龍琴

（北京汽車研究總院有限公司電子電器與空調(diào)部，北京　101300）

基于超聲波傳感器的側(cè)視輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

龍琴

（北京汽車研究總院有限公司電子電器與空調(diào)部，北京101300）

介紹基于超聲波傳感器的側(cè)視輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述側(cè)視輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：超聲波傳感器；側(cè)視輔助系統(tǒng)；盲區(qū)

汽車存在四大視覺盲區(qū)：前盲區(qū) （發(fā)動(dòng)機(jī)蓋前看不到的地方）、后盲區(qū) （車輛后面的盲區(qū)）、后視鏡盲區(qū) （車兩邊的后視鏡只能看到車身兩側(cè)，看不到車身左后方及右后方區(qū)域）和AB柱盲區(qū) （由于擋風(fēng)玻璃兩側(cè)的A、B柱遮擋的視覺區(qū)域）。由于后視鏡盲區(qū)的存在，駕駛員在進(jìn)行并線超車時(shí)，疏于過肩轉(zhuǎn)頭目測后視鏡盲區(qū)內(nèi)的車輛，容易造成剮蹭、追尾等交通事故。側(cè)視輔助系統(tǒng)可消除側(cè)向視野盲區(qū)的影響，在變道時(shí)為駕駛員提供觀察幫助，當(dāng)危險(xiǎn)臨近時(shí)發(fā)出警報(bào)提示。

1　系統(tǒng)組成

側(cè)，后保險(xiǎn)杠上的2個(gè)傳感器用來偵測車道左右兩側(cè)盲區(qū)的情況，而前保險(xiǎn)杠上兩側(cè)的傳感器的主要作用是警報(bào)真實(shí)性核查，控制器用于判斷是否需要報(bào)警及將報(bào)警信號(hào)提供給組合儀表和報(bào)警指示燈進(jìn)行報(bào)警。

側(cè)視輔助系統(tǒng)由側(cè)視輔助控制器、4個(gè)側(cè)視輔助傳感器、外后視鏡上的報(bào)警燈以及組合儀表組成 （圖1）。側(cè)視輔助傳感器采用超聲波傳感器，用于發(fā)射和接收反射回波，分別位于車輛前后保險(xiǎn)杠的左右兩

圖1　側(cè)視輔助系統(tǒng)組成

2　系統(tǒng)指標(biāo)

2.1探測范圍

側(cè)視輔助系統(tǒng)能夠監(jiān)測車輛側(cè)后方的區(qū)域，當(dāng)車速低于65km/h，探測區(qū)域大小為2.4m×2.4m；當(dāng)車速大于65 km/h，探測區(qū)域大小為3m×3 m，其探測范圍見圖2所示。

圖2　側(cè)視輔助系統(tǒng)探測范圍

2.2報(bào)警要求

為了描述側(cè)視輔助系統(tǒng)報(bào)警要求，定義了與側(cè)視輔助系統(tǒng)相關(guān)的區(qū)域位置，見圖3。

依據(jù)ISO 17387 Intelligent transport systems——Lanechangedecisionaidsystems（LCDAS）——Performance requirements and test procedures對報(bào)警要求進(jìn)行了定義，側(cè)視輔助系統(tǒng)不能報(bào)警如圖4所示，側(cè)視輔助系統(tǒng)必須報(bào)警如圖5所示，側(cè)視輔助系統(tǒng)對于在該區(qū)域內(nèi)的障礙物是否報(bào)警不做要求，如圖6所示。

圖3　報(bào)警需求圖表［1］

圖4　側(cè)視輔助系統(tǒng)不能報(bào)警示意圖

2.3識(shí)別率

在100 km路段測試中 （其中40%高速路段、40%城市路段、20%鄉(xiāng)村路段），系統(tǒng)誤報(bào)警不能超過4次（包括盲區(qū)有車系統(tǒng)未報(bào)警及盲區(qū)無車系統(tǒng)報(bào)警兩種情況）。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1傳感器選型

傳感器選用頻率為48kHz的數(shù)字式超聲波傳感器，抗干擾能力較強(qiáng)，其垂直探測角度為60°，水平探測角度為120°，與用于倒車?yán)走_(dá)的超聲波傳感器有所不同，其需要有較遠(yuǎn)的探測距離，其探測區(qū)域如圖7所示。

