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Visualizzazioni: 0 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2020-11-03 Origine: Sito
Con il continuo progresso della tecnologia automobilistica, in particolare lo sviluppo della tecnologia di guida autonoma, continueranno ad apparire sempre più apparecchiature di rilevamento della distanza. Attualmente, ci sono quattro metodi principali utilizzati nel rilevamento della distanza automobilistica: modalità radar a onde millimetriche; modalità di misurazione del sistema di telecamere; modalità di misurazione laser; modalità di rilevamento ad ultrasuoni. Il radar a onde millimetriche presenta il problema delle interferenze elettromagnetiche e il sistema di telecamere è costoso per renderne difficile la diffusione nelle automobili. La misurazione laser presenta i vantaggi di un tempo di misurazione breve, un'ampia portata, un'elevata precisione, ecc., adattandosi alle esigenze di misurazione delle auto da bassa a alta velocità, evitando il fenomeno dell'imprecisione della misurazione causata dalla velocità lenta quando l'auto guida ad alta velocità. Il sensore di misurazione della distanza a ultrasuoni è semplice in linea di principio, è conveniente da produrre e relativamente economico, ma è adatto solo per la misurazione della distanza a breve distanza e a bassa velocità, quindi viene applicato alla misurazione della distanza quando l'auto è in retromarcia. Il sistema di allarme di sicurezza che combina la misurazione della distanza laser e la misurazione della distanza a ultrasuoni proposto in questo documento è progettato per aiutare il conducente a rilevare e visualizzare la distanza tra il veicolo e gli ostacoli circostanti in una varietà di condizioni di guida e in molteplici direzioni. Quando la distanza dell'ostacolo è inferiore alla distanza impostata, il conducente si mantiene a distanza di sicurezza per evitare un incidente stradale causato dalla risposta prematura del conducente.
2. Progettazione dello schema del sistema anticollisione
La chiave per realizzare la prevenzione delle collisioni automobilistiche risiede nell’applicazione di sistemi di misurazione della distanza e di prevenzione delle collisioni. Questo sistema è composto da modulo di misurazione, unità di calcolo del controllo, unità di visualizzazione, unità di allarme, unità di esecuzione, ecc. Il modulo di misurazione della distanza di il trasduttore ultrasonico accurato include un modulo di misurazione della distanza laser che funziona quando l'auto si muove in avanti e un modulo di misurazione della distanza ad ultrasuoni che funziona quando l'auto sta facendo retromarcia. I due sono rispettivamente collegati all'unità di controllo attraverso i rispettivi circuiti di comunicazione, che possono monitorare gli ostacoli attorno all'auto in una varietà di condizioni di lavoro come avanti e indietro dell'auto, e trasmettere la distanza tra l'auto e l'ostacolo all'unità di controllo. L'unità di controllo è collegata tramite l'unità di esecuzione, l'unità di allarme, ecc. che esegue allarmi acustici e luminosi, frenata attiva e altre funzioni anticollisione.
3. Principio di intervallo
Il principio della misurazione degli ultrasuoni è il tipo a riflessione di impulsi, che utilizza le sue caratteristiche di riflessione per funzionare.
Trasmissione di onde ultrasoniche in una determinata direzione attraverso il trasmettitore a ultrasuoni e avvio del cronometraggio durante la trasmissione. Le onde ultrasoniche si propagano nell'aria e ritornano immediatamente quando si incontrano ostacoli sul percorso. Il ricevitore a ultrasuoni interrompe il cronometraggio immediatamente dopo aver ricevuto le onde riflesse. La velocità di propagazione delle onde ultrasoniche nell'aria è C, e la differenza di tempo t tra la trasmissione e la ricezione dell'eco viene misurata secondo il timer, e si può calcolare la distanza S tra il punto di trasmissione e l'ostacolo, cioè: S=Ct/2.
Il principio della portata laser è diverso dal principio di sensore trasduttore ad ultrasuoni . Utilizza il metodo della triangolazione per la misurazione.
Il trasmettitore invia un impulso in avanti e l'eco riflesso dopo aver incontrato un ostacolo viene ricevuto dal ricevitore e l'immagine dell'eco viene fatta convergere sul sensore attraverso l'obiettivo per formare un punto immagine. Quando l'oggetto illuminato dal laser si muove, sul sensore si sposta anche il punto dell'immagine. Partendo dal presupposto che la lunghezza della linea di base è nota e che è determinata la posizione relativa della sorgente luminosa, del sensore e dell'obiettivo, l'oggetto misurato può essere determinato con precisione misurando la posizione del punto dell'immagine sul sensore.
4. Hardware del sistema e suo funzionamento
Il corpo principale dell'unità di controllo e calcolo adotta il microcomputer a chip singolo STC89C52RC, che è un microprocessore COMOS8 a bassa tensione e ad alte prestazioni con memoria flash programmabile e rimovibile di sola lettura da 8K byte prodotto da STC.
