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基于超声波检测的车门安全开启检测及提醒系统

文档作者：代艳萍李进山李平安文档来源：攀枝花学院交通与汽车工程学院		点击数：	更新时间： 2025年09月01日
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内燃机与配件
0 引言
针对汽车行驶安全问题，国内外进行了许多研究。目
前，我国有许多的机构已投入大量的精力在开发研究高性
能的防碰撞系统。目前关于防碰撞系统的重心仍是在防止
车后方的碰撞，虽然车门防撞梁、安全气囊等设备设施已
经开始变得大众化，在很大程度上避免了交通事故的发
生，但是而具体针对于防止行人及车辆碰撞车门系统目前
在国内外都还并不完善。在研究时，采用的测距方法都各
不一样，其中超声波测距、激光测距、微波雷达测距和红外
线测距是最常见的。国外研究主要放在汽车在交通中所涉
及的环境问题，包括道路与土地的规划、道路设计、联动系
统等。其次，颁布了诸多的法律条文来约束驾驶者的行为
规范。国外供道路划线的材料，除使用各种不同油漆外，还
利用了热塑性材料、浆沫和人工合成材料，陶瓷砖、混凝土
块件和其它混合料以及使道路设施闪光和反射发光的金
属材料等等。虽然针对汽车安全的法规和设备有很多，但
交通事故的数量还是居高不下，为减小交通事故的发生量
本文提出了一种智能化的车辆开门预警系统。
1 系统内容
基于超声波检测的车门安全开启检测及提醒系统主
要功能是通过检测分析汽车周围环境，达到系统的实际意
义，其目的在于提供一种智能化的车辆开门预警系统，以
避免打开车门时车门与周边事物或人员发生碰撞。本装置
实现的是，当系统感应到周围一定范围内存在车辆、行人
——————————————————————— 作者简介：代艳萍（1990-），女，云南曲靖人，硕士研究生，研究方
向为交通规划与管理。
风油气分离结构和叠片式油气分离结构。其中，双旋风油
气分离结构的工作原理为：曲轴箱内的气体进入旋风式分
离腔，并且进行快速旋转运动，从而在离心力的作用下，使
得混合气体内的机油与气体分离开来，并将机油回流到固
定的位置内。叠片式油气分离结构的工作原理为：高压机
油驱动叠片进行高速旋转运行，将混合气体内的机油通过
离心力甩出去，从而达到油气分离的目的。
2.4 回油系统设计
回油系统在曲轴箱通风系统中的主要功能为：将油气
分离器中分离出来的机油返回到曲轴箱内。为了保证机油
能够顺利的回到曲轴箱内，在进行回油系统设计的过程
中，首先需要对回油的高度进行确定，这个高度值得是垂
直高度，并且能够满足回油的条件。
在进行回油系统设计时，需要考虑的是回油高度与系
统阻力之间的平衡，具体计算公式[2]如下：
Lmin=△P（/ ρxg）
其中，Lmin 指的是最小回油高度；△P 指的是系统阻力；
ρ 指的是机油密度；g 指的是重力加速度。
为了保证回油系统能够正常的进行工作，其回油的高
度L 不能够小于Lmin。而当回油的高度小于Lmin 时，可能会
出现油气分离器中分离出来的机油不能够回到曲轴箱内，
而随着时间的积累，就会出现机油淤积的故障，引发通风
系统失效。因此，有关设计人员在设计回油系统时，必须要
注意回油高度的设计。
3 结束语
综上所述，本文主要在对汽油机曲轴通风系统分析的
基础之上，探讨了曲轴通风系统的纵向通风通道、垂直通
风通道、油气分离结构、回油系统的设计，这对于有关设计
人员对通风设计的思路具有十分重要的作用。
参考文献：
[1]刘志国，曹立杰.汽油机曲轴箱通风系统的设计策略[J].科
技展望，2017，27（12）：59.
[2]柳国立，刘正勇，韩俊楠，张蒙，吴贵荣.现代发动机曲轴箱
通风系统设计研究[J].内燃机与配件，2014（12）：17-22.
