倒車?yán)走_(dá)培訓(xùn)課件

1、倒車?yán)走_(dá)培訓(xùn)課件倒車?yán)走_(dá)培訓(xùn)課件倒車?yán)走_(dá)的概念1倒車?yán)走_(dá)的結(jié)構(gòu)2倒車?yán)走_(dá)的工作原理34倒車?yán)走_(dá)電控部分介紹5倒車?yán)走_(dá)的性能要求 倒車?yán)走_(dá)是一種安裝在汽車前、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)駕駛汽車前進(jìn)或倒退在狹窄的車位泊車時(shí)，通過聲音和提示可知車后是否有不明障礙物距離及遠(yuǎn)近，從而輔助駕駛員安全，輕松地倒車，避免碰撞。1. 倒車?yán)走_(dá)（倒車?yán)走_(dá)（Parking Distance Control ）2. 倒車?yán)走_(dá)的結(jié)構(gòu)倒車?yán)走_(dá)的結(jié)構(gòu) 倒車?yán)走_(dá)由超聲波傳感器（俗稱探頭）、控制器和顯示器（或蜂鳴器）等部分組成。（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

2、，分別管前后左右。探頭以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)從后窗難以看見的障礙物，并報(bào)警，如花壇、蹲在車后玩耍的小孩等。安裝在汽車后保險(xiǎn)安裝在汽車后保險(xiǎn)杠上杠上前前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)20XX/10/9 星期三嵌入式安裝2. 顯示器 倒車?yán)走_(dá)的顯示器裝在后視鏡上，它不停地提醒司機(jī)車距后面物體還有多少距離，到危險(xiǎn)距離時(shí)，蜂鳴器就開始鳴叫，讓司機(jī)停車。 擋位桿掛入倒擋時(shí)，倒車?yán)走_(dá)自動(dòng)開始工作，測(cè)距范圍達(dá)15米左右，故在停車時(shí)，對(duì)司機(jī)很實(shí)用。 （1）超聲波 超聲波是指超過人的聽覺范圍以上（20kHz以上）的聲波，它具有頻率較高

3、，沿直線傳播，方向性好，繞射小，穿透力強(qiáng)，傳播速度慢（約340m/s)等特點(diǎn)。當(dāng)其在陽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?yán)走_(dá)原理介紹倒車?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）

4、，接收器內(nèi)CPU根據(jù)發(fā)射與接收波之間的時(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?yán)走_(dá)基本原理倒車?yán)走_(dá)基本原理倒車?yán)走_(dá)基本特性4、技術(shù)要求A、倒車?yán)走_(dá)控制單元工作電流：200 mA（Max)額定電壓：12V工作電壓：9V16V工作溫度：-3080儲(chǔ)存溫度：-40854.1倒車倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)的性能要求（技術(shù)協(xié)議）雷達(dá)系統(tǒng)的性能要求（技術(shù)協(xié)議）B、倒車?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：58KHz1.5KHz（例）最遠(yuǎn)探測(cè)距離：1.5m(50

5、cm50cm木質(zhì)平板)1m（75mmPVC管）探測(cè)角度：水平8010，垂直345（例）C、倒車?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 功能功能說明說明上電與通訊上電與通訊：系統(tǒng)通過IGN電源供電，通過CAN總線取得倒車信號(hào)及車速信號(hào)做為系統(tǒng)檢測(cè)信號(hào)；系統(tǒng)自檢系統(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CAN總線發(fā)送給儀表和MP5。自檢后若系統(tǒng)故障則CAN總線持續(xù)發(fā)送故障數(shù)據(jù)2s；若自檢系統(tǒng)合格則CAN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。雷達(dá)開啟條件雷達(dá)開啟條件1：檔位為空擋或前進(jìn)檔，車速小于15Km/h時(shí)，駐車?yán)走_(dá)工作，車

