专利名称：一种车辆用防物体跌落与危险物接近雷达装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及电子自动化技术和控制工程领域等，更具体而言就是一种汽车电子技术，这种防物体跌落与危险物接近车辆的雷达探测装置及其控制方法，可用于汽车、火车、轮船、工程机械等领域。
背景技术：
近十几年，我国经济不断繁荣与发展，全国高速公路里程的不断增加，货物运输量的不断增长，交通运输车辆的不断增多，特别是大型货车在长时间行驶后，由于车辆在行驶过程中不断的振动，导致原本固定好的货物出现了松动甚至脱落，如果车辆突然加速超车或者减速行驶，货物就会从车辆上滚落，加上此时货车司机由于长时间的驾驶，已经身心疲惫，难以觉察货物从车辆上掉落，这种情况如果发生在夜晚或者大雾天气，其能见度低，驾驶员更难知晓，这样的情况在全国高速公路并不少见，导致造成一定的经济损失。此外，如果车辆两侧和尾部有危险物接近或车辆靠近这些危险物时，车辆应该要及时发现和采取适当的措施，避免与其相撞，以便保证车辆行车安全。因此有必要设计一种能够及时发现车辆货物跌落车体与感知车辆周围危险物的感应装置，以减少运输过程中的经济损失，及保障行车安全。
发明内容
发明的第一个目的是提出一种车辆用防物体跌落与危险物接近的雷达探测装置， 该装置不但能够实现物体跌落车辆时车辆雷达自动感应，告知驾驶员，而且能够实现当危险物将要或有碰撞车辆的趋势时，雷达感应系统自动通知驾驶员，使驾驶员了解车辆周围环境，从而提高车辆行驶的主动安全性。本发明的雷达探测装置包括显示器1、报警器2、车头雷达3、控制器4、两侧雷达 5、车尾雷达6等，所述的控制器4分别与显示器1、报警器2、车头雷达3、两侧雷达5、尾雷达6相连，并且该控制器4可将控制信号与车辆原有的控制系统连接，电子控制部分信号可以和车辆本身的CAN及ABS完全兼容，保障车辆的行车安全。所述的各个雷达设计为30GH以上的FMCW毫米波雷达，具有定位精确，测量距离远特点，同时具有发射和接收功能，连续测距并显示障碍物距离；为了保证雷达探测效果最佳，应将雷达安装在车辆底盘视野较为空旷的位置，以避免安装空间对雷达性能的影响。所述的报警器能够按照雷达探测的数据，要求显示雷达连续测距时障碍物 距离， 并采用不同间歇呜叫频率的声音报警提示距离。所述的控制器4包括测距模块、控制模块、显示报警模块，能够处理各个雷达的数据并进行计算，将相应的数据和信号传递给显示报警模块及其车辆的CAN及ABS控制模块。本发明的第二个目的是提出上述雷达探测装置的控制方法，具体探测控制方法如下
1)通过雷达检测车辆的当前的行驶速度V，并且随时探测车辆周围物体的运动状态和位置，包括探测得到物体的距离、位置、角度；
2)防物体跌落车辆自动感应与控制；
a.当物体从车辆掉落时，雷达能迅速探测到物体的位置及方位，并判断物体是否为车辆上所跌落物，判断标准要满足三个条件，一其物体的速度是车辆当前的行车速度和物体自由落体的合成运动；二 所跌落物体离车辆本身的距离越来越远；三所探测到的物体在以雷达探测器为中心半径为R的范围内；三种条件缺一不可；
b.判断为车辆所跌落物体后，通过显示及报警装置告知驾驶员物体已经跌落，提醒驾驶员注意并采取措施；
3)危险物接近车辆自动感应与控制；
a.车辆行驶过程中，利用车头雷达探测车辆前端危险物离车辆的距离与运动速度，利用车尾雷达探测车辆尾端危险物离车辆的距离与运动速度；
b.当危险物离车辆位置在大于Sl时，给予驾驶员显示和报警信号，显示告知驾驶员危险物接近车辆的位置与速度；
c.当危险物离车辆位置小于Sl而大于S2时给予驾驶员显示和报警信号，显示告知驾驶员危险物接近车辆的位置与速度；
d.当探测的物体为车辆前方物体，离车辆位置小于S2时，本发明的控制部分传递信号给车辆本身的CAN总线及ABS控制系统，车辆自动紧急制动(其中Sl大于S2)；