基于超声波检测的车门安全开启检测及提醒系统
代艳萍；李进山；李平安
（攀枝花学院交通与汽车工程学院，攀枝花617000）
摘要：针对汽车开启车门时容易撞上车门侧面高于车门门槛的盲区障碍物或与其他交通参与者发生碰撞这一问题，提出了一种
基于超声波检测的车门安全开启检测及提醒系统，利用光电码盘的输出脉冲信号来测出车的瞬时速度，在车停下来及车门解锁时，汽
车车门两端以及汽车尾部超声波检测到障碍物，ECU 接收到超声波检测到的信息进行处理控制，当存在障碍物时警报系统发出对应
的警报声提示及警报灯闪烁。避免打开车门时发生交通事故或者损坏车门。
Abstract: When the car opens the door, it is easy to hit the obstacle in blind area on the side of the door that is above the door
threshold or hit other traffic participants. For this problem, a safety detection and reminder system for door safety based on ultrasonic is
proposed. The instantaneous velocity of the vehicle is measured by using the output pulse signal of the photoelectric encoder, when the car
stops and the door is unlocked, the ultrasonic located in the car door ends and the car's tail can detect the obstacle, and then the ECU
receives the information detected by the ultrasonic wave for processing control. When there is an obstacle, the alarm system issues a
corresponding alarm tone and the alarm light flashes to avoid traffic accidents or damage the door when opening the door.
关键词：光电码盘；速度传感器；超声波检测；警报系统；ECU Key words: light code disc；speed sensor；infrared obstacle avoidance module；alarm system；ECU
·20·
万方数据
Internal Combustion Engine &amp;amp; Parts
以及其他障碍物，预测到用户开门有可能发生交通事故以
及损坏车门时，车内会有警报系统进行警报，同时警报灯
持续闪烁，提醒潜在的危险。通过采取以上措施制止此类
事故的发生，以达到减小此类事故发生的机率。
1.1 硬件设计
如图1 所示，一种车门安全开启检测及提醒系统，它
包括驱动电路1、电阻2、与汽车相连的电源3、车门控制
开关4、速度传感器5、超声波检测器6、系统启动开关7、
ECU8、警报系统9、电容10。其特征在于驱动电路1、电阻
2、电源3 与车门控制开关4 串联，速度传感器5 与超声波
检测器6 并联，ECU8 串接于系统启动开关7 与警报系统
9 之间，电容10 与驱动电路1、电阻2、电源3、车门控制开
关4 并联。
所述驱动电路1 是与汽车汽车车门相连的电路，以检
测车门是否解锁；电阻2 是与驱动电路1 相连起分压作
用；电源3 是汽车内部系统电源，它与电路相连；车门控制
开关4 是用于控制车门的开启与闭合的；车速传感器5 与
汽车码盘相连；超声波检测器6 安装于汽车两侧及后方；
系统启动开关7 串接于传感器与ECU 之间控制电路的开
断；ECU8 是汽车电脑，控制汽车内部各个电路；警报系统
9 是在接收到ECU 指令时发出警报同时警报灯闪烁；电
容10 起稳压作用。
图1 系统基本组成示意图
1.2 软件设计