6、速大于15Km/h，駐車?yán)走_(dá)停止工作，當(dāng)車速再次降到10Km/h時(shí)，駐車?yán)走_(dá)開啟工作。雷達(dá)開啟條件雷達(dá)開啟條件2：系統(tǒng)檢測(cè)到倒車信號(hào)，駐車?yán)走_(dá)及倒車?yán)走_(dá)同時(shí)工作，此時(shí)不判斷車速，倒車信號(hào)退出，倒車?yán)走_(dá)停止工作；報(bào)警和顯示報(bào)警和顯示：控制模塊探測(cè)到距離信號(hào)后，通過CAN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，MP5顯示出倒車障礙物的方位和距離，提示駕駛員安全倒車；系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置：系統(tǒng)通過下線診斷確認(rèn)探頭配置數(shù)量。系統(tǒng)默認(rèn)配置4探頭。4.3工作電壓工作電壓范圍內(nèi)系統(tǒng)靈敏度穩(wěn)定范圍內(nèi)系統(tǒng)靈敏度穩(wěn)定 在系統(tǒng)的工作電壓范圍9V16V內(nèi)，各傳感器的接收靈敏度需要保

7、持基本不變。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`敏度增加或降低。4.4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，檢查完成后通過總線將數(shù)據(jù)傳遞給儀表，由儀表顯示故障提示。4.5防防誤作動(dòng)要求誤作動(dòng)要求 倒車?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)墻等細(xì)的物體；在凹凸的道路、草叢中行駛或停車時(shí)；裝有并使用高頻輸出的無線電或天線時(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；其它車的喇叭聲、摩托車的發(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)

8、；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1m的PVC管，測(cè)試用10cm10cm的單元格為基本測(cè)試單元。4.6系統(tǒng)系統(tǒng)探測(cè)要求探測(cè)要求 水平測(cè)試：標(biāo)準(zhǔn)障礙物為直徑75mm、長1m的PVC管；50cm50cm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）100cm100cm60cm4.6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)后方探測(cè)范圍圖 6 系統(tǒng)前方探測(cè)范圍3、垂直方向探測(cè)垂直方向探測(cè)要求要求以30mmPVC

9、 管滾地不報(bào)警。倒車?yán)走_(dá)整車水平方向測(cè)試采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格圖此部分和以上兩個(gè)部分，他們之外的部分不能有探測(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)。此部分和以上兩個(gè)部分，他們之外的部分不能有探測(cè)覆蓋點(diǎn)；5.電控模塊介紹電控模塊介紹圖 1 倒車?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

10、-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LED顯示最小距離小于設(shè)定蜂鳴器駐車?yán)走_(dá)配置端口電路為低輸入電路，二極管D1是為了避免車上大電流信號(hào)由開關(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，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)。5.1硬件部分硬件部分倒車信號(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

11、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CD4052的X路加到選通的開關(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T1變壓器副邊線圈形成短路。VD1和VD2二極管

12、也截止，所以回波電信號(hào)經(jīng)R1和C1，通過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，避免發(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CX20XX6A構(gòu)成。CX20XX6A是日本索尼公司生產(chǎn)的紅外遙控信號(hào)接收集成電路。通過外部所接電阻，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)反饋網(wǎng)絡(luò)的組成部分。電阻R5的數(shù)值確定前置放大電路的增益。R5

13、電阻值減小，負(fù)反饋減弱，放大倍數(shù)增大；反之，則放大倍數(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腳是電路集電極開路輸出端，R7是該引腳的上拉電阻。集成電路CX20XX6A無信號(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

14、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達(dá)到，實(shí)際上也

15、沒有必要探測(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)，則循環(huán)工作的間隔時(shí)間Tm=2SC=28346 ms，加上避免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中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序T0中斷服務(wù)程序流程圖如圖6所示。每隔56 ms分別按后左后左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，送出10 kHz的超聲波脈沖電壓，定時(shí)器T1開始計(jì)時(shí)，定時(shí)器T0開始定時(shí)56 ms，使每路工作56 ms為了避免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，將四路中最小值送入顯示緩沖區(qū)。若在四路探測(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，則定時(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服務(wù)程序服務(wù)程序 外部中斷O服務(wù)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服務(wù)程序。首先停止定時(shí)器