一种基于多传感器的避障引导智能虚拟仪表的制作方法

本实用新型涉及一种基于多传感器的避障引导智能虚拟仪表。

背景技术：

随着汽车工业的快速发展，汽车数量增加，交通安全形势随之日趋严峻。在拥堵的路况下或者窄小的路面上，驾驶员行车或泊车时的难度增加，造成碰撞与刮擦等事故发生的概率增大。

现有的泊车辅助装置有倒车雷达和倒车影像等，这些辅助装置只提供了车身与障碍物距离或障碍物影像等局部信息，对于一部分驾驶员来说，他们在获得这些信息后，无法立即判断在行车以及泊车时遇到障碍物的下一步操作，新驾驶员更甚。所以现有的辅助装置是远远不够的。

技术实现要素：

鉴于上述原因，本实用新型提供一种基于多传感器的避障引导智能虚拟仪表。以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种基于多传感器的避障引导智能虚拟仪表，包括车载CAN总线、摄像头模块、雷达模块、GPS 导航模块，显示模块、语音提示模块、方向盘转角传感器模块、刹车踩踏力度传感器模块、LED警示模块，其特征在于：所述摄像头模块、雷达模块、 GPS导航模块、方向盘转角传感器模块、刹车踩踏力度传感器模块采集的信息均通过WiFi技术传输至数据处理模块，所述车载CAN总线、显示模块、语音提示模块、LED警示模块均通过串口与数据处理模块电性连接。

进一步所述摄像头模块包括摄像头电路1、嵌入式控制电路1和WiFi通信电路1，所述摄像头电路1和WiFi通信电路1均与嵌入式控制电路1连接并通过WiFi通信电路1将采集数据传输至数据处理模块。

进一步所述雷达模块包括雷达电路、嵌入式控制电路2和WiFi通信电路2，所述雷达电路和WiFi通信电路2均与嵌入式控制电路2连接并通过WiFi 通信电路2将采集数据传输至数据处理模块。

进一步所述雷达模块电路包括雷达电路、嵌入式控制电路2和WiFi通信电路2，雷达电路和WiFi通信电路2均与嵌入式控制电路2连接，将采集的数据通过WiFi通信电路2传输至数据处理模块。

进一步所述GPS导航模块包括GPS导航电路、嵌入式控制电路3和WiFi 通信电路3，所述GPS导航电路和WiFi通信电路3均与嵌入式控制电路3连接并通过WiFi通信电路3将采集数据传输至数据处理模块。

进一步所述方向盘转角传感器模块包括方向盘转角传感器电路、嵌入式控制电路4和WiFi通信电路4，所述方向盘转角传感器电路和WiFi通信电路 4均与嵌入式控制电路4连接并通过WiFi通信电路4将采集数据传输至数据处理模块。

进一步所述刹车踩踏力度传感器模块包括刹车踩踏力度传感器电路、嵌入式控制电路5和WiFi通信电路5，所述刹车踩踏力度传感器电路和WiFi 通信电路5均与嵌入式控制电路5连接并通过WiFi通信电路5将采集数据传输给数据处理模块。

进一步所述数据处理模块包括路由器、外部存储电路、嵌入式控制电路6、路由器接收模块、WiFi通信电路1、WiFi通信电路2、WiFi通信电路3、WiFi 通信电路4，所述WiFi通信电路1、WiFi通信电路2、WiFi通信电路3、WiFi 通信电路4、WiFi通信电路5收发数据，所述路由器、外部存储电路、车载 CAN总线、显示模块、语音提示模块、LED警示模块均与嵌入式控制电路6 连接。

进一步所述摄像头模块总共分为七组，分别放置于车顶、车头、车左前方、车右前方、车尾、车左后方、车右后方。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用车载CAN 总线，摄像头模块，雷达模块以及GPS导航模块，全面准确地获知汽车运动信息和汽车周围环境信息；采用3D建模技术形成模拟行车或泊车动画，更直观的让行驶于不良路况或需要泊车的驾驶者做出行车或泊车的操作；采用方向盘转角传感器模块，刹车踩踏力度传感器模块及LED警示模块，及时提示驾驶员转动正确方向盘角度，踩踏刹车正确力度，使行车与泊车时的安全性大大增加。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是摄像头及雷达传感器的位置示意图。

