汽车防撞控制系统

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。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，该系统将发出防追尾警告。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。任务一汽车防撞控制系统概述汽车防碰撞控制系统如图3-1所示。(1)环境监测功能。(2)防碰撞判断功能。(3)车辆控制功能。一、汽车防碰撞控制系统主要功能(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。二、测定汽车行驶安全距离的主要方法三、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。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：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。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。二、激光测距防撞控制系统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。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。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。三、雷达测距防撞控制系统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。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±0.5m；(2)微波发射频率24.125GHz。3.汽车防撞雷达主要功能(1)测速测距；(2)对前方100m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。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。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。四、倒车雷达传感器外形如图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离。2.倒车防碰撞系统的工作原理倒车防碰撞系统一般采用超声波测距原理，在控制单元的控制下，由传感器(图3-7)发射超声波信号，超声波遇到障碍物时，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制单元进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出其他警示信号，使驾驶员得到及时警示。3.倒车防碰撞系统的工作过程当挂上倒挡时，超声波倒车防碰撞系统即开始工作，发出“啷嘟”的声音，表明该系统状态良好。当车与障碍物相距1.6m时，可听见间断报警信号。离障碍物越近，声音越急促。如距离小于0.2m，则连续发出报警声。报警范围如图3-8所示。1.简述超声波倒车防碰撞系统的工作过程。2.简述超声波倒车防碰撞系统的工作原理。思考与练习