一種車底監(jiān)控系統(tǒng)

宋海強(qiáng)，趙公旗，李俊杰，王靜，呂維揚(yáng)

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000）

一種車底監(jiān)控系統(tǒng)

宋海強(qiáng)，趙公旗，李俊杰，王靜，呂維揚(yáng)

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000）

本文設(shè)計(jì)一種車輛底部探測(cè)系統(tǒng)。主要介紹其系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制策略，并分析該系統(tǒng)超聲波傳感器檢測(cè)障礙物示例。可以較好地保證汽車駕駛前汽車底部安全。

底盤監(jiān)控；探測(cè)系統(tǒng)；輔助駕駛

隨著電子電氣技術(shù)的發(fā)展，汽車安全越來越被人們重視。人類是個(gè)有機(jī)體，帶有一定的感情色彩，不會(huì)像機(jī)器一樣按固定的套路動(dòng)作。很容易出現(xiàn)因?yàn)槲磳?duì)汽車底部進(jìn)行檢查而產(chǎn)生諸多的安全隱患。視覺系統(tǒng)已開始引入到汽車中，但主要是集中在倒車這一塊。超聲波雷達(dá)主要集中在倒車輔助和ADAS部分。目前已經(jīng)上市的車輛還沒有裝配對(duì)于車輛底部檢測(cè)的系統(tǒng)，超聲波雷達(dá)的應(yīng)用也停留在泊車輔助以及ADAS部分。如果車輛底部存在寵物或者某些障礙物，但駕駛員在起動(dòng)前未對(duì)車輛底部進(jìn)行檢查，則存在一定危險(xiǎn)。

本設(shè)計(jì)從安全方面考慮，提出一種新車輛底部檢測(cè)技術(shù)，給安全駕駛帶來更加方便的服務(wù)，減少人身及人身意外的財(cái)產(chǎn)損失。本設(shè)計(jì)主要目的是利用主動(dòng)安全，輔助駕駛員在駕駛前進(jìn)行車輛底部檢測(cè)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

駕駛員在駕車前，會(huì)出現(xiàn)以下幾種狀況，這些情況在車輛起動(dòng)行駛過程中有一定的危險(xiǎn)：①車輛靜止?fàn)顟B(tài)下，貓狗等寵物可能會(huì)爬到車輛底部；②汽車停放在家里，可能存在小孩鉆到車底玩耍；③車輛靜止?fàn)顟B(tài)下，皮球、小汽車等兒童玩具可能會(huì)進(jìn)入車輛底部。

導(dǎo)航主機(jī)顯示傳感器探測(cè)區(qū)域如圖1所示。①、②、③、④為超聲波傳感器，藍(lán)色虛線為超聲波探頭①所發(fā)超聲波示意，綠色虛線為超聲波探頭②所發(fā)超聲波示意，紅色虛線為超聲波探頭③所發(fā)超聲波示意，黑色虛線為超聲波探頭④所發(fā)超聲波示意。其中超聲波傳感器①、②、③、④之間需采用不同傳輸頻率段的超聲波傳感器，防止相互干擾或超聲波淹沒。⑤、⑥為攝像頭。超聲波探頭和攝像頭物理布置示意如圖2所示，控制器信號(hào)流示意如圖3所示。

可以通過底部超聲波傳感器和攝像頭來檢測(cè)車底情景。一旦發(fā)現(xiàn)障礙物，儀表進(jìn)行報(bào)警音提示，通過圖像拼接技術(shù)，導(dǎo)航主機(jī)屏可顯示車底全部情況。在中控面板上設(shè)置“一鍵啟動(dòng)關(guān)閉”按鈕，該按鍵可由駕駛員自行控制是否進(jìn)入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

2 控制策略設(shè)計(jì)

當(dāng)主駕或副駕車門開啟時(shí)，默認(rèn)啟動(dòng)該監(jiān)控系統(tǒng)，在車輛駛離時(shí)關(guān)閉該監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)駕駛員參與控制開啟或關(guān)閉該系統(tǒng)時(shí)，以駕駛員干預(yù)為主，駕駛員可通過中控面板上的“一鍵啟動(dòng)關(guān)閉”開啟或關(guān)閉該系統(tǒng)。

