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倒车雷达的工作原理你知道吗?

有 29 人浏览 日期:2018-04-14 放大字体  缩小字体

文章摘要:倒车雷达装置能够判断障碍物的距离,并提示车辆周围障碍物的情况,以提高倒车时的安全性。

倒车雷达装置能够判断障碍物的距离,并提示车辆周围障碍物的情况,以提高倒车时的安全性。
   倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”,也叫“泊车辅助装置”,或称“倒车电脑警示系统”。
一、工作原理
    倒车雷达是汽车泊车安全辅助装置,由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器、报警器(喇叭或蜂鸣器)等部分组成,如图1所示。超声波传感器是整个倒车系统最核心的部件,其作用是发出与接收超声波,其结构如图2所示。目前,常用探头的工作频率有40kHz, 48kHz和58kHz三种。一般来说,频率越高,灵敏度越高,但水平与垂直方向的探测角度就越小,故一般采用40kHz的探头。
    倒车雷达采用超声波测距原理。当车辆挂进倒车挡倒车时,倒车雷达自动进人工作状态,在控制器的控制下,由安装在车尾保险杠上的探头发送超声波,遇到障碍物产生回波信号,传感器接收到回波信号后,经控制器进行数据处理,从而计算出车体与障碍物之间的距离,判断出障碍物的位置。
      倒车雷达的电路组成框图如图3所示,MCU(MicroprocessorControlUint )通过预定的程序设计,控制相应电子模拟开关驱动发射电路,使超声波传感器工作。超声波回波信号通过专用的接收、滤波、放大电路进行处理后,由MCU的10口对其进行检测。当接收完全部传感器的信号后,由系统通过特定的算法得出最近的距离,并驱动蜂鸣器或显示电路工作,来提醒驾驶者最近的障碍物距离及方位。
    倒车雷达系统主要作用是协助停车,退出倒挡或当相对移动速度超过某一车速时(一般为5km/h)系统将会停止工作。
    【提示】超声波是指超过人的听觉范围(20kHz以上)的声波,具有频率较高,沿直线传播,方向性好,绕射小,穿透力强,传播速度慢(约340m/s)等特点。超声波在不透明的固体内传播,可穿透几十米的深度。超声波遇到杂质或分界面时,会产生反射波,利用这一特性可构成探深或测距,由此可制成测距系统。
 
    1.探测角度(或检知角度)
    由于探头只能接收一定角度范围的超声波,故将这一角度范围称为探测角度(或检知角度)。探测角度有水平方向和垂直方向之分,如图4、5所示。常用倒车雷达的探测角度为水平方向90℃~120℃,垂直方向60℃~80℃ 。

    2.探测覆盖范围
    通常来说,探头的数量越多,倒车雷达的探测覆盖范围就越广,即探测盲区就越小。现在市面上的倒车雷达有2探头、3探头、4探头、6探头及8探头。2~4探头的倒车雷达一般安装在汽车的后保险杆上,6-8探头的倒车雷达一般采用“前2后4”或“前4后4”,安装,如图6所示。

3.探测灵敏度
    倒车雷达探测灵敏度除取决于探头自身的结构与材质外,还取决于反射回波的强度,而反射回波的强度又与超声波的传播特性有关,主要表现为以下特点:
    (1)由于超声波在空气中传输存在衰减,所以同一个反射面,同样的角度,距离越远,反射的超声波衰减越大,越不易被探测到。
    (2)障碍物反射面的面积(正对传感器)越大,反射波越强,探测距离越远;若障碍物反射面较小,或粗糙面方向感不显著,或反射面虽大但偏离传感器方向,尤其是表面为光滑平面的物体,传感器接收到的反射波很少甚至没有,这样尽管距离较近也可能探测不到。
    (3)处于传感器中心线上的障碍物其反射波最强,探测距离最远,反之较近。
    (4)障碍物会吸收掉一部分超声波,反射回去的只是其中一部分。吸收多少或反射多少与障碍物的材质和表面有关,一般来说,疏松、多孔的物体,表面较易吸收超声波,其反射效率较低,不易被探测到。相反,若障碍物的材质越硬,反射波越强。
    (5)环境温度、空气湿度、气压等因素都会影响反射回波强度,空气湿度越大则信号越强。总之,大雨、大雪或过冷、过热、过湿天气,都有可能会影响探测效果。
    根据以上特点可知,障碍物为锐角反射面的锥形物体,或有多角度反射面(弧面)的物体,或位置较低的水管,铁丝网、绳索之类的过于细小的物体,或棉质或表面易吸收超声波的物体,或低于地表的沟渠等障碍物不易被探测到。
    另外,由于一般使用的超声波频率为40kHz,如果附近有相近频率的其他干扰源,则易出现误报或反应迟钝现象。常见的干扰源有:喷漆、制冷剂灌装设备,气动工具,大功率连续冲击设备,大功率强排风电扇等。

关键词: 倒车雷达 原理 安全
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