一种超声波传感器控制系统及车辆的制作方法

一种超声波传感器控制系统及车辆
【技术领域】
1.本实用新型属于传感及智能控制技术领域，特别涉及一种超声波传感器控制系统及车辆。


背景技术：

2.近几年超声波技术发展迅速，akⅱ(第二代停车辅助系统的超声波传感器技术)系列编码超声波传感器技术逐步走向量产，目前市场上传感器还是akⅰ(第一代停车辅助系统的超声波传感器技术)处理方案，普通的倒车雷达系统，是2/4/8通道，泊车系统是12通道；每个系统架构仅可支持一种通道数量。
3.已有的超声波系统存在以下问题：
4.1)一个系统框架仅支持配置固定数量的超声波传感器，针对不同需求，需要重新设计架构，不支持中低配车辆传感器配置，成本高；
5.2)不具备传感器数量可配置性，功能无法在同一个架构上拓展使用，功能无法在原有架构上升级；
6.3)传感器应用单一，仅支持倒车碰撞提醒，泊车辅助功能；
7.总之，当前超声波传感器系统存在升级成本高，功能拓展性低等缺点。
8.因此，有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的之一在于提供一种超声波传感器控制系统及车辆，其涉及自动驾驶领域，针对自动泊车系统，可配置不同数量的超声波传感器，满足不同自动驾驶需求，解决了现有系统配置中，支持传感器固定单一、功能无法拓展等问题。
10.根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种超声波传感器控制系统，其包括：m条供电线；n条信号线；开关电路，其包括m个供电开关，其中每个供电开关的一端与供电电源相连，另一端与对应的一条供电线相连；超声波传感器阵列，其包括多个超声波传感器，每个超声波传感器的电源端与对应的一条供电线相连，接地端接地，信号端与对应的一条信号线连接，所述超声波传感器的信号端用于输出超声波信号；超声波信号收发电路，其包括n个通信通道，每个通信通道与对应的一条信号线连接，所述超声波信号收发电路用于经所述信号线接收所述超声波传感器的信号端输出的超声波信号，并对该超声波信号进行处理；控制器，其与所述开关电路的m个供电开关的控制端相连，以控制m条供电线的供电通断，所述控制器还与所述超声波信号收发电路相连，其用于接收经所述超声波信号收发电路处理后的超声波信号，其中，m和n为大于等于1的自然数。
11.与现有技术相比，本实用新型不需要更改系统架构即可实现不同配置需求，应用于中高低配车型，节省硬件成本；功能可配置性强，支持广泛应用及拓展升级等。
【附图说明】
12.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
13.图1为本实用新型在一个实施例中的超声波传感器控制系统的功能示意图；
14.图2为本实用新型在另一个实施例中的超声波传感器控制系统的功能示意图；
15.图3为本实用新型在一个实施例中如图2所示的16个超声波传感器在车辆中的传感器位置安装示意图。
【具体实施方式】
16.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
17.此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的耦接、连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接相连，比如a与b相连，既包括a和b直接电性相连，还包括a通过电元器件或电路与b相连。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“正”、“背”、“左”、“右”、“竖直”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.请参考图1所示，其为本实用新型在一个实施例中的超声波传感器控制系统的功能示意图。图1所示的超声波传感器控制系统包括m条供电线a、n条信号线b、开关电路110、超声波传感器阵列120、超声波信号收发电路130和控制器140，其中，m和n为大于等于1的自然数。优选的，m为大于等于2的自然数，n为大于等于2的自然数。
20.开关电路110包括m个供电开关switch，其中，每个供电开关switch的一端与供电电源(未图示)相连，另一端与对应的一条供电线a相连。超声波传感器阵列120包括多个超声波传感器122，其中每个超声波传感器122的电源端vbat与对应的一条供电线a相连，接地端gnd接地，信号端与对应的一条信号线b连接，超声波传感器122的信号端用于输出超声波信号。超声波信号收发电路130包括n个通信通道，每个通信通道与对应的一条信号线b连接，超声波信号收发电路130用于经信号线b接收超声波传感器122的信号端输出的超声波信号，并对该超声波信号进行初步处理。控制器140与开关电路110的m个供电开关switch的控制端相连，以控制m条供电线a的供电通断，控制器140还与超声波信号收发电路130相连，其用于接收经超声波信号收发电路130处理后的超声波信号。
21.在一个实施例中，每个供电线a与一个或多个超声波传感器122的电源端vbat相连，每个信号线b与一个或多个超声波传感器122的信号端相连；控制器140周期性的控制m个供电开关switch依次开关，在一个周期内，每个供电开关switch被导通至少一次，在同一
时间内只有一个供电开关switch导通；当一个供电开关switch导通时，控制器140通过超声波信号收发电路130定位通过该导通的供电开关switch供电的一个或多个超声波传感器122，确定当前收到的一个或多个超声波信号是源自于该导通的供电开关switch供电的一个或多个超声波传感器。每个供电线a与最多n个超声波传感器的电源端相连，每个信号线b与最多m个超声波传感器122的信号端相连，与同一供电线相连的所述最多n个超声波传感器的信号端分别与不同的信号线相连；与同一信号线相连的所述最多m个超声波传感器的电源端分别与不同的电源线相连。超声波传感器阵列120中最多可配置m
×
n个超声波传感器122。
