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【駕駛寶典】倒車雷達的工作原理和問題解析!

文章出處:互聯網人氣:發表時間:2018-10-11 10:00字體: [ ]

倒車雷達全稱叫“倒車防撞雷達”,也叫“泊車輔助裝置”,或稱“倒車電腦警示系統”。該裝置能夠判斷障礙物的距離,并提示車輛周圍障礙物的情況,以提高倒車時的安全性。

一、工作原理

倒車雷達是汽車泊車安全輔助裝置,由超聲波傳感器(俗稱探頭)、控制器和顯示器、報警器(喇叭或蜂鳴器)等部分組成,如圖1所示。超聲波傳感器是整個倒車系統最核心的部件,其作用是發出與接收超聲波,其結構如圖2所示。目前,常用探頭的工作頻率有40kHz, 48kHz和58kHz三種。一般來說,頻率越高,靈敏度越高,但水平與垂直方向的探測角度就越小,故一般采用40kHz的探頭。

倒車雷達采用超聲波測距原理。當車輛掛進倒車擋倒車時,倒車雷達自動進人工作狀態,在控制器的控制下,由安裝在車尾保險杠上的探頭發送超聲波,遇到障礙物產生回波信號,傳感器接收到回波信號后,經控制器進行數據處理,從而計算出車體與障礙物之間的距離,判斷出障礙物的位置。

倒車雷達的電路組成框圖如圖3所示,MCU(MicroprocessorControlUint )通過預定的程序設計,控制相應電子模擬開關驅動發射電路,使超聲波傳感器工作。超聲波回波信號通過專用的接收、濾波、放大電路進行處理后,由MCU的10口對其進行檢測。當接收完全部傳感器的信號后,由系統通過特定的算法得出最近的距離,并驅動蜂鳴器或顯示電路工作,來提醒駕駛者最近的障礙物距離及方位。

倒車雷達系統主要作用是協助停車,退出倒擋或當相對移動速度超過某一車速時(一般為5km/h)系統將會停止工作。

【提示】

超聲波是指超過人的聽覺范圍(20kHz以上)的聲波,具有頻率較高,沿直線傳播,方向性好,繞射小,穿透力強,傳播速度慢(約340m/s)等特點。超聲波在不透明的固體內傳播,可穿透幾十米的深度。超聲波遇到雜質或分界面時,會產生反射波,利用這一特性可構成探深或測距,由此可制成測距系統。

1、探測角度(或檢知角度)

由于探頭只能接收一定角度范圍的超聲波,故將這一角度范圍稱為探測角度(或檢知角度)。探測角度有水平方向和垂直方向之分,如圖4、5所示。常用倒車雷達的探測角度為水平方向90℃~120℃,垂直方向60℃~80℃ 。

2、探測覆蓋范圍

通常來說,探頭的數量越多,倒車雷達的探測覆蓋范圍就越廣,即探測盲區就越小。現在市面上的倒車雷達有2探頭、3探頭、4探頭、6探頭及8探頭。2~4探頭的倒車雷達一般安裝在汽車的后保險桿上,6-8探頭的倒車雷達一般采用“前2后4”或“前4后4”,安裝,如圖6所示。

3、探測靈敏度

倒車雷達探測靈敏度除取決于探頭自身的結構與材質外,還取決于反射回波的強度,而反射回波的強度又與超聲波的傳播特性有關,主要表現為以下特點:

a、由于超聲波在空氣中傳輸存在衰減,所以同一個反射面,同樣的角度,距離越遠,反射的超聲波衰減越大,越不易被探測到。

b、障礙物反射面的面積(正對傳感器)越大,反射波越強,探測距離越遠;若障礙物反射面較小,或粗糙面方向感不顯著,或反射面雖大但偏離傳感器方向,尤其是表面為光滑平面的物體,傳感器接收到的反射波很少甚至沒有,這樣盡管距離較近也可能探測不到。

c、處于傳感器中心線上的障礙物其反射波最強,探測距離最遠,反之較近。

d、障礙物會吸收掉一部分超聲波,反射回去的只是其中一部分。吸收多少或反射多少與障礙物的材質和表面有關,一般來說,疏松、多孔的物體,表面較易吸收超聲波,其反射效率較低,不易被探測到。相反,若障礙物的材質越硬,反射波越強。

e、環境溫度、空氣濕度、氣壓等因素都會影響反射回波強度,空氣濕度越大則信號越強。總之,大雨、大雪或過冷、過熱、過濕天氣,都有可能會影響探測效果。

根據以上特點可知,障礙物為銳角反射面的錐形物體,或有多角度反射面(弧面)的物體,或位置較低的水管,鐵絲網、繩索之類的過于細小的物體,或棉質或表面易吸收超聲波的物體,或低于地表的溝渠等障礙物不易被探測到。

另外,由于一般使用的超聲波頻率為40kHz,如果附近有相近頻率的其他干擾源,則易出現誤報或反應遲鈍現象。常見的干擾源有:噴漆、制冷劑灌裝設備,氣動工具,大功率連續沖擊設備,大功率強排風電扇等。

二、常見故障分析與檢修

故障現象1:在倒車狀態下倒車雷達不自檢、不探測,即蜂鳴器無任何聲音輸出。

分析檢修:此故障表明倒車雷達系統不能進人工作狀態,先檢查蜂鳴器是否正常,再檢查電源線、接收器和各傳感器的連線是否正確,接觸是否良好。如果上述檢查均正常,則表明主機損壞。

故障現象2:倒車狀態下自檢正常,但是車后無障礙物蜂鳴器依然鳴叫。

分析檢修:先確認車后保險杠附近有無障礙物,再檢查傳感器安裝是否正確,尤其是檢查傳感器固定卡是否將傳感器壓得太緊。若上述檢查均正常,則說明某只傳感器有故障,可斷開相應連線進行判斷。

故障現象3:系統自檢不正常。

分析檢修:先檢查主機、傳感器與車身線束連接是否正常,電源供電是否正常,再檢查各個傳感器安裝是否正常,最后更換主機。

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