Design av bil antikollisjonssystem ved bruk av ultralydsavstandstransduser

Med den kontinuerlige utviklingen av bilteknologi, spesielt utviklingen av autonom kjøreteknologi, vil mer og mer avstandsdeteksjonsutstyr fortsette å dukke opp. For tiden er det fire hovedmetoder som brukes i bilavstandsmåling: millimeterbølgeradaravstandsmodus; kamera system spenner modus; laser rangering modus; ultralyd avstandsmodus. Millimeterbølgeradaren har problemet med elektromagnetisk interferens, og kamerasystemet er dyrt for å gjøre det vanskelig å popularisere i biler. Laseravstandsbestemmelse har fordelene med kort måletid, stor rekkevidde, høy nøyaktighet, etc., tilpasser seg behovene til biler fra lav hastighet til høy hastighet, og unngår fenomenet med avstandsunøyaktighet forårsaket av lav avstandshastighet når bilen kjører i høy hastighet. Ultralydavstandsmålingssensor er enkel i prinsippet, den er praktisk å produsere og relativt lav kostnad, men den er bare egnet for avstandsmåling på kort avstand og lav hastighet, så den brukes på avstandsmåling når bilen rygger. Sikkerhetsalarmsystemet som kombinerer laseravstandsmåling og ultralydavstandsmåling foreslått i denne artikkelen er designet for å hjelpe sjåføren med å oppdage og vise avstanden mellom kjøretøyet og omkringliggende hindringer i en rekke kjøreforhold og flere retninger. Når hinderavstanden er mindre enn den innstilte avstanden, skal sjåføren på sikker avstand for å unngå en trafikkulykke forårsaket av førerens utidige reaksjon.

2. Plandesign av antikollisjonssystem

Nøkkelen til å realisere bilkollisjonsunngåelse ligger i bruken av avstandsmåling og kollisjonsunngåelsessystemer. Dette systemet er sammensatt av avstandsmodul, kontrollberegningsenhet, displayenhet, alarmenhet, utførelsesenhet osv. Avstandsmålemodulen til nøyaktig ultralydsvinger inkluderer en laseravstandsmålingsmodul som fungerer når bilen beveger seg fremover og en ultralydavstandsmålingsmodul som fungerer når bilen rygger. De to er henholdsvis koblet til kontrollenheten gjennom sine respektive kommunikasjonskretser, som kan overvåke hindringene rundt bilen under en rekke arbeidsforhold som forover og bakover av bilen, og overføre avstanden mellom bilen og hindringen til kontrollenheten. Styreenheten er tilkoblet gjennom utførelsesenhet, alarmenhet etc. utfører lyd- og lysalarm, aktiv bremsing og andre antikollisjonsfunksjoner.

3. Rangeringsprinsipp

Prinsippet for ultralydavstand er pulsrefleksjonstypen, som bruker refleksjonsegenskapene for å fungere.

Sender ultralydbølger i en bestemt retning gjennom ultralydsenderen, og start timing mens du sender. Ultralydbølgene forplanter seg i luften og returnerer umiddelbart når de møter hindringer på veien. Ultralydmottakeren stopper timingen umiddelbart etter å ha mottatt de reflekterte bølgene. Utbredelseshastigheten til ultralydbølger i luften er C, og tidsforskjellen t mellom sending og mottak av ekkoet måles i henhold til timeren, og avstanden S mellom overføringspunktet og hindringen kan beregnes, nemlig: S=Ct/2.

Prinsippet om laseravstand er forskjellig fra prinsippet om sensor for ultralydsvinger . Den bruker trianguleringsmetoden for avstandsmåling.

Senderen sender en puls fremover, og ekkoet som reflekteres tilbake etter å ha møtt en hindring mottas av mottakeren, og ekkobildet konvergeres på sensoren gjennom linsen for å danne et bildepunkt. Når objektet som er opplyst av laseren beveger seg, beveger bildepunktet seg også på sensoren. Under forutsetningen om at grunnlinjelengden er kjent og den relative posisjonen til lyskilden, sensoren og linsen bestemmes, kan det målte objektet bestemmes nøyaktig ved å måle posisjonen til bildepunktet på sensoren.

4. Systemmaskinvare og dens drift

Hoveddelen av kontroll- og beregningsenheten bruker STC89C52RC-enkeltbrikke-mikrodatamaskinen, som er en lavspent, høyytelses COMOS8-mikroprosessor med 8K byte flash-programmerbart og flyttbart skrivebeskyttet minne produsert av STC.

