一种基于毫米波雷达的底盘防刮系统及底盘防刮方法

摘要

本发明涉及一种基于毫米波雷达的底盘防刮系统及方法，所述系统包括：电源管理模块、射频芯片和微控制器单元，电源管理模块分别与射频芯片和微控制器单元连接以对其进行供电，射频芯片分别与毫米波雷达和微控制器单元连接，用于对发射的雷达波以及接收障碍物或目标反射的回波信号进行处理，然后将处理后的回波信号发送至微控制器单元，微控制器单元用于对接收的回波信号进行计算和处理得到障碍物或目标的相关数据。本发明的系统，能够在碰到障碍物时，提前对障碍物进行探测并且计算出其与车辆底盘的高低对比，在必要情况下提醒车主障碍物会对车身底盘造成刮碰和损伤，从而使得车主可提前避开障碍物，保护汽车底盘，也保证了车辆以及人身的安全。

说明书

技术领域

本发明涉及汽车底盘安全技术领域，特别是涉及一种基于毫米波雷达的底盘防刮系统及底盘防刮方法。

背景技术

汽车底盘是汽车整车结构中最为重要的部分，如果底盘变形，会导致一系列的问题，比如车辆行驶的稳定性将受影响、一侧的车轮容易磨损、车辆行驶中会向一侧偏移等；但很多车主不清楚底盘变形的损伤，或者不清楚如何去尽量避免这个问题，导致车主在行车过程中碰到一些障碍物时，由于车速过快或是注意力不集中等问题，很有可能没有意识到障碍物或是反应不及从而车辆直接行使过去，导致底盘与障碍物刮碰，导致底盘受损，严重情况下可能导致车毁人亡的后果。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中，车主忽略汽车底盘的重要性，在行车的过程中忽视障碍物对汽车底盘的影响，从而导致底盘受损的问题，提供一种基于毫米波雷达的底盘防刮系统及底盘防刮方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于毫米波雷达的底盘防刮系统，包括：电源管理模块、射频芯片和微控制器单元，所述电源管理模块分别与所述射频芯片和微控制器单元连接，以对射频芯片和微控制器单元进行供电，所述射频芯片分别与雷达天线和微控制器单元连接，用于对发射的雷达波以及接收障碍物或目标反射的回波信号进行处理，然后将处理后的回波信号发送至微控制器单元，所述微控制器单元用于对接收的回波信号进行计算和处理得到障碍物或目标的相关数据，并根据障碍物或目标的相关数据判断障碍物或目标对车辆底盘是否有影响。

进一步的，作为优选技术方案，还包括导航主机，所述导航主机与所述微控制器单元通信连接，当微控制器单元判断出障碍物或目标对车辆底盘有影响时，发送指令至所述导航主机，导航主机根据指令发出语音报警信号或者指示至车主。

进一步的，作为优选技术方案，障碍物或目标的相关数据包括：障碍物或目标与车辆的距离、障碍物或目标相对车辆的运动速度和障碍物或目标底部与毫米波雷达之间的角度。

一种基于毫米波雷达的底盘防刮方法，基于一种基于毫米波雷达的底盘防刮系统，所述方法包括：

通过毫米波雷达获取车辆前方障碍物与车辆之间的距离；

根据障碍物与车辆之间的距离计算障碍物的高度；

判断障碍物的高度是否大于车辆底盘与地平面之间的距离，若是，发送报警信息至车主。

进一步的，作为优选技术方案，根据障碍物与车辆之间的距离计算障碍物的高度具体包括：

根据障碍物与车辆之间的距离以及毫米波雷达的高度计算障碍物底部与毫米波雷达之间的角度；

根据障碍物与车辆之间的距离、毫米波雷达的高度以及障碍物底部与毫米波雷达之间的角度计算障碍物的高度。

进一步的，作为优选技术方案，在获取车辆前方障碍物与车辆之间的距离之间，需先判断车辆前方的障碍物是否为有效障碍物。

进一步的，作为优选技术方案，判断车辆前方的障碍物是否为有效障碍物具体包括以下步骤：

通过毫米波雷达获取车辆前方障碍物的方位角以及障碍物与毫米波雷达之间的距离；

根据障碍物的方位角以及障碍物与毫米波雷达之间的距离获取障碍物与毫米波雷达的水平距离；

判断障碍物与毫米波雷达的水平距离是否小于车辆的宽度的一半，若是，则判断该障碍物为有效障碍物，执行下一步骤，否则，继续通过毫米波雷达获取车辆前方障碍物的方位角。

进一步的，作为优选技术方案，发送报警信息至车主具体包括：

微控制器单元将得到的障碍物的高度与车辆底盘与地平面之间的距离进行比较，当障碍物的高度大于车辆底盘与地平面之间的距离时，通过CAN通信发送指令至导航主机，导航主机根据指令发出语音报警信号或者指示至车主。

进一步的，作为优选技术方案，还包括：

车主根据接收到的语音报警信号或者指示重新规划行车路径以进行避让。

进一步的，作为优选技术方案，在判断车辆前方的障碍物是否为有效障碍物之前，需先通过毫米波雷达判断车辆前方是否有障碍物，若有，执行下一步骤，否则，重复执行本步骤。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明的基于毫米波雷达的底盘防刮系统，能够在碰到障碍物时，提前对障碍物进行探测并且计算出与车辆底盘的高低对比，在必要情况下提醒车主障碍物会对车身底盘造成刮碰和损伤，从而使得车主可提前避开障碍物，保护汽车底盘，也保证了车辆以及人身的安全。

