项目三：认识与应用超声波雷达

认识超声波雷达智能汽车传感器应用技术一、课程导入上个世纪八十年代，托尼·海斯博士在进行超声波盲人引导设备的研发工作时，偶然将超声波技术剥离出来，应用于汽车倒车辅助。并向英国捷豹高管推荐了这项发明，而英国捷豹高管对此发明并不感兴趣。而如今，超声波雷达已经成为常见的汽车部件之一，支撑起到倒车辅助、自动泊车等驾驶辅助功能，未来还将为完全自动驾驶“出力”。自动泊车课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结思考讨论题（2分钟）一、课程导入你知道超声波雷达布置在汽车的哪个位置吗？汽车上的超声波雷达课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结二、超声波声波的频率界限图超声波2.1超声波定义超声波是人耳不能听到的一种的声波，声波可分为次声波、可闻波和超声波。超声波的频率大于20kHz。对外界光线和电磁场不敏感，声波强度不受雨雪天气等恶劣环境的影响。课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结二、超声波2.2超声波的特性课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结三、超声波雷达概念及工作原理超声波雷达3.1超声波雷达的概念超声波雷达（UltrasonicRadar）是通过发射、接收40kHz、48kHz或58kHz频率的超声波，根据时间差测算出障碍物距离的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示器告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员驻车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷。课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结三、超声波雷达概念及工作原理超声波雷达工作原理框图3.2超声波雷达工作原理超声波雷达由控制器控制脉冲调制电路产生一定频率的脉冲，脉冲调制电路驱动超声波雷达向一个方向发射超声波，在发射的同时计数器开始计数，超声波在空中传播遇到障碍物时撞击障碍物表面时反射回来。接收电路接收到超声波信号后将其转换成电信号并送至控制器进行数据处理。根据公式L=vt/2计算检测距离。根据公式L=vt/2计算检测距离V：空气中的超声波传播速度T：发射到接收所需传播时间课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结四、超声波雷达系统的组成控制器超声波雷达系统一般由超声波雷达、控制器和显示部分组成。显示部分超声波传感器课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结四、超声波雷达系统的组成超声波雷达4.1超声波传感器超声波雷达（简称探头）是发射以及接收超声波信号的装置，通过超声波雷达可以测量距离和探测位置。超声波雷达一般分为两大类，一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结四、超声波雷达系统的组成超声波雷达结构4.1超声波传感器超声波雷达主要由PCBA、接插件、下盖、胶圈、上盖和探芯组成。课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结四、超声波雷达系统的组成4.2控制器

控制器是控制脉冲调制电路产生一定频率的脉冲，将接受电路送来的信号换算成距离值后，再与显示器或其他设备通讯的装置。控制器课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结四、超声波雷达系统的组成4.3显示部分显示部分（显示器或蜂鸣器）是接收主机传输的距离数据或报警信息，并根据设定的距离值提供不同级别的距离提示和报警信息的设备。超声波雷达显示器课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结五、超声波雷达的类型5.1按照传感器种类分类超声波雷达按照传感器分类可分为等方性传感器超声波雷达和异方性传感器超声波雷达。等方性传感器超声波雷达的水平视场角与垂直视场角相同，而异方性传感器超声波雷达的水平视场角与垂直视场角不同。课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结五、超声波雷达的类型5.2按照技术路线分类按技术路线分类，超声波雷达可以分为模拟式、四线式数位、二线式数位和三线式主动数位。目前市场上使用较多的是“模拟式”技术路线。而在智能化的推动下，抗干扰性强的“数位式”雷达会更受欢迎。但由于工艺水平的限制，现阶段大多采取四线式的路线。课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结五、超声波雷达的类型5.3按照探测区域大小分类超声雷达在智能网联汽车主要应用于探测距离和范围，根据探测区域的大小，常见的分为短距超声波雷达（UPA）和长距超声波雷达（APA）两大类。1、短距超声波雷达检测范围约为15cm～250cm，安装在车辆前后保险杠上，用于测量车辆前后障碍物的距离，一般前后保险杠各装配4个。