[发明专利]一种汽车防撞示警装置及超声波装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的电子设备以及超声波装置，尤其涉及一种用于汽车防撞的主动示警装置以及超声波装置。

背景技术

目前，超声波技术在汽车领域内已得到广泛的运用，例如，倒车雷达产品已广泛用于汽车上，不论在汽车整车厂还是汽车售后市场，倒车雷达的运用都在日益增多。倒车雷达的基本功能是：在正常的泊车或汽车起步过程中，雷达主机利用装于汽车前和/或后的超声波探头对前和/或后的障碍物进行探测，如果障碍物距离进入了系统设计的报警范围，那么雷达主机就控制车内报警器进行报警，车内报警器以声音或以声光形式提醒驾驶员注意汽车与前/后车辆或障碍物之间的距离，以免发生碰撞。虽然目前市场上的倒车雷达在不断增多，设计在不断多样化，但其功能还是局限在汽车起步或倒车时才起作用，并且需要汽车车速较低(一般不超过8Km/h)时才能够起到较好的辅助作用。

传统超声波产生及处理电路图如图7所示，这个电路不受控，在这个电路里，检波用的是Q10，Q11构成的积分电路，其中，只要回波信号放大后能推动Q10，都会被电路检出，因此传统的倒车雷达存在有远距离探测能力弱，探测距离小的不足。市场上的倒车雷达探测距离通常都比较小，在客车或货车上，因为车身的长度及宽度决定了其需要倒车雷达有更远的测量距离，目前较多的倒车雷达不能满足使用需求。远距离探测能力弱，探测距离小是倒车雷达，不能在大型车上运用的重要原因，不能在小型车上(如轿车)车速过快条件下运用的重要原因，因为车速过快，测量距离小，那么留给驾驶员的反应时间就短，这样不安全。

在国内外，也有利用超声波测距技术来设计汽车防追尾装置，在汽车行驶过程中，通过超声波探测，有效的判断车辆之间的距离，如果距离过近，则通过报警器来提醒驾驶员小心驾驶，防止追尾，这就是测距技术防追尾装置的基本功能原理。但这样构思的产品在市场上，目前却还没有发展起来，不论在国内还是国外，目前没有成熟的利用超声波技术设计广泛运用的防追尾装置。究其原因，主要是因为装置的远距离探测能力弱，探测距离小，过小的探测距离，当然不可能在车速较高的情形下使用，车速快，短距离才有效提醒，一旦出现紧急情况，驾驶员已经没有时间来反应及操作了，这样难以做到有效预防汽车发生追尾；其次是因为传统的防追尾装置设计功能过于单一，实用性欠佳。

采用超声波测距技术的倒车雷达及防追尾装置，因为系统远距离探测能力弱，探测距离小这一技术原因，导致其发展受到局限，是什么原因导致其系统的远距离探测能力弱，探测距离小呢？主要技术原因是：

一、较远的物体，经超声波探头发射并反射回来的超声波信号更加微弱，微弱的信号，就需要对其进行比通常放大倍数更大的放大处理，在信号放大处理的过程中十分容易引入干扰，包括系统硬件本身产生的干扰，干扰会致使系统难以辨别信号是远距离物体反射回来的有效信号还是无效的干扰信号，如果检测、识别不到有效信号，那么系统就做不到远距离探测物体，如果对信号辨识不清或处理不当，就会造成系统误判、误报，从而导致系统的稳定性、可靠性大大降低。因此如何对信号进行采集、放大及去干扰等处理是提高系统远距离探测能力至关重要的因素。目前传统的超声波信号检测及处理方法没有解决这一问题。

二、此外，在汽车上，因为超声波探头大都是安装在汽车的后保险杠或前保险杠上，超声波探头的安装高度一般在40厘米至70厘米之间，这样的安装高度，在我们有效的提高了系统的探测能力，加长了系统的探测距离的同时，因为探头有一定的探测角度这一原因，系统探测距离越远就越可能探测到地面或地面的矮小物体。这在实际使用中确实存在，即系统在探测到远距离物体的同时，也探测到了地面或探测到了地面较矮小的物体，形成误判、误报。这一问题也是阻碍超声波测距技术在的倒车雷达及防追尾装置上运用及发展的重要原因，目前传统的超声波信号检测及处理方法也没有有效的解决这一问题。

针对第二个技术问题，也有人在倒车雷达或防追尾装置上采用较小发射角度的超声波探头，如采用比通用40KHz更高频率，角度较小的超声波探头来探测物体，这样来避免系统对地面或地面矮小物体的误测、误报。但因超声波频率越高，远距离时信号衰减越快，这样处理，不论是对倒车雷达还是防追尾装置，使得系统远距离探测能力有所变弱；同时这样处理，对于倒车雷达，使得倒车雷达存在近距离探测范围内系统的盲区增大这一缺陷。因此采用较小发射角度的超声波探头，也不是最佳的解决方案。

发明内容