汽车防撞控制系统ppt课件

2.扫描式激光雷达 最早的前方用激光雷达都是发出多股激光光束，并依靠前方 车反光镜的反射时间来测定其距离。但是由于要对前方车辆进行 辨别，因而后来开始采用扫描式激光雷达。这样，不但至前方车 的距离可测，而且其横向的位置也可以检测出来。此技术的进一 步发展，可使扫描角度成360°。这样，如果在车辆四角设置类 似的扫描式激光雷达，那么车辆四周的障碍物都可以测出。
任务一 汽车防撞控制系统概述 任务二 汽车防撞控制系统的结构与工作原理
学习目标
1.汽车车前防撞控制系统的结构。 2.汽车车前防撞控制系统工作原理。 3.熟练对倒车雷达进行安装与调试。 4.能运用仪器检修典型汽车车前防撞控制系统故障。
任务一 汽车防撞控制系统概述
是主动安全系统，是一种可向驾驶员预先发出视听警告信号的探 测装置，主要是解决汽车行驶的安全距离问题。
该系统能探测企图接近车身的行人、车辆或周围障碍物；能向驾 驶员及乘客提前发出即将发生撞车危险的信号，促使驾驶员甚至撇 开驾驶员采取应急措施来应对特殊险情，避免损失。
在正常行驶时，该系统处于非工作状态。当本车的车头非常接近 于前车的车尾时，该系统将发出Leabharlann Baidu追尾警告。
在发出警告后，如果驾驶员没有采取制动减速措施，该系统便自 动起动紧急制动装置，以避免发生追尾事故。
当危险程度达到各种不同级别时，分别输出报警信号或通过 车辆控制电路去控制车速或制动。
2.汽车防撞雷达主要技术参数 (1)作用距离不少于100m，误差±0.5 m； (2)微波发射频率24.125 GHz。 3.汽车防撞雷达主要功能 (1)测速测距； (2)对前方100 m内危险目标提供声光报警； (3)兼备汽车黑匣子功能； (4)自动巡航系统(行驶过程中自动保持与前面行驶车辆之间的距 离)； (5)紧急情况下起动自动制动系统。
式中：c——超声波音速。 超声波也是声波，c即为声速。声速c与温度有关，如表3-1所示。
一般情况下，可以认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很 高，可以通过温度补偿的方法加以校正。当将声速作为常数时，只 要测得超声波信号往返的时间，即可求得距离，并将距离用数字显 示出来，如图3-2所示。
超声波雷达倒车防撞系统组成： 超声波振荡器、 检测器、 控制器、 报警电路等。
三、汽车防碰撞控制系统的发展趋势
将伴随微电子、光纤、红外等技术的进步而得到新的发展。 汽车防撞系统未来的发展方向为：
(1)为满足高速行驶，进一步增大探测距离； (2)降低成本和售价，供在用车改装和新车安装使用； (3)与自动驾驶仪形成反馈系统，按时间响应，排除人为影响， 正确保持车距或做出机动避让； (4)向智能化方向进一步拓展。
4.汽车雷达防撞系统发展状况 汽车雷达防撞系统在美国一些公司研制开发的时间较长，有的 已有十几年或几十年的历史，产品目前已进入商品化实用性阶段。 一些工业化国家如日本、澳大利亚、法国和德国也都处于大力推 广应用时期。我国在此方面起步较晚，到目前为止开发出的产品 仍处于初级阶段。
四、倒车雷达
1.倒车防碰撞系统的组成 汽车倒车防碰撞系统由超声波传感器(俗称探头)、控制单元和 显示器(或蜂鸣器)等部分组成，如图3-5所示。奥迪等中高档车型 倒车防碰撞装置在车辆前部有4个传感器，如图3-6所示。在后保险 杠上涂漆的区域装有4个超声波传感器，即左后传感器、左后中传 感器、右后中传传感器外形如图3-7所示，可发送超声波和接收反 射后的超声波。电子系统利用发送和接收到的超声波计算汽车与障 碍物的距感器、右后传感器，如图3-7所示。离。
二、激光测距防撞控制系统
激光扫描雷达安装在车辆前端的中央位置，将测得的车距和 前面车辆方位信号送入防碰撞预测系统。激光扫描雷达的扫描角 和视域如图3-3所示，激光束的视域窄并呈肩形，即在水平面上较 薄，在垂直面上呈肩形。
1.防追尾碰撞激光报警装置 这种装置包括发光部、受光部、计算车间距离的激光雷达、 信号处理电路、显示装置以及车速传感器等。 能够更早地检测插入车流的车辆，同时还能识别弯道上的标 识物，随时发出警报，使之达到最优状态。 控制部分由微机进行下列运算，本车车速、前方行驶车辆的 车速、车间距离、根据车间距离和安全车间距离比较发出警报声 或报警灯闪烁。显示装置安装在仪表板上进行距离显示。
三、雷达测距防撞控制系统
汽车电磁波雷达防撞系统，是利用电磁波发射后遇到障碍 物反射的回波，对其不断检测和计算与前方或后方障碍目标的 相对速度和距离，经分析判断，对构成危险的目标按程度不同 进行报警，控制车辆自动减速，直到自动制动。
1.汽车电磁波雷达防撞系统的工作原理 图3-4所示为该系统组成的方框图，当发射机采用微波调频连 续波体制时，在车辆行进中雷达窄波束向前发射调频连续波信号。
当发射信号遇到目标时，被反射回来为同一天线接收，经混 频放大处理后，可用其差拍信号间的相差来表示雷达与目标的 距离，把对应的脉冲信号经微处理器处理计算可得到距离数值， 再根据差频信号相差与相对速度关系，计算出目标对雷达的相 对速度。
微处理器将上述两个物理量代入危险时间函数数字模型后， 即可算出危险时间。
汽车防碰撞控制系统如图3-1所示。
一、汽车防碰撞控制系统主要功能
(1)环境监测功能。 (2)防碰撞判断功能。 (3)车辆控制功能。
二、测定汽车行驶安全距离的主要方法
(1)超声波测距。利用超声波回声测距的基本原理。 (2)雷达测距。利用电磁波反射来发现目标并测定其位置。 (3)激光测距。其工作原理与雷达测距相似，具体的测距方法 有连续波和脉冲波两种。
任务二 汽车防撞控制系统的结构与工作原理
一、超声波测距防撞控制系统
1.超声波测距基本原理 超声波(声呐)是一种特殊的声波，具有声波传输的基本物理
特性，即反射、折射、干涉、衍射、散射。超声波测距就是利用 其反射特性。
超声波发射器不断地发射出40kHz超声波，超声波遇到障碍物 后反射回反射波，超声波接收器接收到反射波信号，并将其转换 为电信号，测出发射与接收到反射波的时间差t，即可求出障碍 物到汽车的距离s：