短距超声波雷达探测范围课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结五、超声波雷达的类型5.3按照探测区域大小分类2、长距超声波雷达检测范围为30cm～500cm，覆盖范围较广，方向性强，传播性能优于UPA，不易受到其他超声波雷达的干扰，用于测量侧方障碍物的距离。一般安装于车辆左右侧面各2个。长距超声波雷达探测范围课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结六、超声波雷达的性能6.1技术参数课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结六、超声波雷达的性能6.1技术参数博世公司超声波雷达产品的主要技术参数：课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结六、超声波雷达的性能6.2性能指标课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结七、超声波雷达的优点课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结八、超声波雷达的缺点课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结九、超声波雷达的应用课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结九、超声波雷达的应用此外，超声波雷达也为自动泊车辅助系统提供技术基础。自动泊车是自动驾驶产业落地的首个商业化场景。超声波雷达因其具备技术成熟度高、供应链成熟以及性价比高等优点，是自动泊车低速状态下最稳定可靠、成本最优的量产方案产品。自动泊车辅助系统课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结十、总结1.超声波是人耳不能听到的一种的声波。其具有功率大、传递能量能力强、绕射能力弱、反射能力强、传播速度易受影响大等特点；2.超声波雷达是通过发射、接收超声波，根据时间差测算出障碍物距离的安全辅助装置；3.超声波雷达系统一般由超声波传感器、控制器和显示部分组成；4.超声波雷达的工作原理：由控制器控制脉冲调制电路产生脉冲，脉冲调制电路驱动超声波传感器发射超声波，在发射的同时计数器开始计数，超声波在空中传播遇到障碍物时撞击障碍物表面时反射回来。接收电路接收到超声波信号后将其转换成电信号并送至控制器进行数据处理；5.超声波雷达按照传感器分类可分为等方性和异方性传感器超声波雷达；按技术路线分类可分为模拟式、四线式数位、二线式数位和三线式主动数位；根据探测区域的大小可分为短距和长距超声波雷达。课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结十一、总结6.超声波雷达的应用场景主要有倒车雷达、泊车库位检测、高速横向辅助以及自动泊车辅助；7.超声波雷达的优点：结构简单、体积小、成本低、灵敏度高以及技术成熟度高；8.超声波雷达的缺点：探测距离短、高速情况下测距误差大、探测物局限性、测量精度易受影响以及有探测盲区。9.超声波雷达的主要技术参数有：测量距离、测量精度、探测角度、工作频率以及工作温度。10.超声波雷达的性能指标主要有：抗同频干扰技术、不侦测地面技术、自动故障诊断技术、抗共震技术、防水技术以及耐高低温技术。课程导入超声波雷达的类型超声波雷达的应用超声波超声波雷达概念及工作原理超声波雷达系统的组成超声波雷达的优点超声波雷达的缺点超声波雷达的性能总结拆装与调试超声波雷达智能汽车传感器应用技术一、课程导入在倒车入库，慢慢挪动车子的过程中，在驾驶室内能听到”滴滴滴“的声音，这些声音就是根据超声波雷达的检测距离给司机的反馈信息。现在市场上的倒车雷达大多采用超声波测距原理，驾驶者在倒车时，启动倒车雷达在控制器的控制下，由装置于车尾保险杠上的探头发送超声波,遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，判断出障碍物的位置，由显示器显示距离并发出警示信号，得到及时警示，从而使驾驶者倒车时做到心中有数，使倒车变得更轻松预防事故的发生，保障行车安全。倒车雷达课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸思考讨论题（2分钟）一、课程导入现某没有装配倒车雷达系统的轿车要加装倒车雷达系统，作为一线操作工人，你知道如何在车上装配以及调试超声波雷达倒车系统吗？