[发明专利]基于微波探测技术的车载防撞报警器及车距测量示警方法

权利要求书

1.一种基于微波探测技术的车载防撞报警器，其特征在于：包括

一微波雷达，响应探测区域内的静止或运动目标而产生对应的目标信号，该目标信号携带有静止或运动目标的方向和距离信息；

一信号处理模块，与所述微波雷达相连接以获取所述目标信号，并按预设逻辑对所述目标信号进行分析处理，而产生相应的报警控制信号；所述预设逻辑包括静止或运动目标相对微波雷达的距离、角度和对应的危险等级之关系；以及

一报警输出模块，与所述信号处理模块相连接，并根据所述报警控制信号执行对应的报警动作。

2.根据权利要求1所述的基于微波探测技术的车载防撞报警器，其特征在于：所述报警输出模块包括蜂鸣器和/或LED指示器，以及分别驱动该蜂鸣器和/或LED指示器的电平触发器。

3.根据权利要求1所述的基于微波探测技术的车载防撞报警器，其特征在于：所述信号处理模块包括DSP处理器，及与该DSP处理器连接的若干信号获取通道，各信号获取通道分别包括

一滤波器，与所述微波雷达相连接，用于对微波雷达输出的信号进行滤波处理，消除干扰和噪声；

一放大器，与所述滤波器相连接，用于对滤波后的信号进行放大处理；

一A/D转换器，与所述放大器相连接，用于对经放大处理的信号进行模数转换，以获得对应的数字信号；

所述DSP处理器获取A/D转换器产生的数字信号，并按预设逻辑对所述数字信号进行分析处理，而产生相应的报警控制信号。

4.根据权利要求3所述的基于微波探测技术的车载防撞报警器，其特征在于：所述信号处理模块具有第一信号获取通道、第二信号获取通道、第三信号获取通道和第四信号获取通道，分别对应微波雷达的各信号输出端，所述DSP处理器设有对应的各信号获取通道的输入端，且其还连接有一方向鉴别器，该方向鉴别器的两输入端分别连接至所述第一信号获取通道、第二信号获取通道的输出端。

5.一种基于微波探测技术的车距测量及示警方法，所需硬件组成包括微波雷达、信号处理模块和报警输出模块，具体步骤有

微波收发步骤：

所述微波雷达以调频连续波模式实时发射经调制的微波信号，以于车前形成一定的微波信号覆盖区域，该微波信号的调制信号为三角波调制信号；当区域内出现运动或者静止的目标时，微波信号被目标反射形成回波信号，所述微波雷达设置两根接收天线，对应接收两组回波信号，所述回波信号携带运动或者静止目标的方向和距离信息；

所述的两组回波信号分别与发射信号进行混频处理，输出两个同向信号I1、I2和两个正交信号Q1、Q2，这四个信号组成输出至后级模块的目标信号；其中，I1和Q1、I2和Q2分别为频率幅度相同、方向相差90度的中频差频信号；

目标方向的判断步骤：

所述信号处理模块通过对I1和Q1信号、或I2和Q2信号任意一组信号进行相位鉴别，得到所述组内两个信号的相位差；当目标靠近时组内的同向信号滞后于正交信号，而当目标远离时组内的同向信号超前于正交信号；

目标距离的计算步骤：

所述信号处理模块分别获取对所述I1和Q1信号、I2和Q2信号两组信号的上任一时间的信号，并对选择的信号进行FFT变换，将该数字信号从时域转化到频域，然后分析频域上该信号的频率普；包括

1）提取不少于2个频率峰值：Fdiff_up和Fdiff_down，Fdiff_up为三角调制信号的上升阶段的输出信号频率，Fdiff_down为三角调制信号的下降阶段的输出信号频率；

2）Fd为某一时刻回波信号与发射信号的频率差，即为该△t时间产生的一个差频信号；

3）Fdo为多普勒移频，这是由于反射运动目标产生的多普勒效应，在Y轴上产生一个多普勒频移；

  根据差频与距离R的关系:Fd=2*R*△f *T/C        （公式1）

    根据多普勒公式：Fdo=2f0*V *cosa/C，且认为目标与微波雷达几乎为同一水平上，即水平角度a=0，则：

  Fdo=2f0*V/C

    由于三角波调制信号上升阶段，时间延迟效应与多普勒效应相互抵消；三角波调制信号下降阶段，时间延迟效应与多普勒效应相互叠加，则：

    fdiff_up=|fdo-fd|                           （公式2）

    fdiff-_down=fdo+fd                         （公式3）

  公式3减去公式2得：

| fdiff_up - fdiff-_down |=2fd                  （公式4）

  将公式4代入公式1可得距离公式：

R=（| fdiff_up - fdiff-_down |*C*T）/4△f

公式中，R为所述运动目标相对于所诉车载距离报警器的距离；C为光速，T为调制信号周期，△f为调频宽度；

目标位置的计算步骤：

由上述步骤分别获得回波信号对应的距离R1和R2，根据直角三角公式计算目标的位置；

示警步骤：

所述报警输出模块预先设定有目标的方向、水平距离、垂直距离与危险等级的逻辑对应关系，根据上述计算结果与该逻辑对应关系，作出相应的示警动作。

6.根据权利要求5所述的基于微波探测技术的车距测量及示警方法，其特征在于：所述示警动作包括以声、光或电子屏幕显示符号的方式。