Design des Auto-Kollision-Systems mit Ultraschall-Fernstufe

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Automobiltechnologie, insbesondere der Entwicklung autonomer Fahrtechnologie, werden immer mehr Distanzerkennungsgeräte auftreten. Gegenwärtig gibt es vier Hauptmethoden im Bereich Automobile: Millimeter -Wellenradar -Rangierungsmodus; Kamerasystem -Kabinenmodus; Laser -Rangierungsmodus; Ultraschalllaufmodus. Das Millimeter -Wellenradar hat das Problem der elektromagnetischen Störung, und das Kamerasystem ist teuer, um es schwierig zu machen, in Automobilen populär zu machen. Die Laser -Reichweite hat die Vorteile der kurzen Messzeit, der großen Reichweite, der hohen Genauigkeit usw., die sich an die Rangnutzungsbedürfnisse von Autos von niedriger Geschwindigkeit bis hohe Geschwindigkeit anpasst, wodurch das Phänomen der Fernstufe nicht durch langsame Ranggeschwindigkeit beim Fahren des Fahrzeugs vermieden wird, wenn das Auto fährt schnelle Geschwindigkeit. Der Ultraschall-Abstandsmesssensor ist grundsätzlich einfach, es ist bequem, die Herstellung und relativ kostengünstig zu machen, aber nur für die Messung von Kurzstrecken und niedriger Geschwindigkeit geeignet. Daher wird er bei der Umkehrung des Autos auf die Entfernungsmessung angewendet. Das Sicherheitsalarmsystem, das die Messung der Laserentfernung und die in diesem Papier vorgeschlagene Ultraschallabstandsmessung kombiniert, soll dem Fahrer helfen, den Abstand zwischen dem Fahrzeug und den umgebenden Hindernissen unter verschiedenen Fahrbedingungen und mehreren Richtungen zu erkennen und anzuzeigen. Wenn die Hindernisentfernung geringer ist als die festgelegte Entfernung in sicherer Entfernung, um einen Verkehrsunfall zu vermeiden, der durch die vorzeitige Reaktion des Fahrers verursacht wird.

2. Schema-Design des Anti-Kollisionssystems

Der Schlüssel zur Verwirklichung der Kollisionskollisions -Vermeidung von Automobilen liegt in der Anwendung von Abstandsmess- und Kollisionsvermeidungssystemen. Dieses System setztGenauer UltraschallwandlerEnthält ein Laserentfernungsmessmodul, das funktioniert, wenn sich das Auto vorwärts bewegt, und ein Ultraschall -Abstandsmessmodul, das beim Umkehr des Autos funktioniert. Die beiden sind jeweils durch ihre jeweiligen Kommunikationsschaltungen mit der Kontrolleinheit verbunden, die die Hindernisse rund um das Auto in einer Vielzahl von Arbeitsbedingungen wie Vorwärts und Rückwärts des Autos überwachen und den Abstand zwischen dem Auto und dem Hindernis an das übertragen können Steuergerät. Die Steuereinheit wird über die Ausführungseinheit, Alarmeinheit usw. angeschlossen. Durchführen von Schall- und Lichtalarmen, aktivem Bremsen und anderen Anti-Kollisionsfunktionen.

3. Ranggrundprinzip

Das Prinzip des Ultraschallbereichs ist der Impulsreflexionstyp, der seine Reflexionseigenschaften verwendet, um zu funktionieren.

Übertragen Sie Ultraschallwellen in eine bestimmte Richtung über den Ultraschallsender und beginnen Sie das Timing beim Senden. Die Ultraschallwellen verbreiten sich in der Luft aus und kehren sofort zurück, wenn auf dem Weg Hindernisse auftreten. Der Ultraschallempfänger stoppt das Timing unmittelbar nach Erhalt der reflektierten Wellen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallwellen in der Luft ist C, und der Zeitunterschied t zwischen der Übertragung und dem Empfang des Echos wird gemäß dem Timer gemessen, und der Abstand S zwischen dem Übertragungspunkt und dem Hindernis kann berechnet werden, nämlich: = CT/2.

Das Prinzip des Laserbereichs unterscheidet sich vom Prinzip vonUltraschall -Wandlersensor. Es verwendet die Triangulationsmethode zum Laufenden.

Der Sender sendet einen Impuls nach vorne, und das Echo reflektiert nach dem Begegnung mit einem Hindernis vom Empfänger, und das Echo -Bild wird auf dem Sensor über die Linse konvergiert, um einen Bildpunkt zu bilden. Wenn sich das vom Laser beleuchtete Objekt bewegt, bewegt sich auch der Bildpunkt auf dem Sensor. Unter der Prämisse, dass die Grundlinienlänge bekannt ist und die relative Position der Lichtquelle, des Sensors und der Linse bestimmt wird, kann das gemessene Objekt durch Messung der Position des Bildpunkts am Sensor genau bestimmt werden.

4. Systemhardware und der Betrieb

Der Hauptkörper der Kontroll- und Berechnungseinheit übernimmt den STC89C52RC-Single-Chip-Mikrocomputer, ein niedriger Spannungs-COMOS8-Mikroprozessor mit hohem Performance-Microprozessor mit 8K-Bytes Blitz programmierbar und abnehmbar von STC produziert.

