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2025-09-30
汽车倒车辅助系统原理解析
【摘要】：驾驶者倒车时,只要将汽车的变速器挡推到R挡,倒车雷达系统随即投入工作状态。图6.38倒车雷达工作原理框图超声波传感器汽车用的倒车雷达传感器为压电晶体超声波传感器。图6.40测定距离的时间警报提示当在倒车雷达系统作用范围内检测到有障碍物时,警报器会向驾驶员发出清晰的警报声,随着离障碍物的距离越来越近,警报声的频率逐渐增加,直到离障碍物的距离为30～40 cm时,警报声将长鸣不止,如图6.41所示。
驾驶者倒车时,只要将汽车的变速器挡推到R挡,倒车雷达系统随即投入工作状态。这时安装在车辆后保险杠上的超声波传感器就会向汽车后面发射超声波,当发射的超声波遇到障碍物时,会有反射波产生,这些反射波被超声波传感器接收后,雷达控制器就会利用发射波与反射波计算出障碍物与超声波传感器之间的距离,再由显示器显示距离并发出警示信号,从而使驾驶者倒车时做到心中有“数”,不至于撞上障碍物。整个过程,驾驶者无须回头便可知车后的情况,从而使倒车和停车更容易、更安全,如图6.38所示。
图6.38 倒车雷达工作原理框图
（1）超声波传感器
汽车用的倒车雷达传感器为压电晶体超声波传感器。超声波传感器实际上是利用压电晶体的振荡来工作的。超声波传感器内部结构,如图6.39所示,它有两个压电晶片的一个共振盘,当它的两电极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片就会产生共振,并带动共振盘振动,而产生超声波。反之,如果两电极没有外加电压,当共振盘收到超声波时,就会压迫压电晶体片振动,将机械能转换为电信号,这时它就成了超声波接收器。因此,超声波传感器既可作发射器,也能作接收器。
图6.39 压电晶体超声波传感器
（2）测定距离(https://www.chuimin.cn)
众所周知,超声波在空气中的传播速度为340 m/s。因此,只要能够测定由超声波传感器发射的超声波碰到障碍物时反射而返回的时间,就可以测定到障碍物的距离。
超声波测距的原理就是利用超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物立即返回,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。雷达控制器根据计时器记录的时间t,就可以计算出由发射点距障碍物的距离L,即L=340t/2,如图6.40所示。
图6.40 测定距离的时间
（3）警报提示
当在倒车雷达系统作用范围内检测到有障碍物时,警报器会向驾驶员发出清晰的警报声,随着离障碍物的距离越来越近,警报声的频率逐渐增加,直到离障碍物的距离为30～40 cm时,警报声将长鸣不止,如图6.41所示。
图6.41 警报示意图
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