Auton törmäyksenestojärjestelmän suunnittelu ultraäänietäisyysanturia käyttämällä

Autotekniikan jatkuvan kehittymisen ja erityisesti autonomisen ajotekniikan kehityksen myötä yhä enemmän etäisyyden havaitsemislaitteita tulee näkyviin. Tällä hetkellä autojen mittauksessa käytetään neljää päämenetelmää: millimetriaaltotutkan etäisyystila; kamerajärjestelmän etäisyystila; laseretäisyystila; ultraäänietäisyystila. Millimetriaaltotutkassa on sähkömagneettisten häiriöiden ongelma, ja kamerajärjestelmä on kallis, jotta sen popularisoiminen autoissa on vaikeaa. Lasermittauksen etuna on lyhyt mittausaika, suuri kantama, korkea tarkkuus jne., joka mukautuu autojen etäisyystarpeisiin alhaisesta nopeudesta suureen nopeuteen, jolloin vältetään etäisyyden epätarkkuuden ilmiö, jonka aiheuttaa hidas etäisyysnopeus, kun auto ajetaan suurella nopeudella. Ultraäänietäisyysmittausanturi on periaatteessa yksinkertainen, se on kätevä valmistaa ja suhteellisen edullinen, mutta se soveltuu vain lyhyen matkan ja hitaan etäisyyden mittaukseen, joten sitä käytetään etäisyyden mittaamiseen auton peruutettaessa. Tässä asiakirjassa ehdotettu turvahälytysjärjestelmä, joka yhdistää laseretäisyysmittauksen ja ultraäänietäisyyden mittauksen, on suunniteltu auttamaan kuljettajaa havaitsemaan ja näyttämään etäisyyden ajoneuvon ja ympäröivien esteiden välillä erilaisissa ajo-olosuhteissa ja eri suuntiin. Kun esteetäisyys on pienempi kuin asetettu etäisyys, kuljettaja on turvallisella etäisyydellä välttääkseen kuljettajan ennenaikaisesta reagoinnista johtuvan liikenneonnettomuuden.

2. Törmäyksenestojärjestelmän kaavio

Avain autojen törmäysten välttämiseen on etäisyyden mittaus- ja törmäyksenestojärjestelmien soveltaminen. Tämä järjestelmä koostuu etäisyydenmittausmoduulista, ohjauslaskentayksiköstä, näyttöyksiköstä, hälytysyksiköstä, suoritusyksiköstä jne. tarkka ultraäänianturi sisältää laseretäisyydenmittausmoduulin, joka toimii auton liikkuessa eteenpäin ja ultraäänietäisyydenmittausmoduulin, joka toimii auton peruutettaessa. Nämä kaksi on kytketty ohjausyksikköön vastaavien viestintäpiiriensä kautta, jotka voivat valvoa auton ympärillä olevia esteitä erilaisissa työolosuhteissa, kuten auton eteen ja taakse, ja välittää auton ja esteen välisen etäisyyden ohjausyksikköön. Ohjausyksikkö on kytketty suoritusyksikön, hälytysyksikön jne. kautta suorittaen ääni- ja valohälytyksiä, aktiivista jarrutusta ja muita törmäyksenestotoimintoja.

3. Etäisyysperiaate

Ultraäänietäisyyden periaate on pulssiheijastustyyppi, joka käyttää heijastusominaisuuksiaan toimiessaan.

Ultraääniaaltojen lähettäminen tiettyyn suuntaan ultraäänilähettimen kautta ja ajoituksen aloittaminen lähetyksen aikana. Ultraääniaallot leviävät ilmassa ja palaavat välittömästi, kun ne kohtaavat matkalla esteitä. Ultraäänivastaanotin lopettaa ajoituksen heti heijastuneiden aaltojen vastaanottamisen jälkeen. Ultraääniaaltojen etenemisnopeus ilmassa on C, ja ajastimen mukaan mitataan aikaero t kaiun lähetyksen ja vastaanoton välillä ja voidaan laskea lähetyspisteen ja esteen välinen etäisyys S, nimittäin: S=Ct/2.

Laseretäisyyden periaate eroaa periaatteesta ultraäänianturi anturi . Se käyttää kolmiomittausmenetelmää etäisyyden määrittämiseen.

Lähetin lähettää pulssin eteenpäin, ja vastaanotin vastaanottaa esteen kohtaamisen jälkeen heijastuneen kaiun, ja kaikukuva konvergoi linssin läpi anturille kuvapisteen muodostamiseksi. Kun laserilla valaistu kohde liikkuu, myös kuvapiste liikkuu anturin päällä. Olettaen, että perusviivan pituus on tiedossa ja valonlähteen, anturin ja linssin suhteellinen sijainti on määritetty, mitattava kohde voidaan määrittää tarkasti mittaamalla kuvapisteen sijainti sensorilla.

4. Järjestelmän laitteisto ja sen toiminta

Ohjaus- ja laskentayksikön päärunko käyttää yksisiruista STC89C52RC-mikrotietokonetta, joka on matalajännitteinen, korkean suorituskyvyn COMOS8-mikroprosessori, jossa on 8K tavun flash-ohjelmoitava ja irrotettava STC:n tuottama vain lukumuisti.

Älykkään 8-bittisen CPU:n ja järjestelmän sisällä ohjelmoitavan Flashin ansiosta se voi tarjota erittäin joustavia ja erittäin tehokkaita ratkaisuja moniin sulautettuihin ohjaussovellusjärjestelmiin. Summeri ja led-valo muodostavat hälytysyksikön, joka voi antaa ääni- ja visuaalisen hälytyksen ajoissa.