Mit einem intelligenten 8-Bit-CPU- und im System programmierbaren Blitz können hochflexible und ultra wirksame Lösungen für viele eingebettete Steuerungsanwendungssysteme liefern. Der Summer und das LED -Licht bilden eine Alarmeinheit, die rechtzeitig einen hörbaren und visuellen Alarm ergeben kann.

Darüber hinaus verwendet dieses System SRF020M01A -Laser -Entfernungssensor. Der Ultraschallsensor ist mit einem Hochleistungs-dedizierten Chip mit hoher Genauigkeit und guter Stabilität ausgelegt. Der Eingangsbefehl für den einzelnen Bereichsfund lautet \"a/a \", und die zurückgegebenen Daten werden verpackt und in einem Rahmen gesendet. Ultraschallsensoren werden häufig auf dem Markt eingesetzt.

Wenn sich das Auto vorwärts bewegt, ist die Geschwindigkeit hoch, und alle Systeme mit Ausnahme des Ultraschallmoduls beginnen zu funktionieren. Die Steuereinheit (Mikrocontroller) sendet einen Rangierungsbefehl (\"a/a \") an das Laser -Ranging -Modul über den seriellen Kommunikationsschaltungsschaltungsschaltungskreis von RS232, um das Laser -Rangierungsmodul zum Ausgeben von Lichtimpulsen nach vorne zu steuern, und das Modul empfängt den Laser -Reflektiermittel zurück. Aus den Hindernissen analysieren und berechnen Sie den Abstand zwischen dem Auto und dem Hindernis nach dem Impul * *+cc \", ee ist der Frame -Header, CC befindet sich am Ende des Rahmens, das dritte * repräsentiert das hexadezimale Messergebnis.

Nachdem der Single-Chip-Mikrocomputer in ein Dezimalsystem umgewandelt wurde, zeigt die Anzeigekreis den Hindernisabstand s dynamisch und gleichzeitig wird beurteilt, dass das rote LED-Licht des Alarm Die Einheit blinkt weiter und der Summer wird weiterhin beunruhigt, um das Fahren des Personals zu erinnern, die zeitnah gegen Kollisionsmaßnahmen ergreifen müssen. Wenn der Treiber nach einem bestimmten Zeitraum immer noch keine wirksamen Maßnahmen ergriffen, macht der Einzelchip-Mikrocomputer die Notfallbremse der Ausführungseinheit, um die Kollision aktiv zu vermeiden.

Wenn sich das Auto umkehrt, ist die Geschwindigkeit niedrig und der Ultraschallmodulsensor ersetzt das Laser -Rangierungsmodul. Unter der Steuerung des hochrangigen Signals mit dem IO-Anschluss des Single-Chip-Mikrocomputers über 10 us überträgt es automatisch 40 kHz Quadratwellen nach hinten.

Nach der Rückkehr der Ultraschallwelle misst der Single-Chip-Mikrocomputer die Ultraschall-Roundreisezeit aus der hohen Pegeldauer des INT0-Pin und erhält den Abstand zwischen dem Auto und dem Hindernis durch Umwandlung. Anschließend wird jede Einheit des Systems verwendet, um die gleiche Anti-Kollisions-Arbeit wie Laser zu erreichen.

5. Systemsoftwaredesign

Es zeigt das Design der Ultraschall -Distanzmesssoftware. Nach dem Start des Systems emittiert der Ultraschallmodulsensor Ultraschallwellen rückwärts und startet den Timer, während sie die Ultraschallwellen erhalten. Die Hindernisentfernung S wird aus der Messzeit t berechnet, und die Anzeigeeinheit zeigt dynamisch den kontinuierlich ändern Das Blinken und der Summer piepend, um den Fahrer daran zu erinnern, rechtzeitige Maßnahmen zu ergreifen, um Kollisionen zu vermeiden. Wenn der Abstand S nach einer Verzögerung von 1 Sekunde immer noch geringer ist als der festgelegte Schwellenwert, zeigt dies an, dass der Treiber keinen wirksamen Betrieb durchgeführt hat. Daher kontrolliert das System das Auto, um den Notfall zu bremsen und die Kollisionsprävention aktiv zu vermeiden. Es zeigt das Laser -Bereich -Softwaredesign. Nachdem das Lasermodul Laserimpulse emittiert und empfangen wird, führt der interne Schaltkreis des Moduls gleichzeitig die Berechnung der Entfernung S. ab. Wenn s geringer ist als der Schwellenwert, wird ein Alarm ausgegeben.

6 Schlussfolgerung

Das System wählt eine kombinierte Entfernungsmessmethode aus, die einen Laser -Sensor und einen kombiniertUltraschallwandler für die Entfernungsmessung. Die Entfernungsmessmethode eines einzelnen Sensors ist durch die Anwendungsbedingungen des Sensors stark eingeschränkt, und es ist schwierig, den komplexen Fahrzustand und die veränderbare externe Umgebung des Autos zu decken, sodass die Vorteile dieses Systems offensichtlich sind. In einer Vielzahl von Antriebszuständen wie Vorwärts, Rückwärts, niedriger Geschwindigkeit, hoher Geschwindigkeit usw. kann das System Hindernisse in der Umgebung des Autos effektiv überwachen und distanzieren, sodass das Auto aktiv Kollisionen verhindern und Verkehrsunfälle verhindern kann. Forschungsaussichten.