汽车上的超声波雷达系统课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸二、十二通道超声波处理盒说明十二通道超声波处理盒左边插件接口2.1左边接插件接口定义课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸二、十二通道超声波处理盒说明2.1左边接插件接口定义：接口定义接口定义1S-1号超声波传感器负极或电源地1S+1号超声波传感器正极2S-2号超声波传感器负极或电源地2S+2号超声波传感器正极3S-3号超声波传感器负极或电源地3S+3号超声波传感器正极4S-4号超声波传感器负极或电源地4S+4号超声波传感器正极5S-5号超声波传感器负极或电源地5S+5号超声波传感器正极6S-6号超声波传感器负极或电源地6S+6号超声波传感器正极7S-7号超声波传感器负极或电源地7S+7号超声波传感器正极8S-8号超声波传感器负极或电源地8S+8号超声波传感器正极9S-9号超声波传感器负极或电源地9S+9号超声波传感器正极10S-10号超声波传感器负极或电源地10S+10号超声波传感器正极11S-11号超声波传感器负极或电源地11S+11号超声波传感器正极12S-12号超声波传感器负极或电源地12S+12号超声波传感器正极课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸二、十二通道超声波处理盒说明2.2右边接插件接口定义十二通道超声波处理盒右边插件接口课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸接口接线颜色定义1红色线12V电源+12V输入2蓝色线电源负极和RS232及485地（RS232及485通信时必须接该脚）3绿色线PCW(RS232通讯接口TXD,RS232电平)或者485A4黄色线PCR(RS232通讯接口RXD,RS232电平)或者485B电源信号线二、十二通道超声波处理盒说明2.2右边接插件接口定义RS232通讯时按图示连接连接1（12v）、2（GND）、3(PCW)、4（PCR）即可。注意2（GND）是电源负极和串口GND共用，需引2根线出来，一根接电源负极，一根接串口GND。同时需要将图示中两个“232/485/CAN通讯选择拨动开关”全部拨到232档（pcb板上标明了232485CAN位置）。注意拨动开关的选择。连接好电缆线，如图所示RS232选择拨动开关课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸二、十二通道超声波处理盒说明2.3技术参数①工作电源：+12V～24V②工作电流：<400mA（+12V供电）③工作温度范围：－40℃～＋80℃④超声波测距范围：200mm―3500mm（反射面为墙面）⑤精度:探测距离的0.5%⑥分辨率：5mm⑦通信接口：RS232⑧采样率：100ms⑨探头防护等级：IP67⑩探头发射角：60度课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸三、超声波雷达的安装超声波雷达1、超声波探头及外观检查超声波探头表面应有光泽且平滑，为纯黑色，无油污，无残留物，无刮伤、划痕、撞伤。四周应无损伤、油漆及电镀脱落、无毛刺、无毛边等，如图所示。3.1安装前检测课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸三、超声波雷达的安装超声波处理盒2、十二通道超声波处理盒外观检查十二通道超声波处理盒表面应有光泽且平滑，无油污，无残留物，无刮伤、划痕、撞伤。四周应无损伤、油漆及电镀脱落、无毛刺、无毛边等，如图所示。3.1安装前检测课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸三、超声波雷达的安装针脚检查3、针脚检查超声波探头、超声波探头线束的插接口，十二通道超声波处理盒，电源信号线的针孔应无残留物，无变形，如图所示。3.1安装前检测课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸三、超声波雷达的安装设备工具包括智能汽车传感与感知实训系统应用实训台（下文简称应用实训台）、应用实训台电源线，应用实训台内故障控制板，超声波探头，十二通道超声波处理盒，超声波探头线束，电源信号线，无纺布，安全帽，绝缘垫和工作手套，如图所示。3.2设备工具介绍应用实训台应用实训台电源线故障控制板超声波探头超声波探头线束十二通道超声波处理盒电源信号线无纺布安全帽绝缘垫工作手套课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸三、超声波雷达的安装（1）安装前需穿戴好工作手套和安全帽（2）检查并将八组超声波探头和超声波探头线束插接好，本应用实训台搭载八个超声波雷达，如图所示。3.3超声波雷达的安装流程插接超声波探头线束课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸三、超声波雷达的安装（3）使用尼龙扎带将十二通道超声波处理盒固定于应用实训台内的相应位置，如图所示。3.3超声波雷达的安装流程固定十二通道超声波处理盒课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸三、超声波雷达的安装（4）分别将8个超声波雷达探头安装在应用实训台架对应的八个安装孔位上，注意“u↑p“标识朝台架顶部方向安装，如图所示3.3超声波雷达的安装流程安装超声波雷达探头课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸三、超声波雷达的安装（5）分别将8个超声波雷达探头线束和电源信号线插接在十二通道超声波处理盒上，注意对应超声波雷达探头的安装顺序，如图所示3.3超声波雷达的安装流程课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸接插线束三、超声波雷达的安装（6）电源信号线（红、蓝、绿、黄）分别接在故障控制板的接口位置，如图所示3.3超声波雷达的安装流程电源负极（蓝线）电源12V输入（红线）故障控制板线束连接课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸四、超声波雷达调试（1）接通应用实训台的220V电源，开启应用实训台的电源电源开关，开启应用实训台的电脑，在电脑桌面双击打开“Ultrasonicradar-232.exe“上位机，如图所示。