一种汽车碰撞监测装置的制作方法

本发明涉及汽车监测领域，尤其涉及一种汽车碰撞监测装置。

背景技术：

随着经济的发展，车辆的普及，车辆纠纷也越来越多；在行车过程中，有行车记录仪可以记录或者车主亲眼见证碰撞事故发生过程；

但汽车在熄火停车时，特别是在马路边、小区边、停车场等地方，车主离开后，私家车停车过程中由于无人监管，造成的汽车被碰漆、碰撞、刮痕等等情况，找不到肇事者而造成的经济损失的情况，很多情况下这种问题无法解决；

鉴于此，为克服上述缺点，提供一种汽车碰撞监测装置成为本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种汽车碰撞监测装置，在汽车熄火状态时实现对汽车碰撞现场的及时监测。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种汽车碰撞监测装置，包括dc-dc降压模块、继电器、处理器、传感器、无线收发模块和用于记录汽车车身碰撞现场信息的无人机；所述传感器为多个且分布于车体表面，所述传感器包括用于检测物体到汽车车身距离的第一传感器和用于检测汽车车身碰撞情况的第二传感器；

所述dc-dc降压模块的信号输入端连接于车载电源，dc-dc降压模块的信号输出端连接于继电器的信号输入端，所述继电器的信号输出端连接于处理器的信号输入端；所述第一传感器连接于继电器的信号输入端，所述第二传感器连接于处理器的信号输入端；所述无线收发模块连接于处理器的信号输出端，所述无线收发模块和无人机通过车载互联网实现信号传输，所述无人机记录的汽车车身碰撞现场信息通过车载互联网传输至远程智能终端。

按以上方案，所述第一传感器为超声波传感器，所述第二传感器为振动传感器；所述超声波传感器用于检测物体到汽车车身的距离；预设第一传感器的预警值，预警值为物体到汽车车身的最小极限距离，当第一传感器检测到有物体接近汽车且物体到汽车车身距离小于预警值时产生预警信号，第一传感器发送预警信号至继电器触发继电器，监测装置启动；若汽车遭到外力碰撞时，第二传感器检测到的信号为碰撞信号，第二传感器的工作是基于第一传感器触发继电器后才可以工作，第一传感器检测到预警信号时，继电器先将车载电源与处理器连通，监测装置工作，在第二传感器检测到碰撞信号后可以第一时间发送碰撞信号给处理器从而实现单片机控制无人机对碰撞现场的监测，处理速度快。

按以上方案，所述无人机的工作空间分为4部分，0-90°三轴监控的是汽车前进方向的车身左前位置，91-180°三轴监控的是汽车前进方向的车身左后位置，181-270°三轴监控是汽车前进方向的车身右前位置，271-360°三轴监控是汽车前进方向的车身右后位置；工作空间的划分使无人机在监测时能针对性地对碰撞现场进行监控。

按以上方案，所述监测装置还包括用于放置无人机的支撑架，所述支撑架设于车顶或后备箱位置；所述支撑架上设有gps定位器；gps定位器保证无人机停落的位置，如果出现位置偏差可以进行重新降落，实现了无人机在监测完成后的精准返航。

按以上方案，所述支撑架底部设有无人机充电装置，支撑架中间设有充电通孔；所述无人机充电装置包括步进电机驱动器、步进伸缩电机和无人机充电槽；所述步进电机驱动器连接于处理器用于接收处理器的电频信号，所述步进电机驱动器连接于步进伸缩电机用于控制步进伸缩电机转动，所述步进伸缩电机的输出轴上设有推杆，所述步进伸缩电机通过推杆连接于无人机充电槽使无人机充电槽在充电通孔中升降对无人机进行充电；汽车发生碰撞时，处理器控制步进电机驱动器驱动步进伸缩电机工作，无人机充电槽降下，断开对无人机的充电，无人机对相应碰撞方位进行监测并记录；无人机监测结束后返回至支撑架上，处理器控制步进电机驱动器驱动步进伸缩电机再次工作，无人机充电槽上升到充电通孔对无人机开始充电；无人机充电装置保证了无人机的正常工作，充电操作采用步进伸缩电机和步进电机驱动器控制，自动化程度高。

按以上方案，所述步进伸缩电机和推杆的连接处设有防水套；防止步进伸缩电机进水，损坏设备。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的汽车碰撞监测装置，具有如下有益效果：

一、本发明可在汽车处于熄火停车状态时对汽车进行监测，当检测到汽车发送碰撞时，对突发现场进行采集，进而为后续的责任追究提供依据；

二、本发明的第一传感器和第二传感器能快速发现突发情况，第一传感器起预警作用的同时触发监测装置开始工作，这样第二传感器在监测到碰撞信号的第一时间就可以发送至处理器进行后续对无人机的操控，实现突发现场的及时监控，整个过程顺畅且迅速，实用性强。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构框图；