一种车门安全开启检测及提醒系统由输入模块、处理
模块、输出模块组成。
输入模块由车速检测器、超声波检测器组成，车速检
测器能利用光电码盘的输出脉冲数来测出车的瞬时速度，
并将检测到的速度以信号的形式发送给处理模块；超声波
检测器能先设置检测距离，使用时在检测距离内出现障碍
物阻挡探头发出的超声波时会向处理模块发送检测到的
信号。
处理模块主要指汽车电脑ECU，输入模块所检测到
的信号会发送给ECU，ECU 接收到信号后对所接收到的
信息进行处理、分析。根据处理结果判断是否向输出模块
发送指令。
输出模块由警报系统组成，警报系统接收到ECU 发
送的信号后会发出警报声，警报灯持续闪烁。
处理模块对信号的处理以及对输出模块的控制是由
内部设定好的程序所完成的。
2 具体实施方式
实施方式主要从系统工作流程和系统安装测试两方
面进行描述。
2.1 系统工作流程
如图2 所示，车门安全开启检测及提醒系统启动后系
统各功能开启，当车速检测器检测到车停下来并且检测到
车门解锁时向ECU 发送停车及车门解锁信号，ECU 接收
到信号后检查系统是否收到超声波检测器所发送的信号。
当超声波检测器检测到有障碍物时向ECU 发送障碍物所
在方向，ECU 接收到信号后进行处理，当物体在区域一及
区域二时ECU 向警报系统发送指令，警报系统接收到指
令后发出急促的几声警报，同时警报灯开始闪烁。
所述车速检测器能根据光电码盘的输出脉冲数来得
到车的瞬时速度，在车停下来时向ECU 发送停车信号。超
声波检测器安装于汽车的两侧和后方，能够根据设定好的
检测距离进行检测，检测到有障碍物时向ECU 发送信号。
区域一是安装于汽车两侧的超声波检测器所检测到的区
域，能检测到汽车车门下方的盲区是否存在障碍物。区域
二是安装于汽车后方的超声波检测器所检测到的区域，能
检测到汽车侧后方和后方的障碍物。ECU 是汽车电脑，在
接收到车速检测器发送的停车及车门解锁信号后检查是
否接收到超声波检测器所发送的信号，若有则对障碍物所
在区域进行判别，并向该侧的警报系统发出相应的指令。
若没有接收到超声波检测器所发送的信号则不发送指令。
图2 系统工作流程图
系统启
动开关
车速检
测器
车门
解锁
超声波
检测器
控制
开关ECU 警报
系统
2.2 系统安装测试
一种基于超声波检测的车门安全开启检测及提醒系
统，由驱动电路、电阻、与汽车相连的电源、车门控制开关、
速度传感器、超声波检测器、系统启动开关、ECU、警报系
统、电容等组成。
汽车长宽高按车长5.05m，宽1.86m，高1.5m 计算。汽
车两侧下方的四道车门门槛两端以及小车两侧的尾灯下
各安装一个超声波检测器，在正后方等距离安装三个超声
波检测器。两侧下方的四道车门门槛两端的超声波检测器
检测区域一范围内的障碍物，尾灯下的超声波检测器及小
车正后方的超声波检测器检测区域二的障碍物。
驾驶员驾驶汽车行驶，当汽车停下后，车速检测器检
测到车停下来时向ECU 发送停车信号，且当ECU 接收到
停车信号并且接收到车门解锁信号后检查系统是否收到
超声波检测器所发送的信号。当超声波检测器检测到有障
碍物时向ECU 发送障碍物所在方向，ECU 接收到信号后
进行处理，当物体在区域一或区域二时ECU 向警报系统
发送指令，警报系统接收到指令后发出急促的警报声，并
且在相应车门的警报灯会持续闪烁。
因城市交通相对于其他地区较为复杂，所以以城市
道路为例，按限速40km/h 来设计区域一检测距离为
·21·
万方数据
内燃机与配件
0.7m 左右；区域二尾灯下的超声波检测器检测距离为十
几米，正后方检测距离也为十几米。速度传感器安装于汽
车码盘上。
测试时应在区域一和区域二的检测范围内以及检测
范围外放置障碍物，经过多次测试后根据所测数据得到系
统的误判率。应当注意的是测试后根据测试数据对测试结
果进行分析处理，将影响系统性能的部分替换或改进，直
到系统误判率低于0.01%为止。
如图3 所示为超声波检测器安装示意图，11、12 为右
侧前车门门槛两端，13、14 为右侧后车门门槛两端，15 为
右侧尾灯，16 为汽车尾部，17 为左侧尾灯，18、19 为左侧
后车门门槛两端，20、21 为右侧前车门门槛两端。11-14 以
及18-21 组成区域一，15-17 组成区域二，每个位置各安
装一个超声波检测器进行障碍物检测。