图3是本实用新型的嵌入式控制电路1工作流程图。

图4是本实用新型的嵌入式控制电路2工作流程图。

图5是本实用新型的嵌入式控制电路3工作流程图。

图6是本实用新型的嵌入式控制电路4工作流程图。

图7是本实用新型的嵌入式控制电路5工作流程图。

图8是本实用新型的嵌入式控制电路6工作流程图。

图9是本实用新型的实现方法工作流程图。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-9所示，本实用新型提供一种技术方案：一种基于多传感器的避障引导智能虚拟仪表，包括车载CAN总线、摄像头模块、雷达模块、GPS导航模块，显示模块、语音提示模块、方向盘转角传感器模块、刹车踩踏力度传感器模块、LED警示模块，其特征在于：所述摄像头模块、雷达模块、GPS 导航模块、方向盘转角传感器模块、刹车踩踏力度传感器模块采集的信息均通过WiFi技术传输至数据处理模块，所述车载CAN总线、显示模块、语音提示模块、LED警示模块均通过串口与数据处理模块电性连接。

进一步所述摄像头模块包括摄像头电路1、嵌入式控制电路1和WiFi通信电路1，所述摄像头电路1和WiFi通信电路1均与嵌入式控制电路1连接并通过WiFi通信电路1将采集数据传输至数据处理模块。

进一步所述雷达模块包括雷达电路、嵌入式控制电路2和WiFi通信电路 2，所述雷达电路和WiFi通信电路2均与嵌入式控制电路2连接并通过WiFi 通信电路2将采集数据传输至数据处理模块。

进一步所述雷达模块电路包括雷达电路、嵌入式控制电路2和WiFi通信电路2，雷达电路和WiFi通信电路2均与嵌入式控制电路2连接，将采集的数据通过WiFi通信电路2传输至数据处理模块。

进一步所述GPS导航模块包括GPS导航电路、嵌入式控制电路3和WiFi 通信电路3，所述GPS导航电路和WiFi通信电路3均与嵌入式控制电路3连接并通过WiFi通信电路3将采集数据传输至数据处理模块。

进一步所述方向盘转角传感器模块包括方向盘转角传感器电路、嵌入式控制电路4和WiFi通信电路4，所述方向盘转角传感器电路和WiFi通信电路 4均与嵌入式控制电路4连接并通过WiFi通信电路4将采集数据传输至数据处理模块。

进一步所述刹车踩踏力度传感器模块包括刹车踩踏力度传感器电路、嵌入式控制电路5和WiFi通信电路5，所述刹车踩踏力度传感器电路和WiFi 通信电路5均与嵌入式控制电路5连接并通过WiFi通信电路5将采集数据传输给数据处理模块。

进一步所述数据处理模块包括路由器、外部存储电路、嵌入式控制电路6、路由器接收模块、WiFi通信电路1、WiFi通信电路2、WiFi通信电路3、WiFi 通信电路4，所述WiFi通信电路1、WiFi通信电路2、WiFi通信电路3、WiFi 通信电路4、WiFi通信电路5收发数据，所述路由器、外部存储电路、车载 CAN总线、显示模块、语音提示模块、LED警示模块均与嵌入式控制电路6 连接。

进一步所述摄像头模块总共分为七组，分别放置于车顶、车头、车左前方、车右前方、车尾、车左后方、车右后方。

进一步所述雷达模块总共分为六组，分别放置于车头、车左前方、车右前方、车尾、车左后方、车右后方。

进一步所述数据处理模块包括路由器、外部存储电路、嵌入式控制电路6，路由器接收所发混合数据信息，外部存储电路存储所发混合数据信息，嵌入式控制电路6处理所发混合数据信息，并控制显示模块播放动画，语音提示模块播报相应语音，LED警示模块LED灯亮。所发混合数据信息由WiFi通信电路1、WiFi通信电路2、WiFi通信电路3、WiFi通信电路4、WiFi通信电路5提供。

所述摄像头模块的7组摄像头电路均采用OV7960摄像头芯片。

所述雷达模块的6组雷达电路均采用GM3101雷达芯片。

所述GPS导航模块的GPS导航电路采用MSB2531芯片。

所述方向盘转角传感器模块的方向盘转角传感器电路采用AS5040传感器芯片。

所述刹车踩踏力度传感器模块的刹车踩踏力度传感器电路采用 MLX90320传感器芯片。

所述摄像头模块中的嵌入式控制电路1，雷达模块中的嵌入式控制电路2， GPS导航模块中的嵌入式控制电路3，方向盘转角传感器模块中的嵌入式控制电路4,刹车踩踏力度传感器模块中的嵌入式控制电路5和数据处理模块中嵌入式控制电路6均采用MSP430G2553单片机。

所述WiFi通信电路1，WiFi通信电路2，WiFi通信电路3和WiFi通信电路4，WiFi通信电路5均采用WM-G-MR-09芯片。

所述语音提示模块采用NV040B芯片。

如图2所示，本实用新型的摄像头及雷达传感器的位置示意图如下：所述摄像头模块总共分为七组，分别放置于车顶、车头、车左前方、车右前方、车尾、车左后方、车右后方。所述雷达模块总共分为六组，分别放置于车头、车左前方、车右前方、车尾、车左后方、车右后方。