图2为本实施例中处理器电路连接图；

图3为本实施例中dc-dc降压模块电路原理图；

图4为本实施例中无人机控制电路原理图；

图5为本实施例中第一传感器工作流程图；

图6为本实施例中步进伸缩电机工作流程图；

图7为本实施例中步进伸缩电机与处理器的连接示意图；

图8为本实施例中支撑架、gps定位器和无人机充电装置的结构示意图；

图9为图8的正视结构示意图；

图10为图9中局部a的放大图。

附图标记：1、支撑架；101、充电通孔；2、gps定位器；3、无人机充电装置；301、步进电机驱动器；302、步进伸缩电机；303、无人机充电槽；304、推杆；305、充电口；306、防水套。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

请参考图1至图10，本发明的汽车碰撞监测装置是以智能监测、智能监控和智能报警为一体的停车记录仪；本发明的监测装置包括dc-dc降压模块、继电器、处理器、传感器、无线收发模块和用于记录汽车车身碰撞现场信息的无人机；所述传感器为多个且分布于车体表面，所述传感器包括用于检测物体到汽车车身距离的第一传感器和用于检测汽车车身碰撞情况的第二传感器；所述dc-dc降压模块的信号输入端连接于车载电源，dc-dc降压模块的信号输出端连接于继电器的信号输入端，所述继电器的信号输出端连接于处理器的信号输入端；所述第一传感器连接于继电器的信号输入端，所述第二传感器连接于处理器的信号输入端；所述无线收发模块连接于处理器的信号输出端，所述无线收发模块和无人机通过车载互联网实现信号传输，所述无人机记录的汽车车身碰撞现场信息通过车载互联网传输至远程智能终端。

本发明汽车碰撞监测装置的监测方法，步骤包括：

步骤1：设置第一传感器的预警值，所述预警值为物体到汽车车身的最小极限距离，当第一传感器检测到物体到汽车车身距离小于预警值时产生预警信号，第一传感器发送预警信号触发继电器，继电器将车载电源连通至处理器，监测装置启动；

步骤2：物体碰撞汽车车身时，第二传感器检测到的信号为碰撞信号；第二传感器发送碰撞信号至处理器，处理器根据碰撞信号获取碰撞方位数据，产生无人机控制指令；

步骤3：无线收发模块接收无人机控制指令并将无人机控制指令发送至车载计算机，车载计算机的车载互联网将无人机控制指令传输给无人机，无人机按照指令对汽车碰撞方位进行监测，记录相应碰撞方位的碰撞情况，监测结果通过车载互联网传输至远程智能终端。

结合图1和图2，车载电源通过dc-dc降压模块以满足处理器及传感器的工作电源，传感器为多个且分布于车体表面，本发明依靠传感器进行快速发现突发情况，传感器包括第一传感器和第二传感器，dc-dc降压模块和处理器之间设有继电器，第一传感器连接于继电器，第二传感器连接于处理器；第一传感器起预警作用，同时也会触发监测装置开始工作，当有物体靠近汽车并到达安全警戒线时，第一传感器会第一时间检测到预警信号，预警信号在触发继电器后传给处理器，继电器将车载电源连通至处理器，监测装置电源开启，装置开始工作；在汽车车身发生遭到外力碰撞、击打等情况时，第二传感器是振动传感器，检测到碰撞信号并第一时间将碰撞信号发送给处理器，处理器根据碰撞信号分析碰撞方位，获取碰撞方位数据，产生无人机控制指令；无线收发模块连接于处理器，处理器确认发生碰撞突发情况时，无线收发模块将处理器产生的无人机控制指令发送至车载计算机，车载计算机通过车载互联网将指令传输给无人机，无人机按照指令对汽车碰撞方位进行监测，记录相应碰撞方位的碰撞情况，监测结果及警报通过车载计算机的互联网发送至远程的智能终端；在无人机需要工作的时候，处理器打开设于无人机上方的车顶门方便无人机的进出。

本发明中处理器采用at89c51单片机为核心，组成一个集数据采集，数据处理的单片机系统，单片机与车载计算机一同集成在汽车驾驶室内部显示器下方。

本实施例中，dc-dc降压模块的电路原理图参阅图3，其中，vt1为开关管，当vt1导通时，输入电压vi为车载电源蓄电池12v电压，输出电压vo为降压后的5v电压，通过电感l1向负载rl供电，与此同时也向电容c2充电，在这个过程中，电容c2及电感l1中储存能量；当vt1截止时，由储存在电感l1中的能量继续向rl供电，当输出电压要下降时，电容c2中的能量也向rl放电，维持输出电压不变；二极管vd1为续流二极管，以便构成电路回路。输出电压vo经r1和r2组成的分压器分压，把输出电压的信号反馈至脉宽调制(pwm)电路，由脉宽调制电路来控制开关管vt1的导通及截止时间，使输出电压保持不变，达到降压目的。