如果駕駛員有需求而有意識(shí)進(jìn)入輔助駕駛狀態(tài)時(shí)，開啟車輛底部的前后雷達(dá)、前后攝像頭來監(jiān)測(cè)車輛底部的實(shí)時(shí)狀況；當(dāng)車輛底部探測(cè)到障礙物時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向儀表發(fā)送警告請(qǐng)求，儀表發(fā)出報(bào)警音提示駕駛員車輛底部存在障礙物，同時(shí)會(huì)在導(dǎo)航主機(jī)顯示屏顯示障礙物存在位置，相應(yīng)位置進(jìn)行閃爍，以便駕駛員確認(rèn)障礙物位置。兩個(gè)超聲波雷達(dá)探測(cè)區(qū)域中間位置存在盲區(qū)，攝像頭可覆蓋盲區(qū)位置。

圖1 導(dǎo)航主機(jī)顯示傳感器探測(cè)區(qū)域

圖2 傳感器布置

圖3 控制器信號(hào)流

當(dāng)駕駛員需要進(jìn)行駕駛車輛時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)通過判斷車速超過某一門限值來關(guān)閉此系統(tǒng)；當(dāng)車輛下一次重新上電時(shí)，此系統(tǒng)重新被激活。

控制策略示意圖如圖4所示。當(dāng)駕駛員或副駕駛員開啟車門后，車身控制器激活，檢測(cè)前門狀態(tài)、車速狀態(tài)，通過車門狀態(tài)信號(hào)判斷門的開關(guān)狀態(tài)，檢測(cè)車速傳感器數(shù)據(jù)，判斷車輛是否在行駛過程中。當(dāng)車身控制器檢測(cè)到車門被打開，主駕或副駕駛有人，且車輛尚不處于行駛狀態(tài)，則激活車底信息監(jiān)控系統(tǒng)供電繼電器。當(dāng)駕駛員或副駕駛員期望激活該監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，則可通過中控臺(tái)一鍵啟動(dòng)按鈕激活車底信息監(jiān)控系統(tǒng)供電繼電器，此時(shí)亦可使該監(jiān)控系統(tǒng)上電工作。激活車底信息監(jiān)控系統(tǒng)通電后，進(jìn)入初始化狀態(tài)，并啟動(dòng)4個(gè)超聲波傳感器和2個(gè)攝像頭，掃描車底信息，如果檢測(cè)到車底有物體存在，則激活儀表報(bào)警系統(tǒng)，如果此時(shí)車鑰匙處于ACC或ON位置，則同時(shí)激活導(dǎo)航主機(jī)顯示界面，顯示車底圖像。

圖4 控制策略示意圖

此處左前超聲波傳感器、右前超聲波傳感器、左后超聲波傳感器、右后超聲波傳感器發(fā)送超聲波頻率各不相同，以使得彼此之間發(fā)送及發(fā)射超聲波不會(huì)干擾或被淹沒。設(shè)車長Lv，左前超聲波傳感器與左后超聲波傳感器間距LFRL，左前超聲波傳感器與右前超聲波傳感器間距LFLR，定義各超聲波檢測(cè)范圍為Lmin～Lmax，為保證能夠檢測(cè)到車前及車后盲區(qū)部分，則需Lmax>Lv。當(dāng)一個(gè)超聲波傳感器檢測(cè)到的反射回來的超聲波小于Lmax時(shí)，其對(duì)應(yīng)的超聲波傳感器亦檢測(cè)到反射回來的超聲波小于Lmax時(shí)，可認(rèn)為后障礙物存在，否則可認(rèn)為是誤檢或信號(hào)被干擾。

如圖5所示，當(dāng)檢測(cè)到Lf

圖5 超聲波傳感器檢測(cè)障礙物示例

（編輯 心翔）

An Under Vehicle Inspection System

SONG Hai-qiang，ZHAO Gong-qi，LI Jun-jie，WANG Jing，LV Wei-yang
（R&D Center of Great Wall Motor Co.，Ltd.，Automotive Engineering Technical Center of HeBei，Baoding 071000，China）

This article provides a design of vehicle chassis inspection system，introduces its system design，control strategy and demonstrates an obstacle detection case using ultrasound sensor.This system is proved to be able to ensure vehicle chassis safety before start.

chassis monitoring；inspection system；ADAS（advanced driving assist system）

U463.6

A

1003－8639（2016）08－0050－02

2016-01-27；

2016-02-26

宋海強(qiáng)（1990-），男，電子電氣架構(gòu)工程師，從事汽車電子電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)工作。