倒車(chē)?yán)走_(dá)培訓(xùn)課件文檔

1、倒車(chē)?yán)走_(dá)介紹時(shí) 間： 匯報(bào)人：倒車(chē)?yán)走_(dá)的概念1倒車(chē)?yán)走_(dá)的結(jié)構(gòu)2倒車(chē)?yán)走_(dá)的工作原理34倒車(chē)?yán)走_(dá)電控部分介紹5倒車(chē)?yán)走_(dá)的性能要求 倒車(chē)?yán)走_(dá)是一種安裝在汽車(chē)前、后保險(xiǎn)杠上的電子偵測(cè)系統(tǒng)。采用超聲波檢測(cè)技術(shù)，當(dāng)駕駛汽車(chē)前進(jìn)或倒退在狹窄的車(chē)位泊車(chē)時(shí)，通過(guò)聲音和提示可知車(chē)后是否有不明障礙物距離及遠(yuǎn)近，從而輔助駕駛員平安，輕松地倒車(chē)，防止碰撞。1. 倒車(chē)?yán)走_(dá)倒車(chē)?yán)走_(dá)Parking Distance Control 2. 倒車(chē)?yán)走_(dá)的結(jié)構(gòu)倒車(chē)?yán)走_(dá)的結(jié)構(gòu) 倒車(chē)?yán)走_(dá)由超聲波傳感器俗稱(chēng)探頭、控制器和顯示器或蜂鳴器等局部組成。1探頭 探頭裝在后保險(xiǎn)杠上，根據(jù)不同價(jià)格和品牌，探頭有二、三、四、六只不等，分別管前后左右。探

2、頭以45度角輻射，上下左右搜尋目標(biāo)。它最大的好處是能探索到那些低于保險(xiǎn)杠而司機(jī)從后窗難以看見(jiàn)的障礙物，并報(bào)警，如花壇、蹲在車(chē)后玩耍的小孩等。安裝在汽車(chē)后保安裝在汽車(chē)后保險(xiǎn)杠上險(xiǎn)杠上前前4后后4前前2后后42 2個(gè)個(gè)8個(gè)個(gè)3個(gè)個(gè)4個(gè)個(gè)6個(gè)個(gè)2021/10/9 星期三嵌入式安裝2. 顯示器 倒車(chē)?yán)走_(dá)的顯示器裝在后視鏡上，它不停地提醒司機(jī)車(chē)距后面物體還有多少距離，到危險(xiǎn)距離時(shí)，蜂鳴器就開(kāi)始鳴叫，讓司機(jī)停車(chē)。 擋位桿掛入倒擋時(shí)，倒車(chē)?yán)走_(dá)自動(dòng)開(kāi)始工作，測(cè)距范圍達(dá)15米左右，故在停車(chē)時(shí)，對(duì)司機(jī)很實(shí)用。 1超聲波 超聲波是指超過(guò)人的聽(tīng)覺(jué)范圍以上20kHz以上的聲波，它具有頻率較高，沿直線傳播，方向性好，繞射

3、小，穿透力強(qiáng)，傳播速度慢約340m/s)等特點(diǎn)。當(dāng)其在陽(yáng)光下不透明的固體內(nèi)傳播，可穿透幾十米的深度。超聲波遇到雜質(zhì)或分界面時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射波，利用這一特性可構(gòu)成探深或測(cè)距，由此可制成測(cè)距系統(tǒng)。3.倒車(chē)?yán)走_(dá)原理介紹倒車(chē)?yán)走_(dá)原理介紹 s=1/2 ct式中：c超聲波聲速。聲速c與溫度有關(guān)。如以下圖所示。溫度/ -30-20-100102030聲速/(m/s)313319325332338344349超聲波探測(cè)脈沖串與回波脈沖波形 傳感器發(fā)出一束短促的超聲波脈沖， 當(dāng)脈沖遇到障礙物時(shí)就會(huì)發(fā)生反射，傳感器將會(huì)收到反射回波。超聲波在常溫下、空氣中傳播速度是一定的約為340m/s，接收器內(nèi)CPU根據(jù)發(fā)射與接收波