图3 超声波检测器安装位置示意图
3 系统原理
通常汽车自身变速器上的速度传感器方波信号的频
率在0~200Hz，当车速下降到10km/h 以下，即速度传感器
输出频率只有几赫兹时，系统启动。此处，本组采用码盘测
速，用码盘测量转速的一般过程如图4 所示。
图4 码盘测量转速过程图
设电机的速度为ω（t），则T 时刻码盘的位置为θ（t）=
∫ T0ω（t）dt+θ（0），其中θ（0）是码盘的初始位置，一般假定
为0。设经倍频后码盘每转输出的脉冲数为N，则θ（T）对
应的脉冲为M（t）=N2π·θ（T），由于只有在M（T）为整数
时，码盘才真正发出脉冲让计数器计数，因此计数器在T
时刻的值为m（t）=fix[M（T）]，这里fix 是零方向取整函数，
亦即m（T）是1 个使m（T）≤M（T）且最接近M（T）的整数。
当速度采样周期是Ts 时，则kTs 时刻速度值为ω1e（k）=
2πm1（k）/TsN，其中，m1（k）是（k-1）Ts 到kTs 时刻1 个采
样周期内光码盘发出的脉冲个数，亦即m1（k）=m（kTs）-m
（[ k-1）Ts]ω1e（k），通常包含着显著的噪声，常用一阶低通
滤波方法来降低噪声：m2e（k）=αω2e（k-1）+（1-α）ω1e
（k），这里ω2e（k）是滤波后k 时刻的速度估计值。α 是0
到1 之间的1 个常数，可根据需要选取。根据以上分析，用
SIMULINK 语言构造出的仿真模型如图5 所示。
图5 仿真模型图
当速度传感器启动并检测到汽车速度将为0 及车门
解锁时，与之连接的单片机检测到低频信号，随后启动汽
车上的超声波检测模块，该模块原理如下：
超声波检测器具有一对超声波发射与接收探头，发射
探头发射出一定频率的超声波，当检测方向遇到障碍物
时，超声波反射回来被接收探头接收，经过比较器电路处
理之后，信号输出接口输出数字信号（一个低电平信号），
可通过电位器旋钮调节检测距离。
当超声波检测器避障模块检测到距汽车尾部十几米
范围内或后侧方十几米范围内有障碍物时，将信息传到与
之相连的ECU，并启动警报系统，提示车主是否开启车
门，当检测到距车身0.7m 时警报系统发出警报并且警报
灯持续闪烁。
4 创新特色
一种基于超声波检测的车门安全开启检测及提醒系
统，测速传感器检测准确率比较高、工作稳定，且采用超声
波来检测障碍物可以在很大程度上节约成本。整个系统工
作时，系统感应周围一定范围内车辆和行人，预测到车内
人员开门有可能撞到行人或者其他物体，车内会有提醒装
置响起及警报灯闪烁，提醒潜在的危险，在特殊情况下可
关闭ECU 自控功能，由车主自行判定是否进行后续操作。
一种基于超声波检测的车门安全开启检测及提醒系统如
果能够得到合理的利用，可以在很大程度上减少因开启车
门所造成的交通事故以及车门的损坏带来的损失。
5 结束语
一种基于超声波检测的车门安全开启检测及提醒系
统可以运用到各类汽车上，各汽车生产公司也可以在车上
增设此装置，在不影响汽车外观的情况下，增加汽车行驶
的安全性能，在很大程度上减少交通事故的发生。且系统
成本较低、实用性强、市场范围广，能在一定程度上减少交
通事故的发生。
参考文献：
[1]邹益民.基于TTS 模块的超声波障碍物检测语音播报系统
设计[J].2012，14（12）：45-49.
[2]梁宪.国外改善道路交通安全的办法和措施[J].1980.10 交
通部科学技术情报研究所：32-38.
[3]丁红霞，杨欣怡，王明丽，聂宇，马庆禄.车门开启瞬间防撞
预警系统研究[J].CAKI 中国知网总库（本地）2016：136-137.
[4]王阳，赵春喜，杨洁.汽车门锁自动控制电路的设计[J].黑龙
江科技信息，2009（27）：36.
[5]谭惊涛，秦忆.光电码盘的仿真模型及电机瞬时速度估计
方法的研究[J].CAKI 中国知网总库（本地），2001（2）：41-43.
[6]罗庆生，罗洪坚，王耀炼.红外线传感器及其导引技术在自
动导向车中的应用研究[J].计算机测量与控制，2003，11（10）.
[7]唐理洋，张亚君.基于红外线测距的汽车防撞系统的研究
[J].CAKI 中国知网总库（本地），2012，35（3）：367-370.
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