宋海强，赵公旗，李俊杰，王静，吕维扬

（长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000）

一种车底监控系统

宋海强，赵公旗，李俊杰，王静，吕维扬

（长城汽车股份有限公司技术中心河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000）

本文设计一种车辆底部探测系统。主要介绍其系统设计和控制策略，并分析该系统超声波传感器检测障碍物示例。可以较好地保证汽车驾驶前汽车底部安全。

底盘监控；探测系统；辅助驾驶

随着电子电气技术的发展，汽车安全越来越被人们重视。人类是个有机体，带有一定的感情色彩，不会像机器一样按固定的套路动作。很容易出现因为未对汽车底部进行检查而产生诸多的安全隐患。视觉系统已开始引入到汽车中，但主要是集中在倒车这一块。超声波雷达主要集中在倒车辅助和ADAS部分。目前已经上市的车辆还没有装配对于车辆底部检测的系统，超声波雷达的应用也停留在泊车辅助以及ADAS部分。如果车辆底部存在宠物或者某些障碍物，但驾驶员在起动前未对车辆底部进行检查，则存在一定危险。

本设计从安全方面考虑，提出一种新车辆底部检测技术，给安全驾驶带来更加方便的服务，减少人身及人身意外的财产损失。本设计主要目的是利用主动安全，辅助驾驶员在驾驶前进行车辆底部检测。

1 系统设计

驾驶员在驾车前，会出现以下几种状况，这些情况在车辆起动行驶过程中有一定的危险：①车辆静止状态下，猫狗等宠物可能会爬到车辆底部；②汽车停放在家里，可能存在小孩钻到车底玩耍；③车辆静止状态下，皮球、小汽车等儿童玩具可能会进入车辆底部。

导航主机显示传感器探测区域如图1所示。①、②、③、④为超声波传感器，蓝色虚线为超声波探头①所发超声波示意，绿色虚线为超声波探头②所发超声波示意，红色虚线为超声波探头③所发超声波示意，黑色虚线为超声波探头④所发超声波示意。其中超声波传感器①、②、③、④之间需采用不同传输频率段的超声波传感器，防止相互干扰或超声波淹没。⑤、⑥为摄像头。超声波探头和摄像头物理布置示意如图2所示，控制器信号流示意如图3所示。

可以通过底部超声波传感器和摄像头来检测车底情景。一旦发现障碍物，仪表进行报警音提示，通过图像拼接技术，导航主机屏可显示车底全部情况。在中控面板上设置“一键启动关闭”按钮，该按键可由驾驶员自行控制是否进入监测系统。

2 控制策略设计

当主驾或副驾车门开启时，默认启动该监控系统，在车辆驶离时关闭该监控系统。当驾驶员参与控制开启或关闭该系统时，以驾驶员干预为主，驾驶员可通过中控面板上的“一键启动关闭”开启或关闭该系统。

如果驾驶员有需求而有意识进入辅助驾驶状态时，开启车辆底部的前后雷达、前后摄像头来监测车辆底部的实时状况；当车辆底部探测到障碍物时，系统会向仪表发送警告请求，仪表发出报警音提示驾驶员车辆底部存在障碍物，同时会在导航主机显示屏显示障碍物存在位置，相应位置进行闪烁，以便驾驶员确认障碍物位置。两个超声波雷达探测区域中间位置存在盲区，摄像头可覆盖盲区位置。

图1 导航主机显示传感器探测区域

图2 传感器布置

图3 控制器信号流

当驾驶员需要进行驾驶车辆时，该系统会通过判断车速超过某一门限值来关闭此系统；当车辆下一次重新上电时，此系统重新被激活。

控制策略示意图如图4所示。当驾驶员或副驾驶员开启车门后，车身控制器激活，检测前门状态、车速状态，通过车门状态信号判断门的开关状态，检测车速传感器数据，判断车辆是否在行驶过程中。当车身控制器检测到车门被打开，主驾或副驾驶有人，且车辆尚不处于行驶状态，则激活车底信息监控系统供电继电器。当驾驶员或副驾驶员期望激活该监控系统时，则可通过中控台一键启动按钮激活车底信息监控系统供电继电器，此时亦可使该监控系统上电工作。激活车底信息监控系统通电后，进入初始化状态，并启动4个超声波传感器和2个摄像头，扫描车底信息，如果检测到车底有物体存在，则激活仪表报警系统，如果此时车钥匙处于ACC或ON位置，则同时激活导航主机显示界面，显示车底图像。

图4 控制策略示意图

此处左前超声波传感器、右前超声波传感器、左后超声波传感器、右后超声波传感器发送超声波频率各不相同，以使得彼此之间发送及发射超声波不会干扰或被淹没。设车长Lv，左前超声波传感器与左后超声波传感器间距LFRL，左前超声波传感器与右前超声波传感器间距LFLR，定义各超声波检测范围为Lmin～Lmax，为保证能够检测到车前及车后盲区部分，则需Lmax>Lv。当一个超声波传感器检测到的反射回来的超声波小于Lmax时，其对应的超声波传感器亦检测到反射回来的超声波小于Lmax时，可认为后障碍物存在，否则可认为是误检或信号被干扰。

如图5所示，当检测到Lf

图5 超声波传感器检测障碍物示例

（编辑 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

宋海强（1990-），男，电子电气架构工程师，从事汽车电子电气架构设计工作。