22.在图1所示的具体实施例中，m等于4，共4条供电线a，分别为供电线a1、a2、a3和a4；n等于6，共6条信号线b，分别为信号线b1、b2、b3、b4、b5和b6；开关电路110包括4个供电开关switch，分别为供电开关switch1、switch2、switch3、switch4；超声波信号收发电路130包括6个通信通道，分别为通信通道dsi ch1、dsi ch2、dsi ch3、dsi ch4、dsi ch5和dsi ch6。其中，供电开关switch1的一端与供电电源(未图示)相连，另一端与对应的供电线a1相连；供电开关switch2的一端与供电电源(未图示)相连，另一端与对应的供电线a2相连；供电开关switch3的一端与供电电源(未图示)相连，另一端与对应的供电线a3相连；供电开关switch4的一端与供电电源(未图示)相连，另一端与对应的供电线a4相连。通信通道dsi ch1与信号线b1连接；通信通道dsi ch2与信号线b2连接；通信通道dsi ch3与信号线b3连接；通信通道dsi ch4与信号线b4连接；通信通道dsi ch5与信号线b5连接；通信通道dsi ch6与信号线b6连接。超声波传感器阵列120中最多可配置4
×
6个超声波传感器122。
23.在图1所示的实施例中，超声波信号收发电路130包括若干个超声波信号收发器transceiver；每个超声波信号收发器transceiver均设置有通信通道。在图1所示的具体实施例中，开关电路110和超声波信号收发电路130设置于主板master board上；超声波信号收发电路130包括3个超声波信号收发器transceiver，每个超声波信号收发器transceiver有两路dsi3通道，供超声波传感器122传输信号，在带宽允许的前提下，每路dsi通道可传输4路超声波信号。也可以说，在本实施例中，每个超声波信号收发器transceiver包括两个dsi接口，这两个dsi接口作为两个通信通道。
24.在一个实施例中，超声波传感器阵列120中的各个超声波传感器122被设置于车辆的不同位置，例如，超声波传感器122安装在车辆保险杠周边一圈，应用功能时涉及到编号问题，通过供电开关switch通断，结合超声波信号收发器transceiver的两个dsi接口即可区分具体探头，从而控制其收发超声波。具体方法是，控制器140先控制switch1开(导通)，switch2、3、4断，此时3个超声波信号收发器transceiver的两个dsi接口都有信号传输，即可区分编号6个传感器。以此类推，switch2、3、4分别开，其他三路开关断，即可完成编号。此外，供电开关switch和超声波信号收发器transceiver数量可以灵活搭配，支持任意数量的两者搭配，实现不同数量传感器的接入。在图1所示的具体实施例中，可以支持最少2个，最多24个超声波传感器122接入，可以满足包括但不限于倒车雷达、自动泊车、召唤、遥控泊车、车门附近报警等功能需求，也可配置24个传感器做功能预留。其中，自动泊车指的是车辆自动泊入泊出车位，不需要人为控制和参与；车门附近报警功能指的是一定距离的障碍物在车辆车门附近，系统会报警提示。
25.下表列举了一些不同switch和transceiver数量可以支持的传感器数量。
26.switch1112223333444transceiver1231232333123超声波数量24648121214161841024
27.请参考图2所示，其为本实用新型在另一个实施例中的超声波传感器控制系统的功能示意图。图1和图2的结构基本一致，图2与图1的主要区别在于，图2所示的实施例中接入16个超声波传感器122，并对各个超声波传感器的安装位置进行了设置。
28.请参考图3所示，其为本实用新型在一个实施例中如图2所示的16个超声波传感器122在车辆中的传感器位置安装示意图。
29.下表列举了图3所示的传感器位置简称：
30.fslfront side left，左前侧rilrear inner left，左后内folfront outer left，左前外rirrear inner right，右后内filfront inner left，左前内rorrear outer right，右后外firfront inner right，右前内rsrrear side right，右后侧forfront outer right，右前外fdlfront door left，左前门fsrfront side right，右前侧fdrfront door right，右前门rslrear side left，左后侧rdlrear door left，左后门rolrear outer left，左后外rdrrear door right，右后门
31.在图2和图3所示的实施例中，选用3个switch,3个transceiver，该系统最多可接入18个超声波传感器122，图2所示的实施例中接入16个超声波传感器122，可以实现自动泊车功能，以及车门附近报警功能。
32.根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供一种车辆，其包括本实用新型中如上文所述的超声波传感器控制系统。
33.综上所述，本实用新型提供一种超声波传感器控制系统，其包括：m条供电线a；n条信号线b；开关电路110，其包括m个供电开关switch，其中，每个供电开关switch的一端与供电电源相连，另一端与对应的一条供电线a相连；超声波传感器阵列120，其包括多个超声波传感器122，每个超声波传感器122的电源端vbat与对应的一条供电线a相连，接地端gnd接地，信号端与对应的一条信号线b连接，超声波传感器122的信号端用于输出超声波信号；超声波信号收发电路130，其包括n个通信通道，每个通信通道与对应的一条信号线b连接，超声波信号收发电路130用于经信号线b接收超声波传感器11的信号端输出的超声波信号，并对该超声波信号进行处理；控制器140，其与开关电路110的m个供电开关switch的控制端相连，以控制m条供电线a的供电通断，控制器140还与超声波信号收发电路130相连，其用于接收经超声波信号收发电路130处理后的超声波信号，其中，m和n为大于等于1的自然数。其中，控制器140周期性的控制m个供电开关switch依次开关，在一个周期内，每个供电开关switch被导通至少一次，在同一时间内只有一个供电开关switch导通；当一个供电开关switch导通时，控制器140通过超声波信号收发电路130定位通过该导通的供电开关switch供电的一个或多个超声波传感器122，确定当前收到的一个或多个超声波信号是源自于该导通的供电开关switch供电的一个或多个超声波传感器122。也可以说，本实用新型通过给超声波传感器阵列120中的各个超声波传感器122进行分时供电，以分时定位相应的超声波传感器122，分时确定当前的超声波信号的来源，其不需要更改系统架构即可实现不同配置
需求，应用于中高低配车型，节省硬件成本；功能可配置性强，支持广泛应用及拓展升级等。
34.需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

