基于雷达传感器的汽车防撞方法和装置制造方法

文档序号:6241698阅读:269来源:国知局
基于雷达传感器的汽车防撞方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种基于雷达传感器的汽车防撞方法和装置。该方法主要包括括:雷达传感器将调制信号以电磁波的方式向外发射出去,接收汽车外部的障碍物返回的回波信号;根据调制信号和回波信号计算出障碍物和汽车之间的距离;将障碍物和所述汽车之间的距离与预置的减速距离和刹车距离进行比较,根据比较结果控制所述汽车进行减速或刹车。本发明实施例通过利用毫米波雷达测距的方式来达到汽车主动防撞的目的。毫米波雷达具有稳定的探测性能和良好的环境适应性,受雨雪雾阳光的干扰小,可以适应各种天气,同时可以测量目标物体的相对速度及方位角等参数,在相同的测量条件下,毫米波雷达结构简单、分辨率高、天线部件尺寸小。
【专利说明】基于雷达传感器的汽车防撞方法和装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车防撞【技术领域】,尤其涉及一种基于雷达传感器的汽车防撞方法和
>J-U ρ?α装直。

【背景技术】
[0002]汽车的诞生给人类生活带来种种方便,同时车祸也给人类带来很多阴影。为了充分利用汽车为人类带来方便,同时尽可能地避免车祸带来的悲剧,世界很多国家都在开发智能轿车和智能公路运输系统,以增加汽车运输的安全性能。
[0003]据有关资料对公路交通事故的统计分析,发现在司机、汽车、道路三个环节中,司机是可靠性最差的一个环节,80%以上的事故是由于司机反映不及时或判断失误引起的。特别是在汽车高速行驶的情况下,前方目标的正确识别至关重要,而天气或司机的疲劳驾驶等都将影响司机对前方目标识别,而且随着汽车保有量的不断增加,如何提高道路的流量,如何解决天气对高速公路的影响等等,已经引起人们的注意。
[0004]为了减少甚至避免交通事故的发生,人们已经开始对汽车防撞系统进行研究,汽车防撞系统对提高汽车行驶安全性十分重要,该系统的研究一直备受关注。从1971年开始,相继出想过超声波、激光、红外、微波等多种方式的主动汽车防撞系统,但是以上系统均存在一些不足,未能在汽车上大量推广使用。随着各国高速公路网的快速发展,恶性交通事故不断增加,为减少事故,先后采用行驶安全带、安全气囊等保护措施,安全带在突然刹车时,可以防止乘客因惯性而撞到汽车玻璃上或是从汽车里面飞出去;安全气囊在车遇到剧烈撞击时能够自动充气,避免车内乘客与机械发生直接碰撞,但气囊不能根据车速以及碰撞时间来自动调节气囊的膨胀程度,总的来说,气囊与安全带都是被动地防止乘客受伤,这些技术均为被动防护,不能主动避免撞车。因此,开发一种能够主动防止汽车撞车的方法是一个亟待解决的问题。


