1）、選擇超聲波傳感器以測量車輛與障礙物的距離，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)停車位檢測；
2）、選擇增量式編碼器作為車輛位移和速度的測量工具；
3）、車輛轉(zhuǎn)向角度可使用絕對(duì)式編碼器測量方向盤轉(zhuǎn)向角而獲得，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上則使用滑動(dòng)變阻器作為轉(zhuǎn)向角度的測量工具。

這種方案的優(yōu)點(diǎn)是：成本較低，技術(shù)成熟。超聲波傳感器已廣泛應(yīng)用于倒車輔助系統(tǒng)；編碼器在工程領(lǐng)域上，被廣泛用于位移、速度、角度的測量。它的缺點(diǎn)是：超聲波傳感器的測量精度不高，受環(huán)境影響大，對(duì)小物體的檢測靈敏度低，對(duì)障礙物反射面角度有一定要求，傳感器之間容易互相干擾，測量周期長,對(duì)車輛轉(zhuǎn)向角度的測量也存在較大的誤差。在設(shè)計(jì)泊車控制方法時(shí)，可針對(duì)所選擇的傳感器特點(diǎn)，對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償。

對(duì)于自動(dòng)泊車系統(tǒng)的測距要求而言，可以看到超聲波傳感器具有如下優(yōu)點(diǎn)
1）、對(duì)于色彩、光照度不敏感，可用于識(shí)別透明及漫反射性差的物體(如玻璃、拋光體)；
2）、對(duì)外界光線和電磁場不敏感，可用于黑暗、有灰塵或煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣環(huán)境；
3）、結(jié)構(gòu)簡單，體積小，費(fèi)用低，信號(hào)處理簡單可靠，易于小型化和集成化。特別是在空氣測距中，由于空氣中波速較慢，其回波信號(hào)中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測出來，具有很高的分辨力，因而其準(zhǔn)確度也較其他方法高。

19、超聲波傳感器測距原理

超聲波傳感器由發(fā)射端和接收端組成，利用壓電陶瓷等材料的物理特性實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，并以超聲波形式向外傳播；接收端則將超聲波的能量轉(zhuǎn)換為電能。超聲波傳感器有固定的工作頻率，在工作頻率上，能量轉(zhuǎn)換效率最高。一個(gè)固定頻率在40KHz的超聲波傳感器，需要使用40KHz的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)射端，使其向外發(fā)射40KHz的超聲波；接收端在40KHz超聲波的驅(qū)動(dòng)下，將產(chǎn)生40KHz的電信號(hào)。一般地，發(fā)射端的驅(qū)動(dòng)電信號(hào)幅度在5V以上，而接收端所產(chǎn)生的電信號(hào)是10mV級(jí)的。

超聲波傳感器發(fā)射端和接收端與障礙物的位置關(guān)系如圖所示。發(fā)射端向外發(fā)送超聲波，超聲波經(jīng)障礙物反射，被接收端檢測到，設(shè)整個(gè)過程經(jīng)歷時(shí)間為t，超聲波傳播速度為v則障礙物與傳感器之間的距離l為：l=vt/2.假設(shè)超聲波傳播速度為340m/s，障礙物與傳感器之間的距離在20cm至3m范圍內(nèi)，可得，超聲波傳播時(shí)間t在l ms至l8ms范圍內(nèi)。使用單片機(jī)內(nèi)部集成的定時(shí)器(timer)，可測量出超聲波的傳播時(shí)間。

圖6

20、應(yīng)用現(xiàn)狀

進(jìn)入二十一世紀(jì)，多個(gè)汽車生產(chǎn)廠家陸續(xù)推出了自動(dòng)泊車系統(tǒng)：2003年，豐田(Toyota)公司首先在其Prius混合動(dòng)力車型上配置了智能泊車系統(tǒng)；2007年，又在新款LS460轎車上使用了自動(dòng)泊車系統(tǒng)；2006年，本田(Honda)公司宣布在改進(jìn)款life車型上提供智能泊車輔助系統(tǒng)；2006年，法國的汽車零部件供應(yīng)商法雷奧(Valeo)公司發(fā)布了其第一代自動(dòng)泊車系統(tǒng)(Park4U‘oM)，并已在大眾(Volkswagen)公司的途安系列車型中應(yīng)用；BMW也在測試類似的系統(tǒng)；SiemensVDO公司正在開發(fā)名為Park Mate的自動(dòng)泊車系統(tǒng)，預(yù)計(jì)2008至2009年推向市場。

LS460的自動(dòng)泊車系統(tǒng)由Toyota以及Aisin Seiki合作研發(fā)，采用了Denso公司的超聲波傳感器和Aisin基于攝像頭的圖像識(shí)別技術(shù)。此系統(tǒng)配置了超聲感應(yīng)裝置——車頭六個(gè)感應(yīng)頭，車尾四個(gè)，目的是能準(zhǔn)確檢測車輛位置。圖像識(shí)別上，其圖像采集來自后置攝像頭，