超声波传感器在汽车上的应用

超声波传感器在汽车上的应用
    看看超声波传感器在汽车上的应用。

图6-49表示防止误启动（测距）；图6-50表示自动泊车；图6-51表示30cm短距离检测；图6-52表示10cm短距离检测；图6-53表示混响振动监控；图6-54表示相位反转；图6-55表示通过主动阻尼技术提高短距离检测性能；图6-56表示长距离检测演示；图6-57表示检测异常故障演示。

 

图6-49.防止误启动（测距）

 

图6-50.自动泊车

 

图6-51.30cm短距离检测

 

图6-52.10cm短距离检测

 

图6-53.混响振动监控

 

图6-54.相位反转

 

图6-55.通过主动阻尼技术提高短距离检测性能

 

图6-56.长距离检测演示

 

图6-57.检测异常故障演示

6.5.4.汽车PAS应用

超声波传感器是最早的辅助驾驶应用。汽车的停车辅助系统（PAS）使用超声波传感器测量车辆与障碍物（例如墙壁）的距离，并将接近程度通知驾驶员，如图图6-58所示。

 

图6-58.使用超声波传感器测量车辆与障碍物（例如墙壁）的距离

PAS系统工作原理大致分为以下三步：

1） 发射脉冲信号，超声波从障碍物反射，根据到接收到反射波为止的时间测量距离。

2） 发射脉冲信号时，将发送时钟脉冲，并使用时钟测量时间。

3）反射时间(s) x 音速（340m/s）=到障碍物的距离（往返）

图6-59表示停车辅助系统（PAS）工作原理。

 

图6-59.停车辅助系统（PAS）工作原理

PAS应用所需的特性，不仅是要能够即时检测到后方的墙壁等大面积的障碍，还需要判断缘石的影响；另外，车载超声波传感器要尽量以一个装置去覆盖最大的面积，以减少装置数量；
    最后，PAS系统还需要能够检测到极端靠近的距离，这对所使用的超声波传感器的方向性能提出更高要求，即垂直方向上较窄，在水平方向上较宽，而响应时间更短。图6-60表示超声要检测最大区域的障碍物。

图6-60.超声要检测最大区域的障碍物

6.5.5.汽车ADAS应用

超声波传感器在距离车辆几米范围内发挥监测作用，早已用于自动停车系统，包括低速自动驾驶。图6-61表示自动驾驶中的超声波各种性能。

 

图6-61.自动驾驶中的超声波各种性能

进入高端自动驾驶时代，为了提高安全性，汽车行业对超声波传感器的要求也越来越高，不仅需要提高产品本身的可靠性，扩大检测范围（特别是汽车周围近离），而且，为了快速检测汽车周围情况，还需要通过Coding技术实现多个超声波探头同时检测周围环境。
    为了应对市场需求，实现超声波传感器优异的耐久性，稳定的近距离检测，村田近年来从产品的构造，制程开始进行改善。目标是，单个超声波探头的近距离检测，从目前的25cm缩短到10cm以下。图6-62表示超声波传感器路线图。

 

图6-62.超声波传感器路线图

如图6-63所示，在实现10cm以下的检测上使用了主动阻尼技术，大大提高短距离检测能力。

图6-63.在实现10cm以下的检测上使用了主动阻尼技术

主动阻尼技术提高短距离检测能力

通过抑制超声波发射后的余震时间，可以检测到10cm以下距离处反射回来的回波信号。

图6-64.主动阻尼技术提高短距离检测能力