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雷达测距控制系统



下图为奔驰车距监控防撞系统,可以在车辆停车和倒 车时检测车辆前、后、侧面的障碍物距离,在靠近障 碍物时会发出声音警报。
图1.1 系统示意图
2 雷达测距控制系统的组成
DTR雷达控制模块 DTR雷达传感器(激光雷达、 毫米波雷达传感器) DTR电脑 可变巡航控制(CC)开关 DTR开关座(具有距离测量电位差计和警报信号消除开关) 信息联络(CAN)(用于仪板上的显示装置及警报信号 发布装置和各种控制机构的信息联络) 天线、发射/接受组件 中频信号处理装置 电源及报警显示
图2.1
原理图

装有避撞雷达的汽车上了高速公路以后,驾驶员启动车上的避撞雷达。 雷达选定好跟随的汽车以后,被跟随的汽车就成了后面汽车的“目标 车”,无论加速,减速,停车,启动,后面的汽车都会在瞬间之内知 晓,如果前面的汽车行驶一段时间之后,不再适合于自己的“目标 车”,驾驶员可以重新选择另一辆“目标车”。为频带宽度,T为扫频周期,调制信 号为三角波,c为光速,R和V分别为目标的相对距离和相对速度。在发 射信号的上升段和下降段,中频输出信号可以表示为:
若忽视汽车与目标间的相对速度,则两车的距离可以表示为: R=(1/2)c*△T 其中R为相对距离, c为光速, △T为从发射到接受的时间间隔.
5.报警系统:安装在驾驶室前部,精确显示前方障碍物的距离值, 面板上的数字键,可根据实际情况设定保京距离值,还有特殊输 出接口,当系统报警时,该接口会输出TTL电平,可用于自动刹车 开发
3.雷达测距的基本原理

工作原理:在车辆行驶中,雷达窄波束向前发射电磁波信号,当发射信号遇 到目标时,被反射回来被同一天线接收,经混频放大处理,可用其差拍信号 间来表示雷达与目标的距离,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,既可算出危险时间,当危险程度达到各种不同等级时,分别输出报 警信号或通过车辆控制电路去控制车速或刹车。当距离过近时,有些车型警 告喇叭会响起,以警告驾驶者注意前方障碍物已经接近车体,同时 DTR电脑 会通过车身电脑网络CAN-BAS与发动机ECU、变速器ECU及ESP(车辆稳定 行驶系统) 、ABS刹车系统ECU,通过限制发动机输出转速,调节刹车作用 力及变速箱挡位,控制定速巡航的车速。若前方无障碍物(100米为限)则警 告灯会熄灭,车子便会加速至预设的巡航速度

问题二一般所说的雷达为一次雷达,通过目标的二次散射功率来发现 目标。二次散
射功率取决于目标接收到的功率和目标的雷达截面积。由于雷达截面积与目标的材质(导 电性能)、几何形状、尺寸、雷达波束的照射方向以及载波频率等诸多因素有关,不确定 性太大,要求雷达接收机有很大的动态范围。而且,二次散射功率向全空间辐射,返回 雷达接收天线的功率只占很小一部分,回波功率太弱会降低雷达作用距离。
雷达测距系统的组成框图
1.收发天线可安装于车辆保险杠内,向车前方发出发射信号,并接收反射信 号 2.射频收发前端是雷达系统的核心部件,负责信号调制.,射频信号的发射接 收及接收信号解调 3.信息处理模块自动分析,计算出与前方车辆间的距离和相对速度,并且防 止转弯时错误测量临近车道车辆的情况发生
4.汽车控制装置: 即控制汽车的自动操作系统,达到自动 减速慢速行车,或紧急刹车。通过限制发动机输出转速,调节刹 车作用力及变速箱挡位,控制定速巡航的车速

改进策略:采用双机应答式测距

甲机所完成的功能与一次雷达相同,向目标车辆发射信号、接收信号,然后计算车 距。乙机位于目标车辆的尾部,其接收甲机发射来的频率为F1的信号,经放大,变 换到频率F2后再回发给甲机,对信号进行透明转发。(甲机发射频率即为乙机接收 频率,甲机接收频率即为乙机发射频率,
存在的问题
问题一:由于采用单脉冲雷达,只能测量距离,角度,不能判定被测物的
类别和性质,并且随着路面的变化和车辆的运动。导致目标失踪。 改进对策:采用双脉冲雷达,利用激光反射的相干性,使用激光全息摄像技 术,对被测物进行全息摄像,经CPU模拟处理,辨别确定被测物的类别和性 质,
已扩束的激光1 全息传感器2 全息传感器1
汽车防撞系统流程图
测距公式:
R=(1/2)c*△T 其中R为两车的相对距离, c为光速, △T为从发射激光束到 接受激光的时间间隔.
图3.3 脉冲雷达测距原理图

信号的瞬时频率随时间线性变换,当前方有单目 标回波时,发射信号和反射信号将进行混频,混 频后得到的信号中含有目标的相对距离和相对速 度的信息。
雷达测距控制技术
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概述 雷达测距的组成元件 雷达测距的工作原理 雷达测距的性能指标 几种常见的测距雷达 雷达测距的发展趋势
1 概 述
安全性是汽车最基本也是最重要的性能,对乘员的安全保护是汽车发展所追 求的永恒主题。随着电子技术的发展,许多智能化技术被广泛应用到汽车安全 装置上。 汽车安全装置分为主动安全装置和被动安全装置。 主动安全装置是指为避免交通事故的发生而主动采取的有效配备, 如车轮的防抱死制动系统ABS、 电脑控制行驶平稳系统ESP、 加速防滑控制系统ASR、 电脑控制循迹控制系统ETS; 被动安全装置则是指事故发生时保护乘员安全的装备系统, 如安全带自动拉紧装置、防撞安全气囊、车门内置防撞横梁、车身防撞 能量局部吸收等安全装置。 雷达测距防撞控制系统(Distronic,简称DTR)属于汽车主动安全装置, 是当前国际汽车安全领域研究的热点之一。

汽车防碰撞技术首先需要解决的问题是汽车之间的安 全距离。汽车与汽车之间的距离小于安全距离,就应该 能够自动报警,并采取制动措施。 目前,测定汽车之间安全距离的方法有三种:超声波测 距、毫米波雷达测距和激光测距, 防撞雷达系统装配在车辆的前方、侧方或者后方,完 成前视防撞(防追尾碰撞)、侧视防撞(防更换车道时两车 相撞)和后视防撞(防倒车时与车后阻碍物相撞)等侧重点 各异的功能。 主要功能:防撞预警,辅助停车,盲点探测等, 为完成上述功能所应达到的技术要求是系统应具有测距、 测速、测角的功能。
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