超声波上位机软件课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸四、超声波雷达调试（2）配置串口参数（上位机和超声波雷达通信串口参数）选择对应com口（在“我的电脑右键--》“管理”--》“设备管理”--》“端口”查看超声波雷达对应com口），如图所示。查看对应com口课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸四、超声波雷达调试（3）选择超声波模块对应的com口选择超声波模块对应的com口课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸四、超声波雷达调试（4）单击开始，开始进行测试运行过程中数据解释：程序左边会显示超声波的状态，绿色状态为正常，红色状态为异常，表示对应的超声波雷达探头可能出现短路、断路等故障，当出现异常时，用户应检查相应的探头。同时会显示离障碍物的距离，单位为cm。课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸四、超声波雷达调试（4）单击开始，开始进行测试运行过程中数据解释：程序右边显示车辆图及相应的探头检测到的距离及对应的状态，单位为CM。状态对应如下：离障碍物距离小于30CM：红色状态，显示距离、危险提示，会发出急促声音警报。离障碍物距离30CM-40CM：橙色状态，显示距离、慢行提示，会发出较急促声音警报。离障碍物距离40CM-50CM：黄色状态，显示距离、警戒提示，会发出不急促声音警报。离障碍物距离大于50CM：绿色状态，显示距离、提示安全，不发声。没有检测到障碍物：绿色状态，不显示距离、提示安全课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸四、超声波雷达调试（5）单击停止按钮，可以停止测试。课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸五、超声波雷达拆卸（1）关闭“Ultrasonicradar-232.exe“上位机，关闭台架电脑，断开应用实训台220V电源；（2）拆卸超声波雷达相关线束；（3）拆卸超声波雷达探头。课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸六、整理清洁6.1清洁超声波雷达（1）使用干净无纺布清洁超声波雷达插接口。（2）使用干净无纺布清洁超声波雷达表面并把超声波雷达放置于清洁的工作台上。课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸六、整理清洁6.2整理线束（1）使用干净无纺布分别清洁超声波雷达信号线插接口。（2）清洁超声波雷达探头线束表面。（3）捆绑好超声波雷达线束和应用实训台电源线并放置于清洁的工作台上。课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸六、整理清洁6.3清洁应用实训台与实训工作台使用干净无纺布分别清洁超声波雷达相关线束。（1）清洁应用实训台；（2）清洁工作台，并叠好无纺布放置于合适位置；（3）清洁整理流程完毕，卸下安全防护用品并整理放好后离开实训区域。课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸七、总结课程导入整理清洁总结十二通道超声波处理盒说明超声波雷达的安装超声波雷达调试超声波雷达拆卸1.工具设备准备：智能汽车传感与感知实训系统应用实训台（下文简称应用实训台）、应用实训台电源线，应用实训台内故障控制板，超声波探头，十二通道超声波处理盒，超声波探头线束，电源信号线，无纺布，安全帽，绝缘垫和工作手套。2.超声波雷达的安装调试流程（1）将八组超声波探头和超声波探头线束插接好。（2）将十二通道超声波处理盒固定于应用实训台内的相应位置。（3）将8个超声波雷达探头安装在应用实训台架对应的八个安装孔位上。（4）将8个超声波雷达探头线束和电源信号线插接在十二通道超声波处理盒上。（5）打开“Ultrasonicradar-232.exe“上位机。（5）配置串口参数。（6）选择超声波模块对应的com口。（7）开始进行测试。（8）停止测试。（9）超声波雷达的拆卸。（10）整理清洁。超声波雷达的故障诊断与处理智能汽车传感器应用技术一、课程导入如今，超声波雷达已经成为稀松平常的汽车部件，支撑起自动泊车等驾驶辅助功能，未来还将为完全自动驾驶出力。超声波雷达监控周围区域，并扫清车辆或其他物体等盲点，从而预防事故的发生，提高行车安全性。在车辆使用过程中，超声波雷达会因为使用不当、线路或通信问题等造成故障，从而影响智能网联汽车的行车安全性。