技术特征：
1.一种超声波传感器控制系统，其特征在于，其包括：m条供电线；n条信号线；开关电路，其包括m个供电开关，其中每个供电开关的一端与供电电源相连，另一端与对应的一条供电线相连；超声波传感器阵列，其包括多个超声波传感器，每个超声波传感器的电源端与对应的一条供电线相连，接地端接地，信号端与对应的一条信号线连接，所述超声波传感器的信号端用于输出超声波信号；超声波信号收发电路，其包括n个通信通道，每个通信通道与对应的一条信号线连接，所述超声波信号收发电路用于经所述信号线接收所述超声波传感器的信号端输出的超声波信号，并对该超声波信号进行处理；控制器，其与所述开关电路的m个供电开关的控制端相连，以控制m条供电线的供电通断，所述控制器还与所述超声波信号收发电路相连，其用于接收经所述超声波信号收发电路处理后的超声波信号，其中，m和n为大于等于1的自然数。2.根据权利要求1所述的超声波传感器控制系统，其特征在于，每个供电线与一个或多个超声波传感器的电源端相连，每个信号线与一个或多个超声波传感器的信号端相连，所述控制器周期性的控制m个供电开关依次开关，在一个周期内，每个供电开关被导通至少一次，在同一时间内只有一个供电开关导通；当一个供电开关导通时，所述控制器通过超声波信号收发电路定位通过该导通的供电开关供电的一个或多个超声波传感器，确定当前收到的一个或多个超声波信号是源自于该导通的供电开关供电的一个或多个超声波传感器。3.根据权利要求2所述的超声波传感器控制系统，其特征在于，每个供电线与最多n个超声波传感器的电源端相连，与同一供电线相连的所述最多n个超声波传感器的信号端分别与不同的信号线相连；每个信号线与最多m个超声波传感器的信号端相连，与同一信号线相连的所述最多m个超声波传感器的电源端分别与不同的电源线相连；所述超声波传感器阵列中最多可配置m
×
n个超声波传感器；其中，m和n为大于等于2的自然数。4.根据权利要求2所述的超声波传感器控制系统，其特征在于，所述超声波收发电路包括若干个超声波信号收发器；每个超声波信号收发器均设置有通信通道。5.根据权利要求3所述的超声波传感器控制系统，其特征在于，每个超声波信号收发器包括两个dsi接口，所述dsi接口作为所述通信通道。6.根据权利要求1-5任一所述的超声波传感器控制系统，其特征在于，所述超声波传感器阵列中的各个超声波传感器被设置于车辆的不同位置。7.一种车辆，其特征在于，其包括如权利要求1-6任一所述的超声波传感器控制系统。8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，
所述超声波传感器控制系统用于倒车雷达、自动泊车、召唤、遥控泊车、车门附近报警。

技术总结
本实用新型提供一种超声波传感器控制系统及车辆。超声波传感器控制系统包括：M条供电线；N条信号线；M个供电开关，其中，每个供电开关的一端与供电电源相连，另一端与对应的一条供电线相连；多个超声波传感器，其中每个超声波传感器的电源端与对应的一条供电线相连，信号端与对应的一条信号线连接；包括N个通信通道的超声波信号收发电路，其中每个通信通道与对应的一条信号线连接，所述超声波信号收发电路用于经所述信号线接收所述超声波传感器的信号端输出的超声波信号；控制器，其与M个供电开关的控制端相连，以控制M条供电线的供电通断，所述控制器还与所述超声波信号收发电路相连。这样，可配置不同数量的超声波传感器，满足不同自动驾驶需求。不同自动驾驶需求。不同自动驾驶需求。


技术研发人员：孙丽丽
受保护的技术使用者：上海科博达智能科技有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/9/13