4、之間的時(shí)間間隔，計(jì)算出傳感器與障礙物之間的距離。然后經(jīng)過(guò)計(jì)算處理，判斷出反射回波是由哪一個(gè)傳感器接收到的，并根據(jù)不同距離，發(fā)出緩急不同的報(bào)警聲。倒車(chē)?yán)走_(dá)根本原理倒車(chē)?yán)走_(dá)根本原理倒車(chē)?yán)走_(dá)根本特性4、技術(shù)要求A、倒車(chē)?yán)走_(dá)控制單元工作電流：200 mAMax)額定電壓：12V工作電壓：9V16V工作溫度：-3080儲(chǔ)存溫度：-4085倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的性能要求技術(shù)協(xié)議倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的性能要求技術(shù)協(xié)議B、倒車(chē)?yán)走_(dá)傳感器 額定電壓：12V工作電壓：9V16V工作溫度：-4080儲(chǔ)存溫度：-4085工作頻率：58KHz例最遠(yuǎn)探測(cè)距離：1.5m(50cm50cm木質(zhì)平板)1m75mmPVC管探測(cè)角度：水平8010

5、，垂直345例C、倒車(chē)?yán)走_(dá)線束建議線束要求：電源搭鐵點(diǎn)需要模塊和探頭共用一個(gè)搭鐵點(diǎn)。4.2 功能說(shuō)明功能說(shuō)明上電與通訊：系統(tǒng)通過(guò)上電與通訊：系統(tǒng)通過(guò)IGN電源供電，通過(guò)電源供電，通過(guò)CAN總線取得倒車(chē)信號(hào)及車(chē)速信號(hào)做為總線取得倒車(chē)信號(hào)及車(chē)速信號(hào)做為系統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)；系統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)；系統(tǒng)自檢：系統(tǒng)上電后會(huì)自動(dòng)檢測(cè)各個(gè)傳感器是否正常。自檢之后將系統(tǒng)狀態(tài)通過(guò)系統(tǒng)自檢：系統(tǒng)上電后會(huì)自動(dòng)檢測(cè)各個(gè)傳感器是否正常。自檢之后將系統(tǒng)狀態(tài)通過(guò)CAN總線發(fā)送給儀表和總線發(fā)送給儀表和MP5。自檢后假設(shè)系統(tǒng)故障那么。自檢后假設(shè)系統(tǒng)故障那么CAN總線持續(xù)發(fā)送故障數(shù)據(jù)總線持續(xù)發(fā)送故障數(shù)據(jù)2s；假設(shè)自檢系統(tǒng)合格那么；假設(shè)自檢系統(tǒng)合

6、格那么CAN總線發(fā)送自檢數(shù)據(jù)總線發(fā)送自檢數(shù)據(jù)500mS。之后系統(tǒng)轉(zhuǎn)為正常測(cè)距。之后系統(tǒng)轉(zhuǎn)為正常測(cè)距。雷達(dá)開(kāi)啟條件雷達(dá)開(kāi)啟條件1：檔位為空擋或前進(jìn)檔，車(chē)速小于：檔位為空擋或前進(jìn)檔，車(chē)速小于15Km/h時(shí)，駐車(chē)?yán)走_(dá)工作，車(chē)速時(shí)，駐車(chē)?yán)走_(dá)工作，車(chē)速大于大于15Km/h，駐車(chē)?yán)走_(dá)停止工作，當(dāng)車(chē)速再次降到，駐車(chē)?yán)走_(dá)停止工作，當(dāng)車(chē)速再次降到10Km/h時(shí)，駐車(chē)?yán)走_(dá)開(kāi)啟工作。時(shí)，駐車(chē)?yán)走_(dá)開(kāi)啟工作。雷達(dá)開(kāi)啟條件雷達(dá)開(kāi)啟條件2：系統(tǒng)檢測(cè)到倒車(chē)信號(hào)，駐車(chē)?yán)走_(dá)及倒車(chē)?yán)走_(dá)同時(shí)工作，此時(shí)不判：系統(tǒng)檢測(cè)到倒車(chē)信號(hào)，駐車(chē)?yán)走_(dá)及倒車(chē)?yán)走_(dá)同時(shí)工作，此時(shí)不判斷車(chē)速，倒車(chē)信號(hào)退出，倒車(chē)?yán)走_(dá)停止工作；斷車(chē)速，倒車(chē)信號(hào)退出，倒車(chē)?yán)走_(dá)停

