[实用新型]基于毫米波雷达的驾培防碰撞装置

说明书

本实用新型公开了基于毫米波雷达的驾培防碰撞装置，包括控制刹车踏板的电机和钢丝、四颗毫米波雷达、语音提醒模块和蜂鸣器警告模块，四颗毫米波雷达分别安装在车前、后、左、右离地50cm的高度位置，毫米波雷达包括MIMO天线、毫米波收发前端单元、毫米波主控处理单元和单片机；单片机确定车辆的驾驶情况和运动轨迹；当存在碰撞风险时，单片机通过GPIO接口控制刹车踏板的电机，拉紧钢丝制动汽车。本实用新型能有效的检测车辆前、后、左、右的目标情况，以及获取车辆的运行状态，通过单片机控制刹车踏板能够有效地减少碰撞的危险发生，避免在驾考驾培中，学员驾驶技术不好或操作不当，教练注意力不集中时发生意外的情况。

技术领域

本实用新型属于防碰撞技术领域，尤其涉及基于毫米波雷达的驾培防碰撞装置。

背景技术

经济的迅速发展和快节奏的生活带动了汽车的消费，驾驶汽车首要的条件就是取得机动车驾驶证。在驾考驾培中，学员驾驶技术不好或操作不当，教练注意力不集中时容易出现意外。因此防碰撞装置的设置就显得尤为重要。

现有的检测目标的技术有激光雷达检测技术、超声波检测技术和毫米波雷达检测。激光雷达是向前方车辆发射激光束,对比车辆反射回的信号与发送信号进行比较，就可以获得车辆的位置，速度。优点是结构简单,精度度高,测量距离远,响应速度快。缺点是易受天气的影响,尤其是强光的影响，成本高。超声波检测技术利用超声波在空气中传播,遇到车辆会反射回来,由发射与接收的时间差,可计算发射器到车辆的距离。优点是超声波指向性强、能耗低并且在某些介质中传输距离远的特点。缺点是测距近,精度低。测量复杂,需对准目标,易受其它物体影响，容易产生误报。毫米波雷达检测主要运用了多普勒效应、傅里叶变换、FMCW技术。其基本原理为，发射波为高频连续波，其频率随时间按照三角波规律变化。雷达接收的回波的频率与发射的频率变化规律相同，都是三角波规律，只是有一个时间差，利用这个微小的时间差可计算出目标距离。降低峰值门限，通过对测量时数据的聚类及跟踪等算法，即可实现对运动车辆的检测与跟踪。优点是不仅能测量运动车辆距离，还可以测量车辆的位置，造价低,体积小,便于携带,应用广泛，可以全天候工作,不受天气的影响。但现有的毫米波雷达检测的雷达数量不够，对于前后左右的位置测量不够精准，并且没有利用车机的方向盘角度数据和车辆行进速度，因此测量精度和防碰撞判断准确度需要提高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了基于毫米波雷达的驾培防碰撞装置，包括控制刹车踏板的电机和钢丝，还包括：四颗毫米波雷达、语音提醒模块和蜂鸣器警告模块，四颗毫米波雷达分别安装在车前、后、左、右离地50cm的高度位置，所述毫米波雷达包括MIMO天线、毫米波收发前端单元、毫米波主控处理单元和单片机，所述单片机与电机通过GPIO接口连接，与车机通过CAN总线连接。

单片机还通过CAN总线获取毫米波雷达上传来的点云数据和航迹信息确定前、后、左、右四个位置的目标情况，通过CAN总线获取车机上传来的方向盘角度数据和车辆行进速度信息，确定车辆的驾驶情况和运动轨迹；当存在碰撞风险时，单片机通过GPIO接口控制刹车踏板的电机，拉紧钢丝制动汽车；

所述MIMO天线连接所述毫米波收发前端单元，所述毫米波收发前端单元连接所述毫米波主控处理单元，当有目标进入危险区域，毫米波主控处理单元通过CAN总线上传目标信息给所述单片机。

进一步的，所述语音提醒模块通过GPIO接口与单片机连接，在可能发生碰撞风险时，发出语音提示。

进一步的，所述蜂鸣器警告模块通过GPIO接口与单片机连接，在可能发生碰撞风险时，每1000ms发出蜂鸣声。

进一步的，所述装置开机后自检，四颗毫米波雷达分别发送心跳报文即为自检成功，电机进行一次拉紧、放松钢丝动作为自检成功。

进一步的，所述单片机使用stm32F407芯片。

本实用新型的有益效果如下：