如图3所示，本实用新型的嵌入式控制电路1工作流程图如下：摄像头电路采集影像信息，嵌入式电路1处理影像信息，WiFi通信电路1发送影像信息。

如图4所示，本实用新型的嵌入式控制电路2工作流程图如下：雷达电路采集距离信息，嵌入式电路2处理距离信息，WiFi通信电路2发送距离信息。

如图5所示，本实用新型的嵌入式控制电路3工作流程图如下：GPS导航电路采集道路信息，嵌入式电路3处理道路信息，WiFi通信电路3发送道路信息。

如图6所示，本实用新型的嵌入式控制电路4工作流程图如下：方向盘转角传感器电路采集方向盘转动角度信息，嵌入式电路4处理方向盘转动角度信息，WiFi通信电路4发送方向盘转动角度信息。

如图7所示，本实用新型的嵌入式控制电路5工作流程图如下：刹车踩踏力度传感器电路采集刹车踩踏力度信息，嵌入式电路5处理刹车踩踏力度新信息，WiFi通信电路5发送刹车踩踏力度信息。

如图8所示，本实用新型的嵌入式控制电路6工作流程图如下：由路由器接收由WiFi通信电路1、WiFi通信电路2、WiFi通信电路3、WiFi通信电路4、WiFi通信电路5所发送的信息，嵌入式控制电路6处理信息并且控制显示模块播放行车或泊车动画、控制语音提示模块播报相应语音、控制LED 警示模块的相应LED灯亮。

对上述方案的进一步优化：

所述摄像头模块的七组摄像头电路均采用OV7960摄像头芯片。OV7950 摄像头芯片具有38万像素，分辨率达668×576，具有防水、防震、耐高温、高湿、自动白平衡、自动补光功能。

所述雷达模块的六组雷达电路均采用GM3101雷达芯片。GM3101雷达芯片检测范围为0.3～3.95米，检测精度为0.05米，具有防声波衍射误报处理功能，环境适应功能，智能识别功能。

所述GPS导航模块的GPS导航电路采用MSB2531芯片。MSB2531芯片拥有800HMZ主频，具有导航速度快的优点。

所述方向盘转角传感器模块的方向盘转角传感器电路采用AS5040传感器芯片。AS5040传感器芯片属角度测量传感器，具有测量误差小的优点。

所述刹车踩踏力度传感器模块的刹车踩踏传感器电路采用MLX90320传感器芯片。MLX90320传感器芯片属力度测量传感器，具有测量准确的优点。

所述摄像头模块中的嵌入式控制电路1，雷达模块中的嵌入式控制电路2， GPS导航模块中的嵌入式控制电路3，方向盘转角传感器模块中的嵌入式控制电路4，刹车踩踏力度传感器模块中的嵌入式控制电路5和数据处理模块中嵌入式控制电路6均采用MSP430G2553单片机。MSP430G2553单片机是16位 MCU，供电电压可以低至1.8V，具有低功耗优点。

所述WiFi通信电路1，WiFi通信电路2，WiFi通信电路3，WiFi通信电路4和WiFi通信电路5均采用WM-G-MR-09芯片。WM-G-MR-09芯片数据传输速率达到54Mbps且功耗低。

所述语音提示模块采用NV040B芯片。NV040B芯片具有成本低，性能稳定，音质高，控制方便，电路简单等优点。

如图9所示，本实用新型的实现方法工作流程如下：采用车载CAN总线采集汽车运动信息，对汽车行驶路径预测；采用摄像头模块采集汽车周围环境影像信息，雷达模块采集周围环境距离信息，GPS导航模块采集汽车道路信息，针对汽车周围环境信息进行3D建模。整合汽车行驶路径预测与周围环境信息的3D模型，构建合理驾驶模型，随之生成指导驾驶员操作的模拟动画，通过显示模块播放模拟动画，语音提示模块播报相应语音。然后对比指导驾驶员操作的模拟动画，判断驾驶员转动方向盘的角度、踩踏刹车的力度是否在合理范围内，是，LED警示模块的LED灯1、LED灯2为绿灯；否，LED 灯1、LED灯2变为红灯，根据当前环境信息和运动信息再次构建合理驾驶模型，形成指导驾驶员操作的模拟动画，重复驾驶行为比对。

综上所述，本实用新型采用车载CAN总线，摄像头模块，雷达模块以及 GPS导航模块，实时、全面及准确地获知汽车周围环境信息；采用3D建模技术形成模拟行车或泊车动画，更直观地把行车或泊车的操作反映给行驶于不良路况或需要泊车的驾驶员；采用方向盘转角传感器模块、刹车踩踏力度传感器模块和LED警示模块，及时提示驾驶员转动正确方向盘角度、踩踏刹车正确力度，使行车与泊车时的碰撞与刮擦大大减少。本实用新型具有较高新颖性，实用性和创造性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。