倒车雷达课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁思考讨论题（2分钟）一、课程导入现某装配倒车雷达系统的轿车，倒车雷达在倒车时不工作，显示器无显示，蜂鸣器无提示音发出，作为一线操作工人，你知道如何检修超声波雷达系统吗？汽车上的超声波雷达系统课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁二、智能汽车传感与感知实训系统认知航空接口课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁智能汽车传感与感知实训系统应用实训台与故障诊断实训台需要通过航空接口和OBD接口两个接口进行连接。（1）航空接口：用于激光雷达、组合导航、毫米波雷达和超声波雷达的12V电源供电。（2）OBD接口：用于摄像头的5V电源供电及组合导航、毫米波雷达和超声波雷达的通讯。OBD接口三、电路原理与通信原理图识读课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁如图所示，接通电源，蓄电池电流通过故障板继电器给超声波雷达控制器供电，超声波雷达控制器控制超声波雷达通断电，因此可以通过检测超声波控制器电源线的通断判断超声波雷达的电源通断情况。3.1电路原理三、电路原理与通信原理图识读课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁如图所示，超声波雷达控制器通过FT232串口与上位机进行通信，因此可以通过检测FT232串口线RX和TX的信号波形来判断超声波控制器与上位机的通信情况。3.2通原信理四、故障诊断台端子识别超声波雷达端子及其定义如图所示，靠近超声波雷达控制器接线盒的两个端子为输出端，另外两个端子为输入端。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁输入端输出端五、超声波雷达的常见故障与检修处理方法超声波雷达的常见故障现象主要有不工作以及误报两种情况，造成超声波雷达故障原因主要有以下几点：①超声波雷达探头连接线束损坏；②连接线束与超声波雷达控制器接触不良;③超声波雷达控制器损坏；④超声波雷达探头损坏；⑤超声波电源故障；⑥超声波雷达控制器与上位机通信故障。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁5.1超声波雷达的常见故障以及故障原因分析五、超声波雷达的常见故障与检修处理方法在本节任务中，主要对实训系统超声波雷达电源故障与通信故障进行诊断与排除，其中，超声波雷达正常运行现象如图所示，接通实训台架电源，打开超声波雷达测试软件“Ultrasonicradar-232.exe”，软件界面显示超声波探测到障碍物的距离，显示的障碍物距离随着障碍物的远近变化而改变，蜂鸣器发出提示声。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁超声波雷达正常运行现象5.2智能汽车传感与感知实训系统故障诊断五、超声波雷达的常见故障与检修处理方法（1）故障名：电源故障故障现象：接通实训台架电源，打开超声波雷达测试软件“Ultrasonicradar-232.exe”，软件界面不显示超声波探测到障碍物的距离，显示的障碍物距离也不会随着障碍物的远近变化而改变，蜂鸣器无提示声发出，如图所示。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁超声波雷达电源故障现象故障原因分析：a.电源正极断路b.电源负极断路c.电源正极、负极同时断路。5.2智能汽车传感与感知实训系统故障诊断五、超声波雷达的常见故障与检修处理方法（2）故障名：通信故障故障现象：接通实训台架电源，打开超声波上位机软件，软件界面不显示超声波探测到障碍物的距离，显示的障碍物距离也不会随着障碍物的远近变化而改变，蜂鸣器无提示声发出，如图所示。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁超声波雷达通信故障现象故障原因分析：a.TX信号线断路、正极对地短路、负极对地短路；b.RX信号线断路；正极对地短路、负极对地短路；c.TX信号线、RX信号线同时断路；d.TX信号线、RX信号线短接5.2智能汽车传感与感知实训系统故障诊断六、超声波雷达故障诊断流程课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁七、工具设备介绍和准备工作7.1工具设备介绍课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁设备包括智能汽车传感与感知实训系统应用实训台（下文简称应用实训台）、应用实训台上的示波器、智能汽车传感与感知实训系统故障诊断台（下文简称故障诊断台）和应用实训台电源线，工具及防护用品包括万用表、无纺布、安全帽、绝缘垫、和工作手套等，如图所示。应用实训台应用实训台电源线故障诊断台数字万用表无纺布安全帽绝缘垫工作手套七、工具设备介绍和准备工作7.2准备工作课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁戴好工作手套和安全帽，将万用表和应用实训台电源线摆放在绝缘垫上，进行作业前检查。