專利名稱：基于mems的汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛安全監(jiān)測領(lǐng)域，具體的說，本發(fā)明是一種汽車駕駛姿態(tài)的實時檢 測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著車輛的急劇增加，道路交通事故亦頻繁發(fā)生，尤其是連環(huán)交通事故， 往往造成群死群傷等重大危害。與此同時，隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，智能控制技術(shù)在汽車 工業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用。眾所周加，汽車在行駛過程中由于人為因素或突發(fā)事件等原 因造成車輛突然轉(zhuǎn)向、急剎、車身傾斜等動作，使得周邊車輛避讓、制動不及是造成交通事 故，連環(huán)撞車等現(xiàn)象的主要原因。因此，如何有效的實時監(jiān)測車輛行駛姿態(tài)，并進行及時預(yù) 警，提高汽車駕駛安全性是解決上述現(xiàn)象的一個良好途徑。
目前，國內(nèi)外學(xué)者及企業(yè)亦十分關(guān)注汽車姿態(tài)的實時監(jiān)測，提出了不少方法，例如 自動轉(zhuǎn)向提示、主動剎車措施、二維監(jiān)測等策略。但是這些均無法對車輛姿態(tài)進行多方位的 監(jiān)測，只能提供某一方面的監(jiān)測和提示，即使是二維監(jiān)測，雖監(jiān)測范圍相對全面，但是存在 較大的誤差和響應(yīng)的滯后問題。因此，如何對車輛駕駛姿態(tài)進行多方位的監(jiān)測，達到智能控 制、自動預(yù)警，成為了汽車姿態(tài)監(jiān)測的研究熱點。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可實時監(jiān)測車輛駕駛姿態(tài)，達到智能控制、自動預(yù)警的 系統(tǒng)，以降低乃至防止連環(huán)交通事故、群死群傷事件的發(fā)生。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用MEMS陀螺儀技術(shù)為核心技術(shù)，由信號采集模 塊、信號處理及傳輸模塊、智能控制模塊、姿態(tài)提示模塊、電源模塊構(gòu)成，器件包括
陀螺儀傳感器，用于檢測汽車轉(zhuǎn)向、傾斜角度；
加速度傳感器，用于檢測汽車行駛時的加速度；
姿態(tài)顯示裝置，用于提示汽車行駛姿態(tài)信息；
信號采集模塊由MEMS陀螺儀傳感器和信號調(diào)理電路組成，完成對車輛駕駛操姿 態(tài)的實時檢測及初始信號傳輸；
信號處理及傳輸模塊由DSP構(gòu)成核心器件，實現(xiàn)在姿態(tài)和動態(tài)加速度變化的條件 下，精確測量運動機構(gòu)的傾角變化，完成信號的數(shù)字濾波、角速度變化量積分為角度變化量 的運算、差分處理及串行輸出等工作；
智能控制模塊采用由單片機構(gòu)成，用于控制檢測到的車輛姿態(tài)自動提示；
姿態(tài)顯示模塊，用于顯示車輛姿態(tài)信息；
供電電源采用汽車充電發(fā)電機和車載蓄電池，供電電壓在9 30V之問，系統(tǒng)設(shè)備 使用的電源電壓為5V。
其中，陀螺儀傳感器可采用ADIS16355陀螺儀傳感器，單片機可采用 MC68-HC908GP32,
可選的，所述姿態(tài)顯示裝置可為車輛轉(zhuǎn)向提示燈。其中，所述車輛轉(zhuǎn)向提示燈與單片機MC68-HC908GP32的P10-P17以及A1-A7相連或通過車輛CAN總線網(wǎng)絡(luò)與單片機MC68-HC908GP32的CAN總線接口相連?？蛇x的，所述姿態(tài)提示單元可以為聲音轉(zhuǎn)向報警器。本發(fā)明通過陀螺儀傳感器檢測到汽車轉(zhuǎn)向、傾斜角度；通過加速度傳感器檢測到車輛行駛加速度；由智能控制模塊根據(jù)檢測到的汽車轉(zhuǎn)向和加速度信息控制姿態(tài)提示單元，在突發(fā)事件發(fā)生時，通過本發(fā)明無需駕駛員進行轉(zhuǎn)向等姿態(tài)的人工操作，而自動進行姿態(tài)提示，使周圍和尾隨的機動車輛在第一時間判斷和處理，從而可有效減少交通事故的發(fā)生，避免不必要的損失。