【发明内容】

[0005]本发明的实施例提供了一种基于雷达传感器的汽车防撞方法和装置,以实现有效地进行汽车防撞。
[0006]本发明实施例提供了如下方案:
[0007]—种基于雷达传感器的汽车防撞方法,包括:
[0008]设置在汽车中的雷达传感器将调制信号以电磁波的方式向外发射出去,所述雷达传感器接收汽车外部的障碍物返回的回波信号;
[0009]根据所述调制信号和回波信号计算出所述障碍物和所述汽车之间的距离;
[0010]将所述障碍物和所述汽车之间的距离与预置的减速距离和刹车距离进行比较,根据比较结果控制所述汽车进行减速或刹车。
[0011]所述的设置在汽车中的雷达传感器将调制信号以电磁波的方式向外发射出去,所述雷达传感器接收汽车外部的障碍物返回的回波信号,包括:
[0012]在毫米波雷达传感器和激光雷达传感器中设置发射天线、接收天线、混频器、振荡器,设置在汽车中的信号源按照设定的时间间隔向毫米波雷达传感器和激光雷达传感器输入调制信号,所述振荡器将所述调制信号的一部分作为本振信号传输给所述混频器,将所述调制信号的另一部分传输给所述发射天线;
[0013]所述发射天线将所述振荡器传输过来的调制信号以电磁波的方式向外发射出去,所述接收天线接收汽车外部的障碍物发射回来的所述电磁波的回波信号,将所述回波信号传输给所述混频器;
[0014]所述混频器将所述回波信号和所述本振信号进行混频处理后得到混频信号,将所述混频信号输出,该混频信号中包含了和频信号、差频信号。
[0015]所述的根据所述调制信号和回波信号计算出所述障碍物和所述汽车之间的距离,包括:
[0016]通过A/D转换器将所述混频器输出的模拟的混频信号转换为数字的混频信号,对所述数字的混频信号进行增益放大处理,对增益放大处理后的混频信号进行去除直流成分、归一化处理,FIR滤波和FFT计算处理;
[0017]设所述FFT计算处理后的混频信号为

【权利要求】
1.一种基于雷达传感器的汽车防撞方法,其特征在于,包括: 设置在汽车中的雷达传感器将调制信号以电磁波的方式向外发射出去,所述雷达传感器接收汽车外部的障碍物返回的回波信号; 根据所述调制信号和回波信号计算出所述障碍物和所述汽车之间的距离; 将所述障碍物和所述汽车之间的距离与预置的减速距离和刹车距离进行比较,根据比较结果控制所述汽车进行减速或刹车。
2.根据权利要求1所述的基于雷达传感器的汽车防撞方法,其特征在于,所述的设置在汽车中的雷达传感器将调制信号以电磁波的方式向外发射出去,所述雷达传感器接收汽车外部的障碍物返回的回波信号,包括: 在毫米波雷达传感器和激光雷达传感器中设置发射天线、接收天线、混频器、振荡器,设置在汽车中的信号源按照设定的时间间隔向毫米波雷达传感器和激光雷达传感器输入调制信号,所述振荡器将所述调制信号的一部分作为本振信号传输给所述混频器,将所述调制信号的另一部分传输给所述发射天线; 所述发射天线将所述振荡器传输过来的调制信号以电磁波的方式向外发射出去,所述接收天线接收汽车外部的障碍物发射回来的所述电磁波的回波信号,将所述回波信号传输给所述混频器; 所述混频器将所述回波信号和所述本振信号进行混频处理后得到混频信号,将所述混频信号输出,该混频信号中包含了和频信号、差频信号。
3.根据权利要求2所述的基于雷达传感器的汽车防撞方法,其特征在于,所述的根据所述调制信号和回波信号计算出所述障碍物和所述汽车之间的距离,包括: 通过A/D转换器将所述混频器输出的模拟的混频信号转换为数字的混频信号,对所述数字的混频信号进行增益放大处理,对增益放大处理后的混频信号进行去除直流成分、归一化处理,FIR滤波和FFT计算处理;


