《智能汽车传感器检测与应用》-模块六 超声波传感器的应用与检测

模块六超声波传感器的应用与检测超声波的认知任务1任务2任务3超声波传感器的认知超声波传感器的应用任务4超声波传感器的安装与调试任务1超声波的认知1.超声波的定义声音以波的形式传播称为声波。频率大于20000Hz的声波称为超声波，频率小于20Hz的声波称为次声波，频率为20～20

000Hz的声波就是人能够听见的声波。超声波具有频率较高，沿直线传播，方向性好，绕射小，穿透力强，传播速度慢（约340m/s)等特点。2任务1超声波的认知2.超声波的反射折射声波从一种介质传播到另一种介质，在两个介质的分界面上一部分声波被反射，另一部分透过界面，在另一种介质内部继续传播。这样的两种情况称之为声波的反射和折射。3任务1超声波的认知3.超声波的衰减声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减。其声压和声强的衰减规律满足以下函数关系：其中，，-声波在x=0处的声压和声强；，-声波在x处的声压和声强；

a-衰减系数。4任务1超声波的认知4.声波的类型声源在介质中施力方向与波在介质中传播方向的不同，声波的波型也不同。1）纵波：质点振动方向与波的传播方向一致的波，它能在固体、液体和气体介质中传播。2）橫波：质点振动方向垂直于传播方向的波，它只能在固体介质中传播。3）表面波：质点的振动介于横波与纵波之间，在固体表面的平衡位置作椭圆轨迹沿着固体的表面向前传播的波，其振幅随深度增加而迅速衰减的波。表面波只在固体的表面传播。5任务1超声波的认知5.超声波的特性1）方向性：超声波传感器具有从顶部表面开始的圆锥形方向性，将方向性定义为从正面声压到-6dB。与光学传感器相比，方向性更宽，但是具有频率越高则方向性越尖锐的特征。2）分辨率：频率越高则分辨率越高。3）衰减：频率越高则衰减越大，到达距离越短。6模块六超声波传感器的应用与检测超声波的认知任务1任务2任务3超声波传感器的认知超声波传感器的应用任务4超声波传感器的安装与调试任务2超声波传感器的认知1.超声波传感器定义及特点以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。超声波传感器是将超声波信号转换成其它能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波传感器具有较好的防尘、防水能力，即使有少量的灰尘遮挡也能正常工作。8任务2超声波传感器的认知2.超声波传感器分类

常用的超声波传感器可以分为二大类，一类是用电气方式产生超声波，如压电式、磁致伸缩式超声波发生器；另一类是机械方式产生超声波，如加尔统笛、液哨和气流旋笛等。目前，常用探头的工作频率有40kHz，48kHz和58kHz三种。9任务2超声波传感器的认知3.超声波传感器结构及工作原理超声波雷达主要由发射传感器、接收传感器、控制部分与电源等组成。发射传感器由波发送器与陶瓷振子换能器组成。10任务2超声波传感器的认知3.超声波传感器结构及工作原理1140KHz任务2超声波传感器的认知3.超声波传感器结构及工作原理12C=331.45+0.607T模块六超声波传感器的应用与检测超声波的认知任务1任务2任务3超声波传感器的认知超声波传感器的应用任务4超声波传感器的安装与调试任务3超声波传感器的应用1.泊车辅助系统超声波传感器是最早的辅助驾驶应用。汽车的泊车辅助系统使用超声波传感器测量车辆与障碍物（例如墙壁)的距离，并将接近程度通知驾驶员。14任务3超声波传感器的应用1.泊车辅助系统工作过程：1）发射脉冲信号，超声波从障碍物反射，根据到接收到反射波为止的时间测量距离。2）发射脉冲信号时，将发送时钟脉冲，并使用时钟测量时间。3）反射时间(s)x音速(340m/s)=到障碍物的距离(往返)。15任务3超声波传感器的应用1.泊车辅助系统工作过程：泊车辅助系统应用所需的特性，不仅能够及时检测到后方的墙壁等大面积的障碍，还需要判断“缘石”的影响；另外，车载超声波传感器要尽量以一个装置去覆盖最大的面积，以减少装置数量。最后，泊车辅助系统还需要能够检测到极端靠近的距离。16任务3超声波传感器的应用2.泊车库位检测泊车方向控制两个超声测距雷达采集距离数据。再然后融合两个超声波测距雷达的检测结果确定有效停车位，最后根据最小距离数据确定障碍点位置坐标。17任务3超声波传感器的应用3.智能泊车系统智能网联汽车在泊车过程中会持续使用超声波传感器检测车位和障碍物，自动操作方向盘和制动器，实现自动泊车。18模块六超声波传感器的应用与检测超声波的认知任务1任务2任务3超声波传感器的认知超声波传感器的应用任务4超声波传感器的安装与调试任务4

超声波传感器的安装与调试1.超声波传感器安装位置车载的超声波传感器一般安装在汽车的保险杠上，隐藏在保险杠的某个位置。20任务4

超声波传感器的安装与调试1.超声波传感器安装位置UPA：安装前后保险杠，用于测量前后障碍物APA：安装车侧，用于测量侧方障碍物21前2后4前4后42个8个3个4个6个12个前6后6任务4

超声波传感器的安装与调试1.超声波传感器安装位置UPA超声波雷达的探测距离一般在15-250cm之间，主要用于测量汽车前后的障碍物。22任务4

超声波传感器的安装与调试1.超声波传感器安装位置APA超声波雷达安装车侧，用于测量侧方障碍物，探测距离一般在30~-500cm之间。APA的探测范围更远，因此相比于UPA成本更高、功率也更大。23任务4

超声波传感器的安装与调试2.超声波传感器参数α：UPA120°/APA80°β：UPA20°/APA接近0°R：0.6m左右D：UPA2~2.5米/APA5m以上。24任务4

超声波传感器的安装与调试3.超声波传感器安装1）检查超声波传感器的发射端、接收端是否完好；2）检查超声波传感器各通信端子是否完好；3）安装超声波传感器，注意