第一传感器为超声波传感器，超声波传感器用于检测物体到汽车车身的距离，本实施例中，超声波传感器都会在汽车前后和两侧安装，与现有汽车传感器的安装方式一样，都是嵌设于汽车外壳，超声波传感器的型号为ub40-2-485-j-1；单片机对超声波传感器采集的参数利用阈值判断法，实现高效的判定分析；参阅图5，首先设定第一传感器的预警值，第一传感器检测到有物体接近汽车并超过警戒线时，输出电压信号至触发继电器，监测装置启动；当物体撞到汽车时，第二传感器检测到碰撞信号并将信号发送给单片机，单片机根据碰撞信号获取碰撞方位数据，产生无人机控制指令；第二传感器为遍布全身的振动传感器。

本实施例中，无线收发模块为zigbee无线发射接收模块。

本发明中，智能监测采用无人机实时监控记录的方式，无人机是执行器，负责在发生突发情况时，第一时间拍摄录制高效清晰的视频，传给车载计算机，通过车载互联网将视频传给车主的智能终端，并且发出警报提醒车主，实现在停车过程中的实时监测；参阅图4，无人机接收到来自车载计算机发送的飞行指令后开始工作，无人机的工作空间分为4部分，0-90°三轴监控的是汽车前进方向的车身左前位置，91-180°三轴监控的是汽车前进方向的车身左后位置，181-270°三轴监控是汽车前进方向的车身右前位置，271-360°三轴监控是汽车前进方向的车身右后位置；单片机将确认的碰撞方位经过分析产生无人机控制指令并通过车载互联网控制无人机对分析后的对应碰撞方位进行监视。

本发明监测装置还包括用于安装无人机的支撑架1，本实施例中，支撑架1设于车顶，支撑架1上部设有车顶门，车顶门的开合与现有技术自动门相同，在此不做赘述，车顶门的开合由单片机控制，在无人机充电时，无人机位于车体内部，车顶门关闭；无人机工作时，单片机控制车顶门打开，无人机不工作时，单片机控制车顶门关闭；无人机位于支撑架1上，无人机本身体积比较小，整体所需空间要求不高；在无人机监测完成后，为实现无人机的精准返航，支撑架1上设有gps定位器2，可以保证无人机停落的位置，如果出现位置偏差可以进行重新降落；本实施例中，无人机采用大疆spark型号，其内部控制器采用586-engine嵌入式芯片为核心的微控制模块；gps定位器2的数量为4个，均匀分布于支撑架1上，gps定位器2上设有cdma模块，接有gps信号天线和cdma信号天线，gps统一时钟使gps定位器2的cdma模块同步，保证了无人机的降落位置不出现较大偏差。

结合图5至图10，支撑架1中间设有充电通孔101，支撑架1底部设有无人机充电装置3，无人机在不工作时对无人机进行充电；无人机充电装置3包括步进电机驱动器301、步进伸缩电机302和无人机充电槽303；无人机充电槽303的电源输入端连接于单片机；步进伸缩电机302无法直接接到直流电源上工作，必须使用专用的驱动器，因此步进电机驱动器301接收处理器的电压信号且连接于步进伸缩电机302用于控制步进伸缩电机302转动，本实施例中采用东芝公司的tb6560步进电机驱动器301，具有较高的稳定性、可靠性和抗干扰性，且具有自动半流、低压关断、过流保护和过热停止功能；步进伸缩电机302的输出轴上设有推杆304，步进伸缩电机302通过推杆304连接于无人机充电槽303使无人机充电槽303在充电通孔101中升降对无人机进行充电；步进伸缩电机302和推杆304的连接处设有防水套306。

结合图6和图7，步进电机驱动器301clk+和cw+接车载电源，是电机的供电口，clk-接单片机p1.0口，是电机的频率控制口，cw-是电机的正反转口，即伸缩口；本实施例中，汽车发生碰撞，在单片机判定为紧急情况时，处理器控制步进电机驱动器301输出电压信号，步进电机驱动器301给步进伸缩电机302供电并发送反转指令，步进伸缩电机302带动推杆304使无人机充电槽303降下，断开对无人机的充电，无人机从车顶门飞出对相应空域进行监测并记录；当无人机监测结束返回至支撑架1上时，处理器控制步进电机驱动器301输出电压信号，给步进伸缩电机302供电并发送正转指令，步进伸缩电机302再次工作，带动推杆304使无人机充电槽303上升到充电通孔101，充电口305与无人机对接，无人机开始充电。

本发明监测装置的总电源由位于驾驶位置的控制开关控制，在行车、洗车等安全情况下可以关闭整个系统。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。