Med en smart 8-bits CPU og programmerbar Flash i systemet, kan den gi svært fleksible og ultraeffektive løsninger for mange innebygde kontrollapplikasjonssystemer. Summeren og LED-lyset danner en alarmenhet, som kan gi en hørbar og visuell alarm i tide.

I tillegg bruker dette systemet SRF020M01A laseravstandssensor. Ultralydsensoren er designet med en høyytelses dedikert brikke, med høy nøyaktighet og god stabilitet. Kommandoen for enkelt områdefinning er 'a/A', og de returnerte dataene pakkes og sendes i en ramme. ultralydsensorer er ofte brukt på markedet.

Når bilen kjører fremover, er hastigheten høy, og alle systemene bortsett fra ultralydmodulen begynner å fungere. Kontrollenheten (mikrokontrolleren) sender en avstandskommando ('a/A') til laseravstandsmodulen gjennom RS232 seriell kommunikasjonskrets for å kontrollere laseravstandsmodulen til å sende ut lyspulser fremover, og modulen mottar laseren reflektert tilbake fra hindringer Analyser og beregn avstanden mellom bilen og hindringen etter datapulsen i en enkelt mikrobrikke, og send til datamaskinen i en enkelt pakke. RS232 kommunikasjonskrets, den spesifikke verdien er 'ee+06+* * * *+cc', ee er rammeoverskriften, cc er På slutten av rammen representerer den tredje * det heksadesimale måleresultatet.

Etter at enbrikke-mikrodatamaskinen er konvertert til et desimalsystem, viser displaykretsen dynamisk hinderavstanden S, og samtidig vurderes det at hvis S er mindre enn den innstilte terskelen K, vil det røde LED-lyset på alarmenheten fortsette å blinke, og summeren vil fortsette å alarmere for å minne om kjøring. Personellet skal ta antikollisjonstiltak i tide. Når sjåføren fortsatt ikke klarer å iverksette effektive tiltak etter en viss tidsperiode, gjør enkeltbrikke-mikrodatamaskinen utførelsesenheten nødbrems for aktivt å unngå kollisjonen.

Når bilen rygger, er hastigheten lav, og ultralydmodulsensoren erstatter laseravstandsmodulen. Under kontroll av høynivåsignalet med IO-porten til enkeltbrikkemikrodatamaskinen større enn 10US, sender den automatisk 40KHZ firkantbølger bakover.

Etter at ultralydbølgen kommer tilbake, måler enbrikke-mikrodatamaskinen ultralydtiden for tur-retur fra varigheten på høynivået til INT0-pinnen, og oppnår avstanden mellom bilen og hindringen gjennom konvertering. Etterpå brukes hver enhet av systemet for å oppnå samme antikollisjonsarbeid som laseravstandsmåling.

5. Design av systemprogramvare

Den viser utformingen av programvaren for ultralydavstandsmåling. Etter at systemet er startet, sender ultralydmodulsensoren ut ultralydbølger bakover, og starter timeren mens den mottar ultralydbølgene. Hindringsavstanden S beregnes ut fra måletiden T, og displayenheten viser dynamisk den kontinuerlig skiftende avstanden S. Hvis avstanden S er mindre enn den innstilte terskelen, vil systemet gi en hørbar og visuell alarm, LED-lysene vil fortsette å blinke, og summeren vil fortsette å pipe for å minne sjåføren på å ta rettidige tiltak for å unngå kollisjoner. Hvis avstanden S fortsatt er mindre enn den innstilte terskelen etter en forsinkelse på 1 sekund, indikerer det at sjåføren ikke har utført noen effektiv operasjon. Derfor styrer systemet bilen for å bremse nødstilfelle og aktivt unngå kollisjonsforebygging. Det viser programvaredesignet for laseravstand. Etter at lasermodulen sender ut og mottar laserpulser, fullfører den interne kretsen til modulen samtidig beregningen av avstanden S. Hvis S er mindre enn terskelen, utløses en alarm.

6 Konklusjon

Systemet velger en kombinert avstandsmålemetode som kombinerer en laseravstandssensor og en ultralydsvinger for avstandsmåling . Avstandsmålemetoden til en enkelt sensor er sterkt begrenset av bruksforholdene til sensoren, og det er vanskelig å møte den komplekse kjøretilstanden og det foranderlige ytre miljøet til bilen, så fordelene med dette systemet er åpenbare. I en rekke kjøretilstander som forover, bakover, lav hastighet, høy hastighet, etc., kan systemet effektivt overvåke og distanse hindringer i omgivelsene til bilen, slik at bilen aktivt kan forhindre kollisjoner og forhindre trafikkulykker. Forskningsutsikter.