e.当探测的物体为车辆后方物体，距离小于S3时，显示后方存在危险物信号，并报警提醒驾驶员注意后方危险物接近车辆的距离及速度；
f.当车辆探测车辆前方危险物的距离小于S4时，根据路面情况计算得到，就算采用紧急制动也无法避免物体与车辆相撞时，报警系统将启动最高级别警报形式，并自动启动车辆的被动安全系统，保护车内人员安全；
g.车辆两侧雷达主要功能是探测感知车辆上所装载物体是否跌落情况，另外所具有的功能是探测车侧危险物体离车辆的距离和靠近速度。本发明的有益效果提供了一种能够自动感应车辆物体跌落与探测车辆周围危险物的雷达探测装置和控制方法，该装置简单方便可靠，性价比高，能够及时准确的以不同形式警告和信号告知驾驶员车辆周围的情况，特别适合在夜晚或恶劣天气条件下使用，及时发现物体跌落车辆和保证行车安全，减少物体跌落的经济损失和防止车辆碰撞事故。
图1是本发明的车辆用防物体跌落与危险物接近的雷达探测装置及其控制方法结构原理附图中1_显示器2-报警器3-车头雷达4-控制器5-两侧雷达6-车尾雷达
具体实施例方式
下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。如图1所示，一种车辆用防物体跌落与危险物接近雷达装置及控制方法，主要包括显示器1、报警器2、车头雷达3、控制器4、两侧雷达5、车尾雷达6等。所述的控制器4分别与显示器1、报警器2、车头雷达3、两侧雷达5、尾雷达6相连， 并且该控制器4可将控制信号与车辆原有的控制系统连接，电子控制部分信号可以车辆本身的CAN及ABS完全兼容，保障车辆的行车安全。
所述的各个雷达设计为30GH以上的FMCW毫米波雷达，车辆行驶过程中，雷达不断的探测车辆周围物体的状态和位置，通过控制器及时准确的计算出相应数据，并以不同的形式显示和警告驾驶员车辆周围情况，下面按步骤对该发明装置进行实施分析
1)通过雷达检测车辆的当前的行驶速度V，并且随时探测车辆周围物体的运动状态和位置，包括探测得到物体的距离、位置、角度；
2)防物体跌落 车辆自动感应与控制；
a.当物体从车辆掉落时，雷达能迅速探测到物体的位置及方位，并判断物体是否为车辆上所跌落物，判断标准要满足三个条件，一其物体的速度是车辆当前的行车速度和物体自由落体的合成运动；二 所跌落物体离车辆本身的距离越来越远；三所探测到的物体在以雷达探测器为中心半径为R的范围内；三种条件缺一不可；
b.判断为车辆所跌落物体后，通过显示及报警装置告知驾驶员物体已经跌落，提醒驾驶员注意并采取措施；
3)危险物接近车辆自动感应与控制；
a.车辆行驶过程中，利用车头雷达探测车辆前端危险物离车辆的距离与运动速度，利用车尾雷达探测车辆尾端危险物离车辆的距离与运动速度；
b.当危险物离车辆位置在大于Sl时，给予驾驶员显示和报警信号，显示告知驾驶员危险物接近车辆的位置与速度；
c.当危险物离车辆位置小于Sl而大于S2时给予驾驶员显示和报警信号，显示告知驾驶员危险物接近车辆的位置与速度；
d.当探测的物体为车辆前方物体，离车辆位置小于S2时，本发明的控制部分传递信号给车辆本身的CAN总线及ABS控制系统，车辆自动紧急制动(其中Sl大于S2)；
e.当探测的物体为车辆后方物体，距离小于S3时，显示后方存在危险物信号，并报警提醒驾驶员注意后方危险物接近车辆的距离及速度；
f.当车辆探测车辆前方危险物的距离小于S4时，根据路面情况计算得到，就算采用紧急制动也无法避免物体与车辆相撞时，报警系统将启动最高级别警报形式，并自动启动车辆的被动安全系统，保护车内人员安全；
g.车辆两侧雷达主要功能是探测感知车辆上所装载物体是否跌落情况，另外所具有的功能是探测车侧危险物体离车辆的距离和靠近速度。
权利要求
1.一种车辆用防物体跌落与危险物接近雷达装置及控制方法，其特征在于，该装置主要由以下部分组成显示屏、报警器、车头雷达、控制器、两侧雷达、车尾雷达等；其中控制器分别与显示器、报警器、车头雷达、两侧雷达和车尾雷达相连。