Lisäksi tämä järjestelmä käyttää SRF020M01A laseretäisyysanturia. Ultraäänianturi on suunniteltu korkean suorituskyvyn omalla sirulla, jolla on suuri tarkkuus ja hyvä vakaus. Yksittäisen alueen etsinnän syöttökomento on 'a/A', ja palautetut tiedot pakataan ja lähetetään kehykseen. Ultraääniantureita käytetään yleisesti markkinoilla.

Kun auto liikkuu eteenpäin, nopeus on suuri ja kaikki järjestelmät ultraäänimoduulia lukuun ottamatta alkavat toimia. Ohjausyksikkö (mikro-ohjain) lähettää laseretäisyysmoduulille etäisyyskomennon ('a/A') RS232-sarjaliikennepiirin kautta laseretäisyysmoduulin ohjaamiseksi lähettämään valopulsseja eteenpäin, ja moduuli vastaanottaa esteistä takaisin heijastuneen laserin. Analysoi ja laske auton ja esteen välinen etäisyys pulssin jälkeen ja lähetä mikro-chip-data computer-numeron kautta. RS232-tiedonsiirtopiiri, erityinen arvo on 'ee+06+* * * *+cc', ee on kehyksen otsikko, cc on Kehyksen lopussa kolmas * edustaa heksadesimaalimittaustulosta.

Kun yksisiruinen mikrotietokone on muutettu desimaalijärjestelmäksi, näyttöpiiri näyttää dynaamisesti esteetäisyyden S, ja samalla katsotaan, että jos S on pienempi kuin asetettu kynnys K, hälytysyksikön punainen LED-valo jatkaa vilkkumista ja summeri jatkaa hälyttämistä muistuttamaan ajoa Henkilökunnan tulee ryhtyä ajoissa törmäyksenestotoimenpiteisiin. Kun kuljettaja ei vieläkään ryhdy tehokkaisiin toimenpiteisiin tietyn ajan kuluttua, yksisiruinen mikrotietokone jarruttaa suoritusyksikköä aktiivisesti välttääkseen törmäyksen.

Kun auto peruuttaa, nopeus on alhainen ja ultraäänimoduulin anturi korvaa laseretäisyysmoduulin. Korkean tason signaalin ohjauksessa, kun yksisiruisen mikrotietokoneen IO-portti on suurempi kuin 10 US, se lähettää automaattisesti 40 kHz:n neliöaaltoja taaksepäin.

Ultraääniaallon palattua yksisiruinen mikrotietokone mittaa ultraäänen edestakaisen matka-ajan INT0-nastan korkean tason kestosta ja saa muunnoksen avulla auton ja esteen välisen etäisyyden. Jälkeenpäin järjestelmän jokaisella yksiköllä saadaan aikaan sama törmäyksenestotyö kuin laseretäisyydellä.

5. Järjestelmäohjelmistojen suunnittelu

Se näyttää ultraäänietäisyysmittausohjelmiston suunnittelun. Kun järjestelmä on käynnistetty, ultraäänimoduulin anturi lähettää ultraääniaaltoja taaksepäin ja käynnistää ajastimen samalla kun se vastaanottaa ultraääniaaltoja. Esteetäisyys S lasketaan mittausajasta T, ja näyttöyksikkö näyttää dynaamisesti jatkuvasti muuttuvan etäisyyden S. Jos etäisyys S on pienempi kuin asetettu kynnys, järjestelmä antaa ääni- ja visuaalisen hälytyksen, LED-valot jatkavat vilkkumista ja summeri jatkaa piippausta muistuttamaan kuljettajaa ryhtymään ajoissa toimenpiteisiin törmäysten välttämiseksi. Jos etäisyys S on edelleen pienempi kuin asetettu kynnys 1 sekunnin viiveen jälkeen, se tarkoittaa, että kuljettaja ei ole suorittanut mitään tehokasta toimenpidettä. Siksi järjestelmä ohjaa autoa jarruttamaan hätätilanteessa ja välttämään aktiivisesti törmäyksiä. Se näyttää laseretäisyysohjelmiston suunnittelun. Kun lasermoduuli lähettää ja vastaanottaa laserpulsseja, moduulin sisäinen piiri suorittaa samanaikaisesti etäisyyden S laskennan. Jos S on pienempi kuin kynnys, annetaan hälytys.

6 Johtopäätös

Järjestelmä valitsee yhdistetyn etäisyyden mittausmenetelmän, jossa yhdistyvät laseretäisyysanturi ja anturi ultraäänianturi etäisyyden mittaamiseen . Yksittäisen anturin etäisyysmittausmenetelmää rajoittavat suuresti anturin käyttöolosuhteet, ja auton monimutkaiseen ajotilaan ja muuttuvaan ulkoiseen ympäristöön on vaikea vastata, joten tämän järjestelmän edut ovat ilmeiset. Erilaisissa ajotiloissa, kuten eteenpäin-, peruutus-, alhainen nopeus, suuri nopeus jne., järjestelmä voi tehokkaasti valvoa ja ottaa etäisyyttä auton ympäristössä oleviin esteisiin, jotta auto voi aktiivisesti estää törmäyksiä ja estää liikenneonnettomuuksia. Tutkimusnäkymät.