[發(fā)明專利]一種基于具有溫度補(bǔ)償?shù)某暡y距裝置的汽車防撞系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410736762.8
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104442758A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝敏富;胡清華;高娟
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州市歐博銳自動(dòng)化科技有限公司
• 主分類號: B60T7/12
• 分類號: B60T7/12;B60Q9/00;G01S15/93;G01S15/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超聲波測距系統(tǒng)，尤其涉及一種基于具有溫度補(bǔ)償?shù)某暡y距裝置的汽車防撞系統(tǒng)，屬于汽車防撞領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械震蕩，它是由與介質(zhì)相接觸的震蕩源所引起的，其頻率在20kHz以上。由于超聲波的速度相對于光速要小得多，其傳播時(shí)間就比較容易檢測，并且易于定向發(fā)射，方向性好，強(qiáng)度好控制，因而利用超聲波測距在很多距離探測應(yīng)用中有很重要的用途，包括無損檢測、過程測量、機(jī)器人測量和定位，以及流體液面高度測量等。

在空氣中，常溫下超聲波的傳播速度是334m/s，但其傳播速度受空氣中溫度、濕度等因素的影響，其中受溫度影響較大，如溫度每升高1℃，聲速就會(huì)增加約0.6m／s。因此在相同的間隔測量距離，由于波的傳播時(shí)間是相同的，不同溫度下的聲速不同，所以最終造成測量出來的距離不相等，在距離測量精度要求很高的情況下，必須要對溫度進(jìn)行測量和補(bǔ)償，以避免溫度對測量精度的影響。制超聲波檢測往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于實(shí)現(xiàn)，并且測量精度高。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)日益繁榮，但由于道路狀態(tài)、交通管理等硬件難以跟上，加上駕駛超車、出車開小差、錯(cuò)誤估計(jì)車距等主觀的原理，使相互碰撞的交通事故頻頻發(fā)生。解決這個(gè)問題的根本措施在于給行進(jìn)中的汽車安裝能自動(dòng)跟蹤測距，在危險(xiǎn)距離內(nèi)自動(dòng)剎車的裝置。

例如申請?zhí)枮椤?01120488173.4”的一種基于超聲波的汽車防撞控制系統(tǒng)，包括防撞控制器，與防撞控制器相連的超聲波測距儀、車速傳感器、剎車控制器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，與剎車控制器相連的制動(dòng)器，與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器相連的噴油電磁閥。該實(shí)用新型通過超聲波測距儀實(shí)時(shí)測量獲取車與前方障礙物的相對距離信息和相對速度信息，并結(jié)合車速信息，經(jīng)判斷后控制車輛減速或制動(dòng)，從而大大降低了車與障礙物的碰撞概率，減輕了車與障礙物的碰撞程度，有效保證了駕駛員和他人的人生安全，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，實(shí)用性好，但是尚未考慮溫度的影響且測量精度有待進(jìn)一步提高。

又如申請?zhí)枮椤?01210178595.0”的一種基于超聲波測距的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)。它包括AT89C2051控制模塊、超聲波測距模塊、報(bào)警模塊、顯示模塊和電源模塊。當(dāng)超聲波測距模塊將檢測到的距離轉(zhuǎn)化為電平信號傳輸?shù)紸T89C2051控制模塊，AT89C2051控制模塊將接收到的信號進(jìn)行處理并與設(shè)定的最大距離值進(jìn)行比較，如果此距離小于設(shè)定的最大距離值，AT89C2051控制模塊將向報(bào)警模塊發(fā)送指令，使報(bào)警器發(fā)出聲音提醒司機(jī)，同時(shí)將距離值通過顯示模塊進(jìn)行顯示。該發(fā)明滿足一般近距離測距的要求，且成本較低，有較好的性價(jià)比，可廣泛應(yīng)用于小距離測距、機(jī)器人檢測、車輛倒車?yán)走_(dá)中，但是尚未考慮溫度的影響且測量精度有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)的不足提供了一種基于具有溫度補(bǔ)償?shù)某暡y距裝置的汽車防撞系統(tǒng)，其具有低成本，高精度，且能夠有效避免了環(huán)境溫度變化對測距精度的影響，有力提高了超聲波測距系統(tǒng)的測量精度，進(jìn)而能夠通過精確計(jì)算車距有效地避免了車禍的發(fā)生。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于具有溫度補(bǔ)償?shù)某暡y距裝置的汽車防撞系統(tǒng)，包含微控制器模塊以及與其連接的超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、溫度測量模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、剎車減速模塊和電源模塊，所述微控制器模塊包含計(jì)時(shí)單元、計(jì)算單元、參數(shù)對比單元和控制單元，所述超聲波接收模塊包含依次連接的超聲波接收頭、放大電路、檢波電路、比較整形電路；

其中，超聲波發(fā)射模塊，用于發(fā)射超聲波同時(shí)發(fā)送一個(gè)計(jì)時(shí)啟動(dòng)信號至計(jì)時(shí)單元；

超聲波接收模塊，用于當(dāng)?shù)谝淮谓邮盏匠暡〞r(shí)同時(shí)發(fā)送一個(gè)計(jì)時(shí)停止信號至計(jì)時(shí)單元；

溫度測量模塊，用于實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫度；

計(jì)時(shí)單元，用于計(jì)算在收到超聲波發(fā)射模塊發(fā)送的計(jì)時(shí)啟動(dòng)信號和超聲波接收模塊發(fā)送的計(jì)時(shí)停止信號之間的時(shí)間，進(jìn)而將時(shí)間上傳至計(jì)算單元；

計(jì)算單元，用于根據(jù)v=331.4+0.61T,s=vt/2計(jì)算出距離障礙物的距離s，同時(shí)通過顯示模塊實(shí)時(shí)顯示；

其中，t為超聲波發(fā)射模塊發(fā)送的計(jì)時(shí)啟動(dòng)信號和超聲波接收模塊發(fā)送的計(jì)時(shí)停止信號之間的時(shí)間差，T為實(shí)際環(huán)境溫度，v為當(dāng)前環(huán)境下聲速；

參數(shù)對比單元，用于根據(jù)計(jì)算單元計(jì)算出的距離障礙物的距離與設(shè)定值進(jìn)行分析對比，若距離障礙物的距離小于安全距離時(shí)，則發(fā)送信號至控制單元；

控制單元，用于根據(jù)參數(shù)對比單元發(fā)送的信號控制報(bào)警單元發(fā)出警報(bào)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)剎車減速單元。