* ? cos(or + β) + cos(or - β) 设所述FFT计算处理后的混频信号为cosa*coSp =~^^一~-—回波信号为cosa,α为回波信号的频率,本振信号为cos β,β为本振信号的频率,从所述混频信号中分离出和频信号cos ( a + β ),差频信号cos ( a - β ); 所述调制信号为三角波,则障碍物和汽车之间的距离R的计算公式如下:
_C 籲 fbav K =-
8Afm.f 式中,C为光速;fbav = (fb++fb_)/2,fb+为所述和频信号C0S(a + β )的频率,fb_为所述差频信号cos (α-β)的频率,f为所述调制信号的频率,Afm为所述调制信号的最大频偏的二分之一。
4.根据权利要求3所述的基于雷达传感器的汽车防撞方法,其特征在于,所述的方法还包括: 所述障碍物的运动速度V的计算公式为:
v = A(fb+.£.)
4 λ为发射天线发射的电磁波的波长,如果障碍物是固定目标,则fb+fb-的值相等。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的基于雷达传感器的汽车防撞方法,其特征在于,所述的将所述障碍物和所述汽车之间的距离与预置的减速距离和刹车距离进行比较,根据比较结果控制所述汽车进行减速或刹车,包括: 将所述障碍物和所述汽车之间的距离与预置的减速距离和刹车距离进行比较,如果所述障碍物和所述汽车之间的距离小于预置的减速距离,则控制所述汽车进行减速;如果所述障碍物和所述汽车之间的距离小于预置的刹车距离,则控制所述汽车进行刹车。
6.一种基于雷达传感器的汽车防撞装置,其特征在于,包括: 雷达传感器,用于设置在汽车中,将调制信号以电磁波的方式向外发射出去,所述毫米波雷达接收汽车外部的障碍物返回的回波信号; 信号处理器,用于根据所述调制信号和回波信号计算出所述障碍物和所述汽车之间的距离; 防撞处理装置,用于将所述障碍物和所述汽车之间的距离与预置的减速距离和刹车距离进行比较,根据比较结果控制所述汽车进行减速或刹车。
7.根据权利要求6所述的基于雷达传感器的汽车防撞装置,其特征在于: 所述的雷达传感器,用于为毫米波雷达传感器和激光雷达传感器,设置发射天线、接收天线、混频器、振荡器,接收汽车中的信号源按照设定的时间间隔输入的调制信号,所述振荡器将所述调制信号的一部分作为本振信号传输给所述混频器,将所述调制信号的另一部分传输给所述发射天线; 所述发射天线将所述振荡器传输过来的调制信号以电磁波的方式向外发射出去,所述接收天线接收汽车外部的障碍物发射回来的所述电磁波的回波信号,将所述回波信号传输给所述混频器; 所述混频器将所述回波信号和所述本振信号进行混频处理后得到混频信号,将所述混频信号输出,该混频信号中包含了和频信号、差频信号。
8.根据权利要求7所述的基于雷达传感器的汽车防撞装置,其特征在于,所述信号处理器,包括:A/D转换器、增益控制模块和DSP模块, 所述的A/D转换模块、用于将所述混频器输出的模拟的混频信号转换为数字的混频信号,将所述数字的混频信号输出给增益控制模块; 所述的增益控制模块,用于对所述数字的混频信号进行增益放大处理,将增益放大处理后的信号传输给DSP模块; DSP模块,用于对增益放大处理后的混频信号进行去除直流成分、归一化处理,FIR滤波和FFT计算处理;


设所述FFT计算处理后的混频信号为
回波信号








为cosa,α为回波信号的频率,本振信号为cos β,β为本振信号的频率,从所述混频信号中分离出和频信号cos ( a + β ),差频信号cos ( a - β ); 所述调制信号为三角波,则障碍物和汽车之间的距离R的计算公式如下:
式中,c为光速;fbav = (fb++fb_)/2,fb+为所述和频信号cos(a + β )的频率,fb_为所述差频信号cosU-β)的频率,f为所述调制信号的频率,Afm为所述调制信号的最大频偏的二分之一。
9.根据权利要求8所述的基于雷达传感器的汽车防撞装置,其特征在于: 所述的DSP模块,用于获取所述障碍物的运动速度V的计算公式为:
λ为发射天线发射的电磁波的波长,如果障碍物是固定目标,则fb+fb-的值相等。
10.根据权利要求6或7或8或9所述的基于雷达传感器的汽车防撞装置,其特征在于: 防撞处理装置,用于将所述障碍物和所述汽车之间的距离与预置的减速距离和刹车距离进行比较,如果所述障碍物和所述汽车之间的距离小于预置的减速距离,则控制所述汽车进行减速;如果所述障碍物和所述汽车之间的距离小于预置的刹车距离,则控制所述汽车进行刹车。
【文档编号】G01S17/08GK104199034SQ201410486498
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】黄国鹏 申请人:黄国鹏
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