机械能，向外发送超声波；反之，当换能器处在接收状态时，它可将声能（机械能）转换为电能。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于超声波收发的倒车雷达***，该倒车雷达***结构简单，成本低廉且具有高可靠预警性能。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于超声波收发的倒车雷达***，包括控制器总成、传感器总成和蜂鸣器；控制器总成产生并输出电信号；传感器总成接收控制器总成输出的电信号，并将接收到的电信号转换成超声波信号向外发送，同时接收经障碍物反射回来的超声波信号并将其转换成电信号传回控制器总成；蜂鸣器接收控制器总成的控制信号实施蜂鸣报警；
所述控制器总成包括微控制器MCU、信号分路器、数字多路选择器、滤波器、运算放大器和整流器；微控制器MCU输出的电信号首先进入信号分路器，信号被分成两路，一路进入数字多路选择器，从数字多路选择器出来的信号再经过滤波器滤波后进入运算放大器，从运算放大器输出的信号进入整流器整流后进入MCU作为基波；从信号分路器输出的另一路信号被传送至传感器总成。
进一步，所述微控制器MCU采用STM8控制芯片。
进一步，所述信号分路器采用三极管。
进一步，所述整流器采用二极管。
进一步，所述多路选择器采用74HC4051。
进一步，所述传感器总成为三个，均匀安装于车身后保险杠。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的基于超声波收发的倒车雷达***功耗低，体积小，可靠性高，其成本低廉，能够直观便捷地为驾驶员提供可靠性预警，且其工作温度范围为-40℃～85℃，能够适应全天候气象环境。
附图说明
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：
图1为本实用新型所述倒车雷达的结构框图；
图2为控制器总成结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
图1为本实用新型所述倒车雷达的结构框图，如图所示，本实用新型基于超声波收发的倒车雷达***包括一个控制器总成，一个蜂鸣器和多个传感器总成；控制器总成安装于驾驶员侧，内置主MCU，传感器总成安装于车身后保险扛。
控制器总成产生并输出电信号；传感器总成接收控制器总成输出的电信号，并将接收到的电信号转换成超声波信号向外发送，同时接收经障碍物反射回来的超声波信号并将其转换成电信号传回控制器总成；控制器总成通过对传感器总成传回的信号进行计算分析，决定是否发出报警信号；蜂鸣器接收控制器总成的控制信号实施蜂鸣报警。
图2为控制器总成结构图，具体来说，信号从控制器总成中的MCU输出，在本实施例中，微控制器MCU采用STM8控制芯片，微控制器MCU输出的电信号首先进入信号分路器，信号被分成两路，一路进入数字多路选择器，从数字多路选择器出来的信号再经过滤波器滤波后进入运算放大器，从运算放大器输出的信号进入整流器整流后进入MCU作为基波。从信号分路器输出的另一路信号被传送至传感器总成，传感器总成将其转化为机械能，以超声波形式发射到外界，若遇到障碍物，反射回来的超声波经传感器总成接收，并转化为电信号，电信号经整流滤波及放大处理后输送到控制器总成；在本实施例中，信号分路器采用三极管，整流器采用二极管，多路选择器采用74HC4051。
从传感器总成传回的信号进入到MCU后，由于与基波信号之间存在延时，MCU通过计算判断延时以确定传感器探头与障碍物之间的距离。当回波信号强度达到MCU设定的“门限”值并在其可探测区域时，MCU会控制蜂鸣器鸣叫报警。传感器总成的数量和设置位置可以根据具体情况合理设定，在本实施例中，设置3个传感器总成，将其均匀安装在汽车车身后保险杠上。
由于一路信号可以被另一路信号接收，若反射信号恰好落在其可探测区域，MCU会认定回波信号与基波信号是同一路信号，回波信号强度达到MCU设定的“门限”时，MCU会控制蜂鸣器鸣叫，这就使得***产生误判，比如距障碍物2米甚至更远的距离***会发出报警。
针对这一情况，本实用新型通过优化软件算法完美地解决这一问题。每路信号连续发射数次，并对回波情况进行判断。若某次回波强度很大，但其之前和后续波形强度很小，则***不予报警。
探头的余振时间是个很重要的指标，它通过与基波信号耦合后会产生盲区，盲区就是在可探测区域内的某一点或某一范围的障碍物，***不会发出警报。余振时间受温度影响很大，尤其是在低温时，余振时间会变长，当余振时间变长时，近距离的障碍物的回波信号会被耦合到余振上，则***认定回波信号为余振，不予报警。
本实用新型通过***上电时检测余振时间有效地解决了盲区的问题，若检测到余振时间大于某个限定的时间，则MCU控制蜂鸣器长鸣报警。若余振时间小于限定时间，则以此余振时间计为0点计算距离。本实用新型在可探测区域内基本无盲区，另外，控制器总成部分在-40～85℃时不受温度影响。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种基于超声波收发的倒车雷达***，包括控制器总成、传感器总成和蜂鸣器； 
控制器总成产生并输出电信号； 
传感器总成接收控制器总成输出的电信号，并将接收到的电信号转换成超声波信号向外发送，同时接收经障碍物反射回来的超声波信号并将其转换成电信号传回控制器总成； 
蜂鸣器接收控制器总成的控制信号实施蜂鸣报警； 
其特征在于：所述控制器总成包括微控制器MCU、信号分路器、数字多路选择器、滤波器、运算放大器和整流器；微控制器MCU输出的电信号首先进入信号分路器，信号被分成两路，一路进入数字多路选择器，从数字多路选择器出来的信号再经过滤波器滤波后进入运算放大器，从运算放大器输出的信号进入整流器整流后进入MCU作为基波；从信号分路器输出的另一路信号被传送至传感器总成。 
2.根据权利要求1所述的基于超声波收发的倒车雷达***，其特征在于：所述微控制器MCU采用STM8控制芯片。 
3.根据权利要求1所述的基于超声波收发的倒车雷达***，其特征在于：所述信号分路器采用三极管。 
4.根据权利要求1所述的基于超声波收发的倒车雷达***，其特征在于：所述整流器采用二极管。 
5.根据权利要求1所述的基于超声波收发的倒车雷达***，其特征在于：所述多路选择器采用74HC4051。 
6.根据权利要求1至5之一所述的基于超声波收发的倒车雷达***，其特征在于：所述传感器总成为三个，均匀安装于车身后保险杠。 
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CN111016829A (zh) * 2019-12-26 2020-04-17 重庆集诚汽车电子有限责任公司 一种倒车雷达后部车身控制器***

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