7、止工作；報(bào)警和顯示：控制模塊探測(cè)到距離信號(hào)后，通過(guò)報(bào)警和顯示：控制模塊探測(cè)到距離信號(hào)后，通過(guò)CAN總線端口將數(shù)據(jù)傳輸給儀表和總線端口將數(shù)據(jù)傳輸給儀表和MP5，儀表根據(jù)接收到的信號(hào)控制蜂鳴器以不同頻率鳴叫，儀表根據(jù)接收到的信號(hào)控制蜂鳴器以不同頻率鳴叫，MP5顯示出倒車(chē)障礙物顯示出倒車(chē)障礙物的方位和距離，提示駕駛員平安倒車(chē)；的方位和距離，提示駕駛員平安倒車(chē)；系統(tǒng)配置：系統(tǒng)通過(guò)下線診斷確認(rèn)探頭配置數(shù)量。系統(tǒng)默認(rèn)配置系統(tǒng)配置：系統(tǒng)通過(guò)下線診斷確認(rèn)探頭配置數(shù)量。系統(tǒng)默認(rèn)配置4探頭。探頭。工作電壓范圍內(nèi)系統(tǒng)靈敏度穩(wěn)定工作電壓范圍內(nèi)系統(tǒng)靈敏度穩(wěn)定 在系統(tǒng)的工作電壓范圍在系統(tǒng)的工作電壓范圍9V16V內(nèi)，各傳感

8、器的接收靈敏度需要保持根本不變。內(nèi)，各傳感器的接收靈敏度需要保持根本不變。不能因?yàn)殡妷荷叨痨`敏度增加或降低，也不可以因?yàn)殡妷航档投痨`敏度不能因?yàn)殡妷荷叨痨`敏度增加或降低，也不可以因?yàn)殡妷航档投痨`敏度增加或降低。增加或降低。故障檢測(cè)故障檢測(cè) 系統(tǒng)在通電啟動(dòng)時(shí)要有初始檢查功能，檢查完成后通過(guò)總線將數(shù)據(jù)傳遞給儀表，系統(tǒng)在通電啟動(dòng)時(shí)要有初始檢查功能，檢查完成后通過(guò)總線將數(shù)據(jù)傳遞給儀表，由儀表顯示故障提示。由儀表顯示故障提示。防誤作動(dòng)要求防誤作動(dòng)要求 倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)遇到以下障礙物，不能發(fā)生誤作動(dòng)報(bào)警或者不報(bào)警。倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)遇到以下障礙物，不能發(fā)生誤作動(dòng)報(bào)警或者不報(bào)警。 鐵絲、繩索、網(wǎng)墻

9、等細(xì)的物體； 在凹凸的道路、草叢中行駛或停車(chē)時(shí)； 裝有并使用高頻輸出的無(wú)線電或天線時(shí)； 像巖石等低矮的物體； 松軟的雪、棉、海綿等容易吸收超聲波的物體； 其它車(chē)的喇叭聲、摩托車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲音、發(fā)出氣體的制動(dòng)聲等物體接近的時(shí)候； 傳感器上沾有雪或者泥等，覆蓋了傳感器時(shí)； 傳感器上濺有水滴等結(jié)冰在上面時(shí)； 在果凍狀的雪中或雨中行駛時(shí)； 有金屬撞擊音干擾時(shí)； 在同頻環(huán)境中；50cm1.標(biāo)準(zhǔn)障礙物定義標(biāo)準(zhǔn)障礙物定義 滾地測(cè)試：標(biāo)準(zhǔn)障礙物為直徑30mm、長(zhǎng)1m的PVC管，測(cè)試用10cm10cm的單元格為根本測(cè)試單元。系統(tǒng)探測(cè)要求系統(tǒng)探測(cè)要求 水平測(cè)試：標(biāo)準(zhǔn)障礙物為直徑75mm、長(zhǎng)1m的PVC管；50cm5

