簡(jiǎn)述激光測距傳感器在汽車(chē)雷達系統中應用的幾種方法

   目前運用在汽車(chē)上的測距方法主要有超聲波短距離測距，毫米波雷達長(cháng)距離測距，激光測距，攝像系統測距等幾種方法。

1 超聲波距離測距
 
   它利用超聲探測原理，在司機倒車(chē)時(shí)，能正確的從數碼顯示器上了解汽車(chē)尾部與障礙物之間的距離。當測距顯示小于報警距離時(shí)，還能準確報警，及時(shí)提醒司機剎車(chē)。
 
    超聲波一般指頻率在20kHz以上的機械波，具有穿透性較強、衰減小、反射能力強等特點(diǎn)。超聲波測距儀器一般由發(fā)射器、接收器和信號處理裝置三部分組成。工作時(shí)，超聲波發(fā)射器不斷發(fā)出一系列連續的脈沖，并給測量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。超聲波接收器則在接收到遇障礙物反射回來(lái)的反射波后，也向測量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。*后由信號處理裝置對接收的信號依據時(shí)間差進(jìn)行處理，自動(dòng)計算出車(chē)與障礙物之間的距離。超聲波測距原理簡(jiǎn)單，成本低、制作方便，但其在高速行駛的汽車(chē)上的應用有一定局限性，這是因為超聲波的傳輸速度受天氣影響較大，不同的天氣條件下傳播速度不一樣；另一方面是對于遠距離的障礙物，由于反射波過(guò)于微弱，使得靈敏度下降。故超聲波測距一般應用在短距離測距，*佳距離為4～5米，一般應用在汽車(chē)倒車(chē)防撞系統上。
 
2 毫米波雷達長(cháng)距離測距
 
    為了更好的適應道路交通狀況，解決盲區視野問(wèn)題，在日本和美國開(kāi)展了大量的工作。如應用毫米波雷達CCD攝像檢測交通狀況，根據危險程度改變直觀(guān)信號的音調、顏色和位置，并在顯示器中顯示。實(shí)現高度智能化，極大的改善車(chē)輛的**性。
 
    雷達是利用目標對電磁波反射來(lái)發(fā)現目標并測定其位置的。汽車(chē)上應用的雷達采用的是30GHz以上的毫米波雷達。毫米波頻率高、波長(cháng)短，一方面可縮小從天線(xiàn)輻射的電磁波射束角幅度，從而減少由于不需要的反射所引起的誤動(dòng)作和干擾，另一方面由于多普勒頻移大，相對速度的測量精度高。在汽車(chē)上應用毫米波雷達測距，有以下特點(diǎn)：
 
   （1）是探測性能穩定。它不易受對象表面形狀和顏色的影響，也不受大氣流的影響。
 
   （2）是環(huán)境適應性能好。雨、雪、霧等對之干擾小。作為車(chē)載雷達，目前適用的主要有脈沖多普勒雷達、雙頻CW雷達和FM雷達三種。應用雷達測距，需要防止電磁波干擾，雷達彼此之間的電磁波和其他通信設施的電磁波對其測距性能都有影響。毫米波雷達主要應用于防撞，以避免高速公路上發(fā)生追尾碰撞。
 
3 激光測距
 
    它可以對車(chē)前的路面狀況進(jìn)行電子掃描，還可以對周?chē)昂竺嫠緳C看不到的地方進(jìn)行掃描。將收集的信息通過(guò)各個(gè)響應部位的傳感器匯集到電腦中去，在車(chē)內電視熒幕中顯示出來(lái)，擴大了司機對路面觀(guān)察，并能對超速或有障礙的路面發(fā)出警報，引起司機注意。如日本馬自達汽車(chē)公司研制的掃描激光雷達和超聲波傳感器，可以檢測到前方是否有行人和在斜角方向是否有車(chē)駛來(lái)，以避免事故發(fā)生。
 
    激光測距裝置是一種光子雷達系統，它具有測量時(shí)間短、量程大、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域得到了廣泛應用。目前在汽車(chē)上應用較廣的激光測距系統可分為非成象式激光雷達和成象式激光雷達。非成象式激光雷達根據激光束傳播時(shí)間確定距離。它的工作原理是：從高功率窄脈沖激光器發(fā)出的激光脈沖經(jīng)發(fā)射物鏡聚焦成一定形狀的光束后，用掃描鏡左右掃描，向空間發(fā)射，照射在前方車(chē)輛或其他目標上，其反射光經(jīng)掃描鏡、接收物鏡及回輸光纖，被導入到信號處理裝置內光電二極管，利用計數器計數激光二極管啟動(dòng)脈沖與光電二極管的接收脈沖間的時(shí)間差，即可求得目標距離。利用掃描鏡系統中的位置探測器測定反射鏡的角度即可測出目標的方位。
 