圖5　側(cè)視輔助系統(tǒng)必須報(bào)警示意圖

圖6　側(cè)視輔助系統(tǒng)報(bào)警不做要求示意圖

3.2上電自檢

為了確認(rèn)系統(tǒng)中各組件能正常工作，在系統(tǒng)工作前進(jìn)行自檢，系統(tǒng)上電時(shí)，側(cè)視輔助控制器進(jìn)行內(nèi)部系統(tǒng)自檢及報(bào)警指示燈的自檢。如系統(tǒng)正常，側(cè)視輔助報(bào)警指示燈點(diǎn)亮3s后熄滅；如系統(tǒng)存在故障 （如報(bào)警指示燈損壞），自檢完成后組合儀表顯示 “側(cè)視輔助系統(tǒng)故障”，側(cè)視輔助系統(tǒng)關(guān)閉。

圖7　傳感器探測區(qū)域

3.3報(bào)警設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際行車情況，對側(cè)視輔助系統(tǒng)是否報(bào)警做如下設(shè)計(jì)，見表1。

表1　側(cè)視輔助系統(tǒng)報(bào)警設(shè)計(jì)

報(bào)警分為2個(gè)等級(jí)：等級(jí)1，當(dāng)不激活轉(zhuǎn)向燈時(shí)且盲區(qū)有車時(shí)，同側(cè)側(cè)視輔助報(bào)警燈點(diǎn)亮；等級(jí)2，當(dāng)激活左轉(zhuǎn)向燈且左側(cè)盲區(qū)有車時(shí)，左側(cè)側(cè)視輔助報(bào)警燈點(diǎn)亮，同時(shí)組合儀表發(fā)出蜂鳴報(bào)警聲；當(dāng)激活右側(cè)轉(zhuǎn)向燈且右側(cè)盲區(qū)有車時(shí)，右側(cè)側(cè)視輔助報(bào)警燈點(diǎn)亮，同時(shí)組合儀表發(fā)出蜂鳴報(bào)警。

3.4系統(tǒng)啟動(dòng)和關(guān)閉策略設(shè)計(jì)

側(cè)視輔助系統(tǒng)根據(jù)車速、擋位及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角及自身系統(tǒng)是否存在故障進(jìn)行功能的開啟及關(guān)閉?？紤]在低速時(shí)，側(cè)視輔助功能的需求較少，當(dāng)車速小于30 km/h時(shí)，系統(tǒng)自行關(guān)閉；考慮中國絕大部分地區(qū)限速為120km/h，且在高速時(shí)側(cè)視輔助傳感器探測誤差較大，容易誤報(bào)，當(dāng)車速大于140km/h時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉；在進(jìn)行轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角超過100°時(shí)，或系統(tǒng)存在故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。具體的啟動(dòng)及關(guān)閉策略見圖8。

圖8　側(cè)視輔助系統(tǒng)啟動(dòng)和關(guān)閉策略圖

4　結(jié)語

基于超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)的側(cè)視輔助系統(tǒng)，相比較于用攝像頭實(shí)現(xiàn)的側(cè)視輔助系統(tǒng)，可以在各種天氣狀況和能見度下 “全天候”工作，不會(huì)因雨雪天氣或由于能見度降低，其監(jiān)測效果受到影響；相比較于用毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的側(cè)視輔助系統(tǒng)，其成本更低，更易于推廣。

［1］ISO17387Intelllgenttransportsystems—Lanechange decision Aid systems（LCDAS）-Performance requirements and test procedures［S］.

（編輯陳程）

Design of Side View Assisting System Based on Ultrasonic Sensor

LONG Qin
（Electric&Electronical Department，BAIC Motor Technology Centre，Beijing 101300）

U463.6

A

1003-8639（2016）09-0047-03Abstract：The article introduces a design of side view assisting system based on ultrasonic sensor. Keywords：ultrasonic sensor；side view assisting；blind area

2016-08-04

龍琴 （1981-），女，從事汽車電子電器的開發(fā)工作。