10、0cm木質(zhì)平板。 圖4：障礙物定義圖5：障礙物定義 RLM、RRMRL、RRFR、FL探測(cè)距離（75mmPVC）100cm100cm60cm系統(tǒng)探測(cè)范圍系統(tǒng)探測(cè)范圍2、水平探測(cè)范圍、水平探測(cè)范圍圖 5 系統(tǒng)前方探測(cè)范圍圖 6 系統(tǒng)前方探測(cè)范圍3、垂直方向探測(cè)要求、垂直方向探測(cè)要求以30mmPVC 管滾地不報(bào)警。倒車(chē)?yán)走_(dá)整車(chē)水平方向測(cè)試采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格圖此局部和以上兩個(gè)局部，他們之外的局部不能有探測(cè)覆蓋點(diǎn)；L表示最遠(yuǎn)探測(cè)報(bào)警距離；W 表示為車(chē)體寬度。注：此探測(cè)性能要求可依兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)探頭的布置情況，根據(jù)不同機(jī)種的安裝條件，探頭覆蓋區(qū)域由產(chǎn)品工程師確認(rèn)。此局部和以上兩個(gè)局部，他們之外的局部不能有探

11、測(cè)覆蓋點(diǎn)；5.電控模塊介紹電控模塊介紹圖 1 倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)框圖倒擋信號(hào)-雷達(dá)系統(tǒng)上電復(fù)位單片機(jī)一串40khz矩形脈沖電壓模擬開(kāi)關(guān)加到超聲波發(fā)射器與回波接受電路驅(qū)動(dòng)放大發(fā)出超聲波-單片機(jī)計(jì)時(shí)1遇障礙反射波-接受傳感器-放大整形負(fù)電壓?jiǎn)纹瑱C(jī)中斷申請(qǐng)相應(yīng)中斷停止計(jì)時(shí)計(jì)算T ，S=(CT)22未遇障礙物-定時(shí)中斷選擇下一路（后左路、后左中路、后右中路、后右路）最小距離通過(guò)LED顯示最小距離小于設(shè)定蜂鳴器駐車(chē)?yán)走_(dá)配置端口電路為低輸入電路，二極管D1是為了防止車(chē)上大電流信號(hào)由開(kāi)關(guān)進(jìn)入，從而燒壞內(nèi)部系統(tǒng)，選取R25,R26是為了滿足的輸入腳需要的電壓，電容C22為濾波電容，濾除干擾脈沖，以確保CPU穩(wěn)定工作

12、，當(dāng)外界端口接地時(shí)，CPU檢測(cè)到低電平信號(hào)，當(dāng)外界端口處于懸空狀態(tài)時(shí)，CPU檢測(cè)到高電平信號(hào)。硬件局部硬件局部倒車(chē)信號(hào)模塊超聲波發(fā)射與回波接收電路的主要作用是提高驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器的脈沖電壓幅值，有效地進(jìn)行電聲轉(zhuǎn)換，增大超聲波的發(fā)射距離，并通過(guò)收發(fā)一體的超聲波傳感器將返回的超聲波轉(zhuǎn)變成微弱的電信號(hào)。超聲波發(fā)射與回波接收電路如圖2所示 驅(qū)動(dòng)電壓峰一峰值要求60150 V。CD4052是雙路四選一模擬開(kāi)關(guān)，單片機(jī)的P34和P35端口輸出選通信號(hào)，單片機(jī)的P33端口輸出一串40 kHz的脈沖電壓，通過(guò)CD4052的X路加到選通的開(kāi)關(guān)三極管Q1基極，經(jīng)脈沖變壓器T1升壓至100 VP-P左右，驅(qū)動(dòng)超聲波

