高精度超声倒车雷达的设计

高精度超声倒车雷达的设计

高精度超声倒车雷达的设计
为解决超声倒车雷达指向性不足和存在探测盲区的缺点，设计使用步进电动机驱动小
波束角超声传感器做扇形扫描探测的办法。设计中使用步距角为7．2°的步进电动机驱动
波束角为5°的超声传感器在每一个步进角度上进行测距。结合测距的角度和测得的距离
就可得到准确的障碍物位置信息。并且，由于传感器的有效探测角度大于电机的步进角
度，所以每一次测距的探测范围会相互交叠，消除了探测盲区的存在。实验证明，使用
步进电机驱动超声传感器进行探测，其准确度为传统倒车雷达的6倍以上。

　　倒车雷达，又称为泊车辅助系统，是车辆泊车时的安全辅助装置。倒车雷达系统能
够在泊车时以声音、指示图形或视频影像等方式向驾驶员反映车辆后方的环境状况，解
除视觉死角中的潜在威胁，提高车辆停泊的安全性。目前倒车雷达的应用十分广泛，绝
大多数车辆都已经将倒车雷达作为必不可少的标准配件。

　　目前的倒车雷达系统大多采用超声波测距原理：通过超声波测距装置测取车辆后方
的障碍物距离，以此为依据来判断泊车环境。超声波测距具有能量消耗缓慢、传播距离
远的优点，且不易受光线、烟雾、电磁等干扰的影响，可以在各类天气下使用；并且利
用超声波测距原理简单、易于实现，成本低廉、可靠性也好，因而广泛应用于各类倒车
雷达中。但是由于超声波测距系统自身的原因，以往的倒车雷达只能够模糊地判断障碍
物的大致位置，并不能准确地指示泊车的环境状况，而且总会存在一定的探测盲区。因
此，设计无盲区的高精度倒车雷达具有较高的应用价值。

　　1 超声波测距的特性

　　1．1 超声波测距的原理

　　超声波测距，是依靠超声传感器向外发射超声波，然后接收超声波遇到障碍物后反
射回来的回波，依据发射和接收的时间间隔t以及声波的传播速度v，来计算传感器和障
碍物之间的距离S。即
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　　式(1)中v为声波传播