     成象式激光雷達又可分為掃描成象激光雷達和非掃描成象激光雷達。掃描成象激光雷達把激光雷達同二維光學(xué)掃描鏡結合起來(lái)，利用掃描器控制激光的射出方向，通過(guò)對整個(gè)視場(chǎng)進(jìn)行逐點(diǎn)掃描測量，即可獲得視場(chǎng)內目標的三維信息。非掃描成象式激光雷達將光源發(fā)出的經(jīng)過(guò)強度調制的激光經(jīng)分束器系統分為多束光后沿不同方向射出，照射待測區域。由于非掃描成象激光雷達測點(diǎn)數目大大減少，從而提高了系統三維成象速度。
 
      在汽車(chē)測距系統中，非成象激光雷達更具有實(shí)用價(jià)值。同成象式激光雷達相比，具有造價(jià)低、速度快、穩定性高等特點(diǎn)。但由于激光雷達測距儀器工作環(huán)境處于高速運動(dòng)的車(chē)體中，振動(dòng)大，對其穩定性、可靠性提出了較高的要求，其體積也受到了一定的限制，同時(shí)還要考慮省電、低價(jià)、對人眼**等因素。這些決定了其光源只能采用半導體激光器。目前，在汽車(chē)上，上述各種激光雷達測距儀均有應用，但成象式激光雷達還在進(jìn)一步研究之中。
 
    美國通用汽車(chē)公司于1997年研制成一種稱(chēng)為"視控雷達"的防撞裝置。車(chē)載電腦根據脈沖多普勒雷達原理，先把兩車(chē)的距離、相對速度、本車(chē)速度等信號進(jìn)行數據處理后計算出對應的參數并存儲。計算機程序根據**距離公式計算出標準值，并與雷達測出的實(shí)際距離作比較。實(shí)際距離是由激光雷達通過(guò)攝像機和測定的道路邊界及其曲度，對汽車(chē)行駛前方的路面上的障礙或車(chē)輛測得的。如果出現實(shí)際距離小于**距離時(shí)，視控雷達系統通過(guò)計算機的執行機構作用于汽車(chē)的制動(dòng)系統，使汽車(chē)減速或停車(chē)。當距離大于極限**距離時(shí)，制動(dòng)控制機構恢復正常狀態(tài)。 德?tīng)柛Ｓ?1998年SAE年會(huì )上推出了"防撞系統"。它采用雷達及超聲波技術(shù)，以提高汽車(chē)的**性。它是德?tīng)柛Ｆ?chē)系統推出的**性產(chǎn)品。該系統包括自適應巡航系統、防碰撞預警系統（包括前方、兩側和后方碰撞）和碰撞干預系統三個(gè)方面。
 
3.1 自適應巡航控制（Adaptive Cruise Contro）
 
    該裝置是通過(guò)裝在汽車(chē)前方的雷達傳感器，幫助司機保持適當車(chē)速并控制與前方車(chē)輛的距離。當需巡航控制時(shí)，可通過(guò)節氣門(mén)的控制和有限制動(dòng)來(lái)調節車(chē)速，保持車(chē)輛前后之間的距離，并可減少手動(dòng)變速的動(dòng)作。
 
3.2 防碰撞預警系統（COllision Warning SystemS）
 
（1）防碰撞預警探測系統。
 
    該系統采用76GHZ的微波雷達傳感器，能探測距離車(chē)輛前方150m以上的物體，不受車(chē)輛行駛速度的影響。它能根據所測出的障礙物與本車(chē)輛的距離，給司機發(fā)出不同的警告，如司機對發(fā)出的視覺(jué)閃光警告未作出反應，能立即發(fā)出蜂鳴聲或響鈴報警。如車(chē)輛在行駛狀態(tài)時(shí)，即能自動(dòng)工作，可減少前面碰撞的危險。
 
（2）防側面（左右兩邊）碰撞預警探測系統。
 
     該系統采用微波雷達探測行駛在盲區內的車(chē)輛及警告司機注意車(chē)道左右兩旁的車(chē)輛和行人的距離等。當車(chē)輛在正常行駛狀態(tài)時(shí)，該側面探測預警系統會(huì )自動(dòng)工作，它不會(huì )對雷達探測器及其他電子系統造成干擾。
 