Con una CPU intelligente a 8 bit e una Flash programmabile nel sistema, può fornire soluzioni altamente flessibili e ultra efficaci per molti sistemi applicativi di controllo integrati. Il cicalino e la luce led formano un'unità di allarme, in grado di emettere tempestivamente un allarme acustico e visivo.
Inoltre, questo sistema utilizza il sensore di distanza laser SRF020M01A. Il sensore a ultrasuoni è progettato con un chip dedicato ad alte prestazioni, con elevata precisione e buona stabilità. Il comando di input per la ricerca dell'intervallo singolo è 'a/A' e i dati restituiti vengono compressi e inviati in un frame. i sensori a ultrasuoni sono comunemente usati sul mercato.
Quando l'auto avanza, la velocità è elevata e tutti i sistemi, tranne il modulo a ultrasuoni, iniziano a funzionare. L'unità di controllo (microcontrollore) invia un comando di rilevamento del raggio ('a/A') al modulo di rilevamento del raggio laser attraverso il circuito di comunicazione seriale RS232 per controllare il modulo di rilevamento del raggio laser per emettere impulsi luminosi in avanti e il modulo riceve il laser riflesso dagli ostacoli Analizza e calcola la distanza tra l'auto e l'ostacolo dopo l'impulso e invia i dati al microcomputer a chip singolo in un pacchetto di numeri esadecimali attraverso il circuito di comunicazione RS232, il valore specifico è 'ee+06+* * * *+cc', ee è l'intestazione del frame, cc è Alla fine del frame, il terzo * rappresenta il risultato della misurazione esadecimale.
Dopo che il microcomputer a chip singolo è stato convertito in un sistema decimale, il circuito di visualizzazione visualizza dinamicamente la distanza dell'ostacolo S e, allo stesso tempo, si ritiene che se S è inferiore alla soglia impostata K, la luce LED rossa dell'unità di allarme continuerà a lampeggiare e il cicalino continuerà a suonare per ricordare alla guida. Il personale dovrà adottare misure anticollisione tempestive. Quando il conducente non riesce ancora ad adottare misure efficaci dopo un certo periodo di tempo, il microcomputer a chip singolo effettua un freno di emergenza dell'unità di esecuzione per evitare attivamente la collisione.
Quando l'auto fa retromarcia, la velocità è bassa e il sensore del modulo a ultrasuoni sostituisce il modulo di rilevamento laser. Sotto il controllo del segnale di alto livello con la porta IO del microcomputer a chip singolo maggiore di 10US, trasmette automaticamente onde quadre da 40KHZ all'indietro.
Dopo il ritorno dell'onda ultrasonica, il microcomputer a chip singolo misura il tempo di andata e ritorno degli ultrasuoni dalla durata di alto livello del pin INT0 e ottiene la distanza tra l'auto e l'ostacolo attraverso la conversione. Successivamente, ciascuna unità del sistema viene utilizzata per ottenere lo stesso lavoro anticollisione del raggio laser.
5. Progettazione del software di sistema
Mostra il design del software di misurazione della distanza ad ultrasuoni. Dopo l'avvio del sistema, il sensore del modulo a ultrasuoni emette onde ultrasoniche all'indietro e avvia il timer mentre riceve le onde ultrasoniche. La distanza dell'ostacolo S viene calcolata dal tempo di misurazione T e l'unità display visualizza dinamicamente la distanza S che cambia continuamente. Se la distanza S è inferiore alla soglia impostata, il sistema emetterà un allarme acustico e visivo, le luci a LED continueranno a lampeggiare e il cicalino continuerà a suonare per ricordare al conducente di adottare misure tempestive per evitare collisioni. Se dopo un ritardo di 1 secondo la distanza S risulta ancora inferiore alla soglia impostata, significa che il conducente non ha eseguito alcuna operazione efficace. Pertanto, il sistema controlla l'auto per frenare l'emergenza ed evitare attivamente la prevenzione delle collisioni. Mostra la progettazione del software di rilevamento del raggio laser. Dopo che il modulo laser ha emesso e ricevuto impulsi laser, il circuito interno del modulo completa contemporaneamente il calcolo della distanza S. Se S è inferiore alla soglia, viene emesso un allarme.
6 Conclusione
Il sistema seleziona un metodo di misurazione della distanza combinato che combina un sensore di portata laser e un trasduttore ad ultrasuoni per la misurazione della distanza . Il metodo di misurazione della distanza di un singolo sensore è fortemente limitato dalle condizioni di applicazione del sensore ed è difficile soddisfare il complesso stato di guida e l'ambiente esterno mutevole dell'auto, quindi i vantaggi di questo sistema sono evidenti. In una varietà di stati di guida come avanti, retromarcia, bassa velocità, alta velocità, ecc., il sistema può monitorare e distanziare efficacemente gli ostacoli nell'ambiente circostante l'auto, in modo che l'auto possa prevenire attivamente collisioni e prevenire incidenti stradali. Prospettive di ricerca.