2.根据权利要求1所述的一种车辆用防物体跌落与危险物接近雷达装置及控制方法， 其特征在于组件显示器、报警器和控制器、安装在车辆驾驶室内，其中显示器及报警器的安装位置在驾驶员的控制和视野范围内，并且符合人机工程学布局；两侧雷达安装在车辆两侧的车辆底盘上，其位置平面与底盘平面平行，两平面相距适当平行距离，保证其探测时不受车辆底盘及轮胎对视野的阻碍，其安装数量可以是每侧一个，也可以是每侧2飞个；车头雷达3安装在车辆底盘的前端，以不影响雷达探测为准，其安装数量可以是广3个；车尾雷达6安装在车辆尾端底盘上，其安装数量可以是广3个。
3.根据权利要求1所述的一种车辆用防物体跌落与危险物接近雷达装置及控制方法， 其特征在于所述的雷达探测装置防止物体跌落车辆与危险物接近车辆的控制方法如下1)通过雷达检测车辆的当前的行驶速度v，并且随时探测车辆周围物体的运动状态和位置，包括探测得到物体的距离、位置、角度；2)防物体跌落车辆自动感应与控制；a.当物体从车辆掉落时，雷达能迅速探测到物体的位置及方位，并判断物体是否为车辆上所跌落物，判断标准要满足三个条件，一其物体的速度是车辆当前的行车速度和物体自由落体的合成运动；二 所跌落物体离车辆本身的距离越来越远；三所探测到的物体在以雷达探测器为中心半径为R的范围内；三种条件缺一不可；b.判断为车辆所跌落物体后，通过显示及报警装置告知驾驶员物体已经跌落，提醒驾驶员注意并采取措施；3)危险物接近车辆自动感应与控制；a.车辆行驶过程中，利用车头雷达探测车辆前端危险物离车辆的距离与运动速度，利用车尾雷达探测车辆尾端危险物离车辆的距离与运动速度；b.当危险物离车辆位置在大于Sl时，给予驾驶员显示和报警信号，显示告知驾驶员危险物接近车辆的位置与速度；c.当危险物离车辆位置小于Sl而大于S2时给予驾驶员显示和报警信号，显示告知驾驶员危险物接近车辆的位置与速度；d.当探测的物体为车辆前方物体，离车辆位置小于S2时，本发明的控制部分传递信号给车辆本身的CAN总线及ABS控制系统，车辆自动紧急制动(其中Sl大于S2)；e.当探测的物体为车辆后方物体，距离小于S3时，显示后方存在危险物信号，并报警提醒驾驶员注意后方危险物接近车辆的距离及速度；f.当车辆探测车辆前方危险物的距离小于S4时，根据路面情况计算得到，就算采用紧急制动也无法避免物体与车辆相撞时，报警系统将启动最高级别警报形式，并自动启动车辆的被动安全系统，保护车内人员安全；g.车辆两侧雷达主要功能是探测感知车辆上所装载物体是否跌落情况，另外所具有的功能是探测车侧危险物体离车辆的距离和靠近速度。
4.根据权利要求1所述的一种车辆用防物体跌落与危险物接近雷达装置及控制方法， 其特征在于所述的控制器4与车辆本身的CAN及ABS完全兼容，保障车辆的行车安全。
5.根据权利要求1所述的一种车辆用防物体跌落与危险物接近雷达装置及控制方法， 其特征在于所述的雷达传感器具有保护罩，防止车辆行驶过程中恶劣环境对雷达系统造成的损害。
全文摘要
本发明涉及一种车辆用防物体跌落与危险物接近雷达装置及控制方法。主要包括显示器1、报警器2、车头雷达3、控制器4、两侧雷达5、车尾雷达6等。当车辆物体跌落或危险物接近时，通过装在车辆上的雷达装置探测到车辆周围物体的运动状态及位置，控制器迅速计算并判断，出现不同的显示和报警状态。该探测装置及其控制方法不但能够实现车辆在行进中物体从车辆跌落的自动感应报警，防止物体在运输过程中物体跌落，减少了经济损失，并且该装置还能够实现当周围危险物接近车辆时自动报警，并自动采取相应措施，避免车辆与其他危险物发生碰撞，从而保证行车安全。
文档编号B60R21/01GK102310830SQ20111016410
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月18日 优先权日2011年6月18日
发明者冯卫, 周秦源, 郭大军 申请人:冯卫