圖1是本發(fā)明主體結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明DSP傾角檢測流程3是本發(fā)明智能控制流程4是本發(fā)明姿態(tài)提示進行緊急狀態(tài)提示的示意5是本發(fā)明姿態(tài)提示進行左轉(zhuǎn)向的示意6是本發(fā)明姿態(tài)提示進行右轉(zhuǎn)向的示意7是本發(fā)明姿態(tài)提示進行左調(diào)頭的示意8是本發(fā)明姿態(tài)提示進行右調(diào)頭的示意圖附圖標(biāo)記說明1-信號采集模塊；1-1-陀螺儀傳感器；1-2-信號采集電路；2-信號處理模塊；2-1-DSP ;2-2-通信接口；3-單片機；4-姿態(tài)提示模塊；5-電源模塊；5-1-DC/DC電源；5-2-電源濾波器。
具體實施例方式如圖1所示，該圖是本發(fā)明基于MEMS的汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng)的主體示意圖。本發(fā)明中汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng)主要包括信號采集模塊1、信號處理模塊2、智能控制模塊(單片機)3、姿態(tài)提示模塊4、電源模塊5，其中其中，信號采集模塊I由陀螺儀傳感器1-1、加速度傳感器1-2及信號調(diào)理電路1-3構(gòu)成，用于實時檢測車輛行駛姿態(tài)和信號采集、調(diào)理；信號處理模塊2由DSP模塊2-1、通信接口 2-2構(gòu)成，用于數(shù)字信號的處理及信數(shù)據(jù)通信；智能控制模塊3采用單片機MC68-HC908GP32，用于根據(jù)檢測到的車輛姿態(tài)信息控制姿態(tài)提示模塊顯示車輛姿態(tài)信息及串接車輛CAN總線；通過所述CAN總線接口接入車輛CAN總線網(wǎng)絡(luò)，通過車輛的CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的車輛轉(zhuǎn)向燈進行姿態(tài)提示；姿態(tài)提示模塊4可采用車輛轉(zhuǎn)向提示燈，用于顯示車輛各種姿態(tài)；電源模塊5由DC/DC電源5_1、電源濾波器5_2構(gòu)成,用于為系統(tǒng)各個模塊供電。另外，本發(fā)明中所述的加速度傳感器1-2配合智能控制模塊3可以控制在車輛加速度達到預(yù)定值后啟動陀螺儀傳感器1-1檢測汽車轉(zhuǎn)向角度，即可根據(jù)所述車輛加速度信 息，在車速達到一定值，即可自動啟動車輛的轉(zhuǎn)向提示，以防意外情況的發(fā)生。
參考圖2，該圖是本發(fā)明DSP傾角檢測詳細(xì)流程圖
其中，當(dāng)信號采集模塊I安裝陀螺儀傳感器1-1和加速度傳感器1-2，通過兩個模 塊同時提取被監(jiān)測物體和動態(tài)載體上4組檢測信號，進入信號處理模塊2，通過信號處理模 塊2中的DSP模塊2-1進行信號處理；
DSP模塊2-1將采集的信號進行AD轉(zhuǎn)換及數(shù)字濾波處理，屏蔽了共有的震動、轉(zhuǎn)動 慣性和姿態(tài)變化等共模信號，保留了被檢測物體相對運動載體錐角差模信號，并進行AD巡 回采集是否完成判斷。
若AD巡回采集未完成，則重新將采集的數(shù)據(jù)進行AD轉(zhuǎn)換及數(shù)字濾波處理，直達AD 巡回采集順利完成；
若AD巡回采集完成，則進行數(shù)據(jù)處理，將陀螺儀傳感器1-1輸出檢測量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)角度變量；
最后，將角度變量通過通信接口 2-2輸出至智能控制模塊3。
參考圖3，該圖所示為本發(fā)明智能控制流程圖
其中，當(dāng)智能控制模塊3收到通信接口 2-2傳輸?shù)男盘柡?，智能控制模塊3將首先 進行傳感器的校準(zhǔn)，并讀取數(shù)據(jù)及對數(shù)據(jù)進行初始判斷；
當(dāng)判斷結(jié)果為急停/后退時，智能控制模塊3控制姿態(tài)提示模塊4自動控制緊急 狀態(tài)燈亮。
當(dāng)判斷結(jié)果為左轉(zhuǎn)彎時，根據(jù)轉(zhuǎn)向角度峰值，再判斷轉(zhuǎn)向為左轉(zhuǎn)彎還是左調(diào)頭，若 判斷結(jié)果為左轉(zhuǎn)彎，智能控制模塊3控制姿態(tài)提示模塊4自動控制左轉(zhuǎn)彎燈亮；若判斷結(jié)果 為左調(diào)頭，智能控制模塊3控制姿態(tài)提示模塊4自動控制左調(diào)頭燈亮。
