一种汽车防碰撞系统的制作方法

本实用新型涉及汽车防碰撞技术领域，尤其涉及一种汽车防碰撞系统。

背景技术：

汽车防碰撞系统是一种能够在汽车行驶过程中，根据前后车辆的运行参数实时的对车辆的安全状况进行预判并进行实时预警的一种智能方法，常采用多种传感器检测汽车前、后、左、右方位的车辆状况，其中，使用最广泛的是超声波传感器。使用超声波传感器测距时，其泄漏的三角波调制信号易进去后级放大电路使运放饱和，同时车辆附近目标产生的杂波也易进入后级放大电路，影响后级放大电路的性能，降低检测精度。因此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种汽车防碰撞系统，可以滤除超声波传感器泄漏的三角波调制信号以及车辆附近目标产生的杂波，保证后级放大电路的正常工作，进而提高检测精度。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提出了一种汽车防碰撞系统，可以滤除超声波传感器泄漏的三角波调制信号以及车辆附近目标产生的杂波，保证后级放大电路的正常工作，进而提高检测精度。

本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种汽车防碰撞系统，其包括控制器、超声波传感器、信号处理模块和报警模块，信号处理模块包括无源滤波器、高通滤波器和运算放大器；

超声波传感器发射超声波信号，并接收该超声波信号的回波信号，该回波信号通过顺次连接的无源滤波器、高通滤波器和运算放大器与控制器的第一模拟输入端电性连接，报警模块与控制器的串口电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，无源滤波器为rc滤波器。

在以上技术方案的基础上，优选的，高通滤波器包括：电容c2-c4、电阻r2-r7和运算放大器tl082；

电阻r5的一端与电源电性连接，电阻r5的另一端分别与电阻r4的一端、电阻r6的一端和电容c4的一端电性连接，电阻r6的另一端以及电容c4的另一端均接地，电阻r4的另一端与运算放大器tl082的引脚3电性连接；

回波信号通过无源滤波器分别与电容c2的一端、电容c3的一端和电阻r2的一端电性连接，电阻r2的另一端接地，电容c2的另一端与运算放大器tl082的引脚2电性连接，电容c3的另一端与运算放大器tl082的引脚1电性连接，电阻r3并联在运算放大器tl082的引脚2及其引脚1之间，运算放大器tl082的引脚1通过运算放大器与控制器的第一模拟输入端电性连接，电阻r7的一端与运算放大器tl082的引脚1电性连接，电阻r7的另一端接地。

进一步优选的，运算放大器包括：电阻r8-r10、滑动变阻器rp1和运算放大器tl082；

高通滤波器通过电阻r8与运算放大器tl082引脚6电性连接，运算放大器tl082的引脚5通过电阻r10与电源电性连接，运算放大器tl082的引脚7与控制器的第一模拟输入端电性连接，电阻r9的一端与运算放大器tl082的引脚7电性连接，电阻r9的另一端通过滑动变阻器rp1与运算放大器tl082的引脚6电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，报警模块包括语音芯片、音频放大器和扬声器；

语音芯片通过data数据线与控制器的串口电性连接，语音芯片的pwm输出口分别与音频放大器的输入端电性连接，音频放大器的输出端与扬声器电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括加速度传感器；

加速度传感器的输出端与控制器的第二模拟输入端电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括脉冲式传感器；

脉冲式传感器的输出端与控制器的第三模拟输入端电性连接。

本实用新型的一种汽车防碰撞系统相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置无源滤波器以防止后级有源滤波电路工作不正常，保证系统的可靠性；

(2)通过设置高通滤波器，以滤除超声波传感器泄漏的三角波调制信号以及车辆附近目标产生的杂波，保证后级放大电路的正常工作，进而提高检测精度；(3)通过设置超声波传感器、加速度传感器和脉冲式传感器对车辆自身以及周围目标车辆的检测，可以多方面检测车辆运行时的参数，提高检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种汽车防碰撞系统的结构图；

图2为本实用新型一种汽车防碰撞系统中高通滤波器和运算放大器的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的一种汽车防碰撞系统，其包括控制器、超声波传感器、信号处理模块、报警模块、加速度传感器和脉冲式传感器。

超声波传感器，发射超声波信号，并接收该超声波信号的回波信号，并将该回波信号送入信号处理模块进行处理。优选的，超声波传感器可以采用雷达传感器替代。本实施例中，选用ivq-905雷达传感器，其data、le、clock三个接口引线与控制器的三个i/o接口任意相连。ivq-905雷达传感器具有双接收天线设计，使得其具有测量静止或运动目标与接收天线中心线之间的夹角功能，分别用q1和q2分别表示接收天线1的正交信号，i1表示接收天线1的同向信号，i2表示接收天线2的同向信号。由此可见，ivq-905雷达传感器可以输出4路雷达回波信号，因此，需要4路信号处理模块。

信号处理模块，对超声波传感器输出的回波信号进行滤波和放大处理，以滤除超声波传感器泄漏的三角波调制信号以及车辆附近目标产生的杂波，保证后级放大电路的正常工作，进而提高检测精度。由于ivq-905雷达传感器可以输出4路雷达回波信号，因此，本实施例中设置了4路结构相同的信号处理模块，在此只介绍其中一路信号处理模块的电路结构及其工作原理。优选的，信号处理模块包括无源滤波器、高通滤波器和运算放大器。

无源滤波器，以防止后级有源滤波电路工作不正常。超声波传感器输出的回波信号通过顺次连接的无源滤波器、高通滤波器和运算放大器与控制器的第一模拟输入端电性连接。优选的，本实施例中，无源滤波器采用rc滤波器。