13、傳感器EFR40RS發(fā)射超聲波。發(fā)射時(shí)的脈沖電壓幅值大小直接影響測(cè)距的遠(yuǎn)近，應(yīng)采用超聲波專(zhuān)用的脈沖變壓器。反射回的超聲波經(jīng)原收發(fā)一體封閉型超聲波傳感器變成毫伏級(jí)的一串脈沖電信號(hào)。由于回波電信號(hào)的幅值小，VD3和VD4二極管截止，該信號(hào)不會(huì)通過(guò)T1變壓器副邊線圈形成短路。VD1和VD2二極管也截止，所以回波電信號(hào)經(jīng)R1和C1，通過(guò)CD4052的Y路送到超聲波電信號(hào)放大與整形電路。R1和VD1，VD2組成雙向限幅電路，防止發(fā)射時(shí)的大信號(hào)造成超聲波放大與整形電路阻塞，甚至損壞電路。 超聲波電信號(hào)放大電路采用集成電路CX20216A構(gòu)成。CX20216A是日本索尼公司生產(chǎn)的紅外遙控信號(hào)接收集成電路。通

14、過(guò)外部所接電阻，將其內(nèi)部帶通濾波電路的中心頻率f0設(shè)置為40 kHz，就可以接收放大超聲波電信號(hào)，并整形輸出負(fù)脈沖電壓。超聲波測(cè)距應(yīng)用電路圖如圖3所示。1腳是超聲波電信號(hào)輸入端，2腳與地之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，是內(nèi)部前置放大電路負(fù)反響網(wǎng)絡(luò)的組成局部。電阻R5的數(shù)值確定前置放大電路的增益。R5電阻值減小，負(fù)反響減弱，放大倍數(shù)增大；反之，那么放大倍數(shù)減小。3腳與地之間連接檢波電容C3，適當(dāng)改變電容C3的大小，可以改變超聲波電信號(hào)放大和整形電路的靈敏度和抗干擾能力。C3電容量大，靈敏度低，抗干擾能力強(qiáng)；C3容量小，靈敏度高，抗干擾能力弱，易造成誤動(dòng)作。5腳與電源間接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置內(nèi)部帶通濾波電路

15、的中心頻率f0。當(dāng)R6=200 k時(shí)，f0=40 kHz。6腳與地之間接一個(gè)積分電容，標(biāo)準(zhǔn)值為330 pF。如果該電容值取得太大，會(huì)使探測(cè)距離變短。7腳是電路集電極開(kāi)路輸出端，R7是該引腳的上拉電阻。集成電路CX20216A無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，7腳輸出高電平，當(dāng)輸入的超聲波電信號(hào)經(jīng)放大、整形后，7腳輸出一個(gè)負(fù)脈沖電壓。主程序主程序本系統(tǒng)有四路測(cè)距通道，采用分時(shí)工作，按后左一后左中一后右中一后右順序循環(huán)測(cè)距。每一路發(fā)射超聲波后的等待外部中斷時(shí)間應(yīng)大于超聲波在最大有效探測(cè)距離內(nèi)往返時(shí)間。所以按最大有效探測(cè)距離可以估算出最短的循環(huán)間隔時(shí)間。因?yàn)槌暡ㄔ诳諝庵袀鞑ツ芰繒?huì)不斷衰減，所以超聲波測(cè)距存在最大有效探