當(dāng)判斷結(jié)果為右轉(zhuǎn)彎時，根據(jù)轉(zhuǎn)向角度峰值，再判斷轉(zhuǎn)向為右轉(zhuǎn)彎還是右調(diào)頭，若 判斷結(jié)果為右轉(zhuǎn)彎，智能控制模塊3控制姿態(tài)提示模塊4自動控制右轉(zhuǎn)彎燈亮；若判斷結(jié)果 為右調(diào)頭，智能控制模塊3控制姿態(tài)提示模塊4自動控制右調(diào)頭燈亮。
綜上，在突發(fā)事件發(fā)生時，本發(fā)明將自動進行車輛行駛姿態(tài)提示，無需駕駛員進行 人工姿態(tài)提示操作，有效縮短處理突發(fā)事件的反應(yīng)時間，使周圍和尾隨的的機動車輛在第 一時間判斷和處理，從而減少交通事故的發(fā)生，避免不必要的損失。
權(quán)利要求
1.一種基于MEMS的汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于采用MEMS陀螺儀技術(shù)為核心技術(shù)，由信號采集模塊、信號處理及傳輸模塊、智能控制模塊、姿態(tài)提示模塊、電源模塊構(gòu)成，器件包括陀螺儀傳感器，用于檢測汽車轉(zhuǎn)向、傾斜角度；加速度傳感器，用于檢測汽車行駛時的加速度；姿態(tài)顯示裝置，用于提示汽車行駛姿態(tài)信息；信號采集模塊由MEMS陀螺儀傳感器和信號調(diào)理電路組成，完成對車輛駕駛操姿態(tài)的實時檢測及初始信號傳輸；信號處理及傳輸模塊由DSP構(gòu)成核心器件,實現(xiàn)在姿態(tài)和動態(tài)加速度變化的條件下， 精確測量運動機構(gòu)的傾角變化，完成信號的數(shù)字濾波、角速度變化量積分為角度變化量的運算、差分處理及串行輸出等工作；智能控制模塊采用由單片機構(gòu)成，用于控制檢測到的車輛姿態(tài)自動提示；姿態(tài)顯示模塊，用于顯示車輛姿態(tài)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS的汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng),其特征在于基于 MHMS系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS的汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于所述陀螺儀傳感器為ADIS16355陀螺儀傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS的汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于所述智能控制模塊單片機為MC68-HC908GP32單片機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS的汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于所述 DSP核心器件包括AD轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MEMS的汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于所述姿態(tài)提示包括緊急狀態(tài)提示、左轉(zhuǎn)向提示、左調(diào)頭提示、右轉(zhuǎn)向提示、右調(diào)頭提示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于MEMS的汽車駕駛姿態(tài)檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)包括信號采集模塊、信號處理模塊、智能控制模塊、姿態(tài)提示模塊及電源模塊。信號采集模塊完成對車輛駕駛操姿態(tài)的實時檢測及初始信號傳輸；信號處理模塊完成對初始信號的AD轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波等處理，并將數(shù)據(jù)傳輸至智能控制模塊，智能控制模塊根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)控制姿態(tài)提示模塊顯示相應(yīng)姿態(tài)信息；電源模塊為系統(tǒng)進行供電。
文檔編號B60W50/14GK102991506SQ20121049469
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者黃偉, 李清水, 胡廷東, 鄭華彬 申請人:黃偉, 李清水, 胡廷東, 鄭華彬