高通滤波器，与无源滤波器一起构成后级有源滤波电路，以滤除超声波传感器泄漏的三角波调制信号以及车辆附近目标产生的杂波，保证后级放大电路的正常工作，进而提高检测精度。优选的，如图2所示，本实施例中，高通滤波器包括：电容c2-c4、电阻r2-r7和运算放大器tl082；具体的，电阻r5的一端与电源电性连接，电阻r5的另一端分别与电阻r4的一端、电阻r6的一端和电容c4的一端电性连接，电阻r6的另一端以及电容c4的另一端均接地，电阻r4的另一端与运算放大器tl082的引脚3电性连接；回波信号通过rc滤波器分别与电容c2的一端、电容c3的一端和电阻r2的一端电性连接，电阻r2的另一端接地，电容c2的另一端与运算放大器tl082的引脚2电性连接，电容c3的另一端与运算放大器tl082的引脚1电性连接，电阻r3并联在运算放大器tl082的引脚2及其引脚1之间，运算放大器tl082的引脚1通过运算放大器与控制器的第一模拟输入端电性连接，电阻r7的一端与运算放大器tl082的引脚1电性连接，电阻r7的另一端接地。本实施例中，将控制器的第一模拟输入端标记为ad_1。

其中，电阻r6和电容c4构成电源的滤波电路；电阻r4和电阻r5构成分压网络，使运算放大器tl082的引脚3的电压趋于稳定；电阻r1、电容c1构成滤波器，电阻r2和电容c2构成滤波器，电阻r3、电容c3和运算放大器tl082构成有源滤波器，电容c1-c3和电阻r1-r3构成一个截止频率为4khz，增益为0db的高通滤波器。

运算放大器，将高通滤波器输出信号的电压放大到0-5v，与控制器的第一模拟输入端电压匹配。本实施例中，如图2所示，运算放大器包括：电阻r8-r10、滑动变阻器rp1和运算放大器tl082；具体的，高通滤波器通过电阻r8与运算放大器tl082引脚6电性连接，运算放大器tl082的引脚5通过电阻r10与电源电性连接，运算放大器tl082的引脚7与控制器的第一模拟输入端电性连接，电阻r9的一端与运算放大器tl082的引脚7电性连接，电阻r9的另一端通过滑动变阻器rp1与运算放大器tl082的引脚6电性连接。其中，电阻r8起滤波作用，电阻r10起分压作用，电阻r9起反馈作用，通过调节滑动变阻器rp1的阻值，可以调节运算放大器的放大倍数。

加速度传感器，主要采集汽车的实时加速度。加速度传感器的输出端与控制器的第二模拟输入端电性连接。优选的，可以采用mma7660加速度计实现，mma7660加速度计主要用于检测x、y、z三个轴所受到的加速度大小，检测范围是-1.5g～1.5g；mma7660加速度计采用iic接口与控制器进行通信。

脉冲式传感器，根据单位时间内两车车距的变化计算获得车速。控制器通过采集脉冲式传感器输出相邻两个脉冲的时间间隔，用测量的距离除以响应的时间间隔就可以求出车速。脉冲式传感器的输出端与控制器的第三模拟输入端电性连接。脉冲式传感器一般安装在变速箱的输出轴上，通过对主减速器减速比和汽车轮胎直径的测量，可以计算出车速传感器每个脉冲对应的车行驶距离，属于现有技术，在此不再累述。

报警模块，在有可能发生碰撞时，进行语音提醒。本实施例中，报警模块与控制器的串口电性连接。优选的，报警模块包括语音芯片、音频放大器和扬声器；具体的，语音芯片通过data数据线与控制器的串口电性连接，语音芯片的pwm输出口分别与音频放大器的输入端电性连接，音频放大器的输出端与扬声器电性连接。本实施例中，语音芯片选用nv035a芯片，音频放大器采用ax8303音频放大器。nv035a芯片的io1与控制器的复位端电性连接，nv035a芯片的oky1通过data数据线与控制器的串口电性连接，nv035a芯片的pwm1和pwm2端口分别与ax8303音频放大器的两个差分输入端in+和in-引脚一一对应电性连接，ax8303音频放大器的vo+和vo-引脚分别与扬声器的两个接线端子电性连接。通过设置语音芯片、音频放大器和扬声器，使得报警模块的音量可调节，避免音量过低而起不到报警作用的情况发生。

本实施例的工作原理为：车辆运行时，超声波传感器、加速度传感器和脉冲式传感器分别实时检测车辆与周围车辆的车距、车辆自身加速度值以及车辆自身速度，并将加速度值和实时速度传输至控制器，超声波传感器输出的回波信号经过无源滤波器进行滤波，以防止后级有源滤波电路工作不正常，再经过由高通滤波器构成的后级有源滤波电路滤除超声波传感器泄漏的三角波调制信号以及车辆附近目标产生的杂波，滤波后的回波信号输入至控制器，控制器根据采集的车距、加速度以及速度值，对车辆碰撞进行预判，在有可能发生碰撞时，进行语音提醒。

本实施例的有益效果为：通过设置无源滤波器以防止后级有源滤波电路工作不正常，保证系统的可靠性；

通过设置高通滤波器，以滤除超声波传感器泄漏的三角波调制信号以及车辆附近目标产生的杂波，保证后级放大电路的正常工作，进而提高检测精度；

通过设置超声波传感器、加速度传感器和脉冲式传感器对车辆自身以及周围目标车辆的检测，可以多方面检测车辆运行时的参数，提高检测精度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。