（1）万用表的检查打开万用表电源，检查电量是否足够；将档位调至蜂鸣档，短接两表笔，检查万用表是否正常。（2）示波器的检查打开示波器电源，将探头接到示波器的测试信号输出端，观察波形是否为1V/1KHZ的方波信号；按自动测试按钮，观察屏幕上显示的波形是否为非常稳定的，规则的方波信号。（3）线束的检查①应用实训台电源线、智能汽车传感与感知实训系统电源线（航空接口）和智能汽车传感与感知实训系统通讯线（OBD接口）外观结构完整，表面不应有破损、变形、裂痕等问题。②连接针脚无损坏、变形或生锈。七、工具设备介绍和准备工作7.2准备工作课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁（4）连接OBD接口连接应用实训台和故障诊断台引出的OBD接口。七、工具设备介绍和准备工作7.2准备工作课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁（5）连接航空接口连接应用实训台和故障诊断台引出的航空接口。七、工具设备介绍和准备工作7.2准备工作课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁（6）连接应用实训台电源线。八、超声波雷达的故障诊断8.1电源故障诊断读故障前，需要设置故障，具体操作步骤请参考视频。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁八、超声波雷达的故障诊断8.1电源故障诊断（1）故障确认故障确认包括读取故障码和确认故障现象，具体步骤如下：①读取故障码使用智能网联汽车三维数字化仿真教学软件读取故障码，单击“故障诊断”模块，再单击“读取故障码”，如图所示。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁读取故障码八、超声波雷达的故障诊断8.1电源故障诊断②确认故障现象打开超声波雷达测试软件“Ultrasonicradar-232.exe”，单击界面下方的“选择端口”按钮，设置参数后，观察界面是否显示超声波探测到障碍物的距离，显示的障碍物距离是否随着障碍物的远近变化而改变，蜂鸣器是否发出提示音，并确认故障现象，如图所示。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁八、超声波雷达的故障诊断8.1电源故障诊断（2）故障检诊故障检诊的方法：将数字万用表调至蜂鸣档，通过测量电源正极和负极输入、输出端的导通情况，找出故障原因。具体故障原因对应的测量结果如表1所示：课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁序号红表笔黑表笔导通情况故障原因1正极输入端正极输出端不导通电源正极断路负极输出端负极输入端导通2正极输入端正极输出端导通电源负极断路负极输出端负极输入端不导通3正极输入端正极输出端不导通电源正极、负极同时断路负极输出端负极输入端不导通表1故障原因对应的测量结果八、超声波雷达的故障诊断8.1电源故障诊断（3）故障消除确认故障消除确认的具体步骤如下：通过超声波雷达测试软件“Ultrasonicradar-232.exe”检查超声波雷达是否还存在故障（无故障现象：软件界面显示超声波探测到障碍物的距离，显示的障碍物距离随着障碍物的远近变化而改变，蜂鸣器发出提示声）。b.使用应用实训台的“智能网联汽车三维数字化仿真教学软件”重新读取故障码，确认是否还存在故障码（无故障现象：无故障码）。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁八、超声波雷达的故障诊断8.1通信故障诊断读故障码前，需要设置故障，具体操作步骤请参考视频。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁八、超声波雷达的故障诊断8.2通信故障诊断（1）故障确认故障确认包括读取故障码和确认故障现象，具体步骤如下：a.读取故障码使用智能网联汽车三维数字化仿真教学软件读取故障码，单击“故障诊断”模块，再单击“读取故障码”，如图所示。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁读取故障码八、超声波雷达的故障诊断8.2通信故障诊断b.确认故障现象打开超声波雷达测试软件“Ultrasonicradar-232.exe”，单击界面下方的“选择端口”按钮，设置参数后，观察界面是否显示超声波探测到障碍物的距离，显示的障碍物距离是否随着障碍物的远近变化而改变，蜂鸣器是否发出提示音，并确认故障现象，如图所示。课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障诊断台端子识别超声波雷达的故障诊断超声波雷达的常见故障与检修处理方法系统复原及整理清洁八、超声波雷达的故障诊断8.2通信故障诊断（2）故障检诊故障检诊的方法：通过上位机软件设置超声波雷达发送和接受信号指令，打开示波器，使用示波器检测TX（4号端子）、RX（2号）信号线输出端子波形情况，其中TX、RX信号正常波形如图所示，对比TX、RX输出端子信号正常波形分析并找出故障原因。具体故障原因对应的检测结果，如表3.2所示：课程导入超声波雷达故障诊断流程工具设备介绍和准备工作智能汽车传感与感知实训系统认知电路原理与通信原理图识读故障