16、測(cè)距離。這最大有效探測(cè)距離與多種因數(shù)有關(guān)：與超聲波傳感器性能的好壞、與驅(qū)動(dòng)超聲波傳感器的脈沖電壓幅值(功率)的大小、障礙物大小和形狀、障礙物吸波特性以及反射波與入射波之間的夾角、與超聲波放大和整形電路的靈敏度等有關(guān)。設(shè)定最大有效探測(cè)距離為8 m(收發(fā)一體封閉型超聲波傳感器比較難到達(dá)，實(shí)際上也沒(méi)有必要探測(cè)很遠(yuǎn)的障礙物，只是設(shè)計(jì)留有裕量。由于顯示位數(shù)有限，也必須對(duì)最大探測(cè)距離做限制)，那么循環(huán)工作的間隔時(shí)間Tm=2SC=28346 ms，加上防止接收超聲波傳感器余振的延時(shí)和程序執(zhí)行時(shí)間，留足裕量，設(shè)定Tm56 ms。2 T0中斷效勞程序中斷效勞程序T0中斷效勞程序流程圖如圖中斷效勞程序流程圖如圖6

17、所示。每隔所示。每隔56 ms分別按后左分別按后左后左中后左中后右中后右中后右順序選通下一路超聲波發(fā)射與回波接收電路，調(diào)用超聲波發(fā)生子程序，后右順序選通下一路超聲波發(fā)射與回波接收電路，調(diào)用超聲波發(fā)生子程序，送出送出10 kHz的超聲波脈沖電壓，定時(shí)器的超聲波脈沖電壓，定時(shí)器T1開(kāi)始計(jì)時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，定時(shí)器T0開(kāi)始定時(shí)開(kāi)始定時(shí)56 ms，使每路工作使每路工作56 ms為了防止接收到超聲波傳感器余振的直射波產(chǎn)生的中斷申請(qǐng)，延時(shí)28 ms后，才允許外部中斷0中斷，等待接收返回的超聲波信號(hào)。所以，最小探測(cè)距離(盲區(qū))Smin=Ct2=3460002 82048 m。四路探測(cè)處理完畢，將四路中最小值

18、送入顯示緩沖區(qū)。假設(shè)在四路探測(cè)中有些路在有效探測(cè)范圍內(nèi)發(fā)射的超聲波未遇障礙物，無(wú)返回波，外部中斷0不產(chǎn)生中斷申請(qǐng)信號(hào)，或者是進(jìn)入探測(cè)盲區(qū)，外部中斷0產(chǎn)生的中斷申請(qǐng)不被受理，那么定時(shí)器T1計(jì)時(shí)到定時(shí)器T0產(chǎn)生中斷，3 外部中斷外部中斷0效勞程序效勞程序 外部中斷O效勞程序流程圖如圖7所示。單片機(jī)一旦接收到返回超聲波信號(hào)(即INT0引腳由高電平跳變?yōu)榈碗娖?，立即進(jìn)入外部中斷0效勞程序。首先停止定時(shí)器T1計(jì)時(shí)，禁止外部中斷0中斷。然后將定時(shí)器T1中的數(shù)N，也即將超聲波往返所用的時(shí)間N(單位：s)，按式S=CT2=(346 x N10-6)2=173N10 000計(jì)算，即得被測(cè)物的距離(單位：cm)，對(duì)于沒(méi)有配置前探頭的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)，一般是使用倒車(chē)檔給系統(tǒng)供電，并激活系統(tǒng)。對(duì)于配置了前探頭的倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)，系統(tǒng)的激活方式如下： 倒車(chē)?yán)走_(dá)模塊由點(diǎn)火開(kāi)關(guān)信號(hào)IGN 供電。 當(dāng)?shù)管?chē)檔接通時(shí)后探頭、前探頭均開(kāi)始工作。 沒(méi)有接通倒車(chē)檔時(shí)，當(dāng)車(chē)速較低那么啟動(dòng)前探頭。需要提供車(chē)速的信號(hào)給雷達(dá)模塊。系統(tǒng)激活工作時(shí)序圖探頭的工作時(shí)序示意圖如下：探頭的工作過(guò)程描述如下：發(fā)射超聲波之前，先對(duì)探頭進(jìn)行充電，使探頭內(nèi)部的電路獲得能量；T1時(shí)刻充電結(jié)束；充電結(jié)束后，發(fā)射20個(gè)40KHz的超聲波，占空比50；T2T3時(shí)間段為探頭的余震時(shí)