附图说明

图1为本发明系统机构框图。

图2为本发明方法流程示意图。

图3为本发明障碍物与毫米波雷达位置示意图。

图4为本发明障碍物高度计算示意图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

实施例1

本实施例公开一种基于毫米波雷达的底盘防刮系统，如图1所示，包括：电源管理模块、射频芯片、微控制器单元、雷达天线和导航主机，电源管理模块分别与射频芯片和微控制器单元连接，以对射频芯片和微控制器单元进行供电，射频芯片分别与雷达天线和微控制器单元连接，用于对雷达天线发射的雷达波以及接收障碍物或目标反射的回波信号进行处理，然后将处理后的回波信号发送至微控制器单元，微控制器单元通过CAN通信与导航主机连接，微控制器单元用于对接收的回波信号进行计算和处理得到障碍物或目标的相关数据，并根据障碍物或目标的相关数据判断障碍物或目标对车辆底盘是否有影响；当微控制器单元判断出障碍物或目标对车辆底盘有影响时，发送指令至导航主机，导航主机根据指令发出语音报警信号或者指示至车主，以使车主提前进行避让。

在本实施例中，电源管理模块、射频芯片、微控制器单元和雷达天线均为毫米波雷达的一部分，而本实施例的毫米波雷达位于车辆的正前方；计算得到的障碍物或目标的相关数据包括：障碍物或目标与车辆的距离、障碍物或目标相对车辆的运动速度和障碍物或目标底部与毫米波雷达之间的角度等。

实施例2

本实施例公开一种基于毫米波雷达的底盘防刮方法，该方法基于实施例1所述的一种基于毫米波雷达的底盘防刮系统，如图2所示：所述方法包括：

S10.通过毫米波雷达判断车辆前方是否有障碍物，若有，执行下一步骤，否则，重复执行本步骤。

S20.通过毫米波雷达的回波信息获取车辆前方障碍物的方位角，以及障碍物与毫米波雷达之间的距离。

根据障碍物的方位角以及障碍物与毫米波雷达之间的距离获取障碍物与毫米波雷达的水平距离。

判断障碍物与毫米波雷达的水平距离是否小于车辆的宽度的一半，若是，则判断该障碍物为有效障碍物，执行下一步骤，否则，继续通过毫米波雷达获取车辆前方障碍物的方位角以及障碍物与毫米波雷达之间的距离。

如图2所示：

在毫米波雷达的探测范围内，探测到车辆前方的障碍物，根据回波信号以及车辆的行驶轨迹，得到障碍物的方位角β以及障碍物与毫米波雷达之间的距离 L0，根据三角形定律，由障碍物的方位角β以及障碍物与毫米波雷达之间的距离 L0计算得到障碍物与毫米波雷达之间的水平距离λ1。

在本实施例中，由于毫米波雷达位于车辆的正前方，即毫米波雷达与车辆的边线之间的距离为车辆的宽度的一半λ2。

将障碍物与毫米波雷达之间的水平距离λ1与车辆的宽度的一半λ2进行比较，当λ1≤λ2时，则判断障碍物位于车辆的行驶方向正前方，为有效障碍物，即，有可能对车辆产生影响的障碍物，否则，则判断障碍物位于车辆的行驶方向正前方外侧，为无效障碍物，即，不会对车辆产生影响的障碍物，重复执行本步骤。

S30.通过毫米波雷达获取车辆前方障碍物与车辆之间的距离。

同上述步骤，通过毫米波雷达的回波信息获取车辆前方障碍物的方位角β，以及障碍物与毫米波雷达之间的距离L0，然后根据障碍物的方位角β以及障碍物与毫米波雷达之间的距离L0计算障碍物与车辆之间的距离L。

S40.根据障碍物与车辆之间的距离计算障碍物的高度。

本步骤具体包括：

根据障碍物与车辆之间的距离以及毫米波雷达的高度计算障碍物底部与毫米波雷达之间的角度；

根据障碍物与车辆之间的距离、毫米波雷达的高度以及障碍物底部与毫米波雷达之间的角度计算障碍物的高度。

如图3所示：

由障碍物与车辆之间的距离L和毫米波雷达的高度H计算障碍物底部与毫米波雷达之间的角度θ，角度θ根据三角形定律，由以下公式计算得到。

tanθ＝H/L。

其中，由于毫米波雷达的安装位置已知，且车辆底盘距离地面的高度已知，故此毫米波雷达的高度H已知。

根据三角形定律，由以下公式计算得到障碍物的高度H1：

tanθ＝H1/L2，tanθ＝H2/L1，L1+L2＝L，H1+H2＝H，

由于tanθ，L，H为已知数值，从而可以计算出H1，即障碍物的高度。

S50.判断障碍物的高度是否大于车辆底盘与地平面之间的距离，若是，发送报警信息至车主。

微控制器单元将得到的障碍物的高度与车辆底盘与地平面之间的距离进行比较，当障碍物的高度大于车辆底盘与地平面之间的距离时，通过CAN通信发送指令至导航主机，导航主机根据指令发出语音报警信号或者指示至车主；车主根据接收到的语音报警信号或者指示重新规划行车路径以进行避让。

在本步骤中，由于车辆底盘与地平面之间的距离H3为已知参数，将障碍物的高度H1与车辆底盘与地平面之间的距离H3进行比较，当H1≥H3时，则判断当前障碍物对车辆底盘会造成一定影响，故此，通过CAN通信发送指令至导航主机，导航主机根据指令发出语音报警信号或者指示至车主；车主根据接收到的语音报警信号或者指示及时采取合适的措施，例如，重新规划行车路径以进行避让，若是避让不过去，则选择绕路等。

若，当H1＜H3，则，判断当前障碍物不会对车辆底盘造成影响，正常行驶即可。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。