（3）防后部碰撞預警探測系統。
 
    該系統采用微波雷達探測車(chē)輛后部司機看不到區域內障礙物體〔固定的或移動(dòng)的〕，探測距離為5m以?xún)?，當?chē)輛正常行駛時(shí)也會(huì )自動(dòng)工作，能測出后面跟隨車(chē)輛的距離，提供警告預防后部車(chē)輛碰撞。它為倒車(chē)和停車(chē)泊位提供了幫助。
 
3.3 碰撞干預預警系統（ColIision Intervention Systems）
   
  該系統通過(guò)微波雷達探測系統，向司機發(fā)出預警后，司機如未能及時(shí)采取措施，系統就能通過(guò)發(fā)動(dòng)機的節氣門(mén)控制和有限制動(dòng)，使車(chē)輛自動(dòng)減速，直至車(chē)輛停駛。另外，該系統還能自動(dòng)控制轉向，幫助司機將車(chē)輛行駛在正確的車(chē)道上，這對女性駕駛汽車(chē)提供了很多方便。1999紳寶9-5型轎車(chē)因此銷(xiāo)售量大幅度上升。
 
4 高照度的攝像系統測距
 
     CCD攝像機是一種用來(lái)模擬人眼的光電探測器。它具有尺寸小、質(zhì)量輕、功耗小、噪聲低、動(dòng)態(tài)范圍大、光計量準確、其線(xiàn)掃描輸出的光電信號有利于后續信號處理等優(yōu)良特性，在汽車(chē)行業(yè)也得到了廣泛的應用。利用面陣CCD，可獲得被測視野的二維圖像，但無(wú)法確定與被測物體之間的距離。只使用一個(gè)CCD攝像機的系統稱(chēng)為單目攝像系統，在汽車(chē)上常用于倒車(chē)后視系統，輔助駕駛員獲得后視死角信息，以避免倒車(chē)撞物。為獲得目標三維信息，模擬人的雙目視覺(jué)原理，利用間隔固定的兩臺攝像機同時(shí)對同一景物成象，通過(guò)對這兩幅圖像進(jìn)行計算機分析處理，即可確定視野中每個(gè)物體的三維坐標，這一系統稱(chēng)為雙目攝像系統。雙目攝像系統模仿人體視覺(jué)原理，測量精度高。但目前價(jià)格較高，同時(shí)由于受軟件和硬件的制約，成象速度較慢。隨著(zhù)計算機軟硬件性能的提高，*終將得到廣泛應用。
 
     目前，在國外已有一些汽車(chē)廠(chǎng)家推出了可根據路況控制車(chē)速的裝置，如新款奔馳S系列**轎車(chē)裝備了**距離自動(dòng)控制雷達系統，不僅可自動(dòng)調節車(chē)速，還能根據的速確定與前車(chē)的距離。新系統在汽車(chē)后視鏡背后裝置了兩臺微型攝像機以充當"眼睛"。兩臺攝像機指向汽車(chē)前方，其間距與人自然間距接近，可提供汽車(chē)前方交通情況的三維圖象。通過(guò)對比，電腦系統對汽車(chē)在道路上所處的位置以及周?chē)穆窙r等進(jìn)行判斷，然后通過(guò)傳動(dòng)裝置對汽車(chē)的方向盤(pán)、油門(mén)或剎車(chē)進(jìn)行自動(dòng)控制。司機只需重新握住方向盤(pán)或踩下油門(mén)或剎車(chē)，即可輕易"奪回"對汽車(chē)的控制權。
 
   隨著(zhù)科技的進(jìn)一步發(fā)展，汽車(chē)雷達系統中車(chē)輛測距技術(shù)的種類(lèi)必將越來(lái)越多，其應用也不僅是單一的測距方式，而是多種測距方式的混合，集某幾種裝置于一體，互相取長(cháng)補短，進(jìn)一步提高系統測量的精度和可靠性。隨著(zhù)計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，成象式測距技術(shù)將一步步走向成熟，并代表這種技術(shù)的發(fā)展方向，在現代汽車(chē)駕駛技術(shù)中將得到廣泛運用，以保證行車(chē)的**性。

尊敬的客戶(hù)：    
   您好，我司是一支技術(shù)力量雄厚的高素質(zhì)的開(kāi)發(fā)群體，為廣大用戶(hù)提供高品質(zhì)產(chǎn)品、完整的解決方案和上等的技術(shù)服務(wù)公司。本企業(yè)堅持以誠信立業(yè)、以品質(zhì)守業(yè)、以進(jìn)取興業(yè)的宗旨，以更堅定的步伐不斷攀登新的高峰，為民族自動(dòng)化行業(yè)作出貢獻，歡迎新老顧客放心選購自己心儀的產(chǎn)品。我們將竭誠為您服務(wù)！公司主要產(chǎn)品有激光傳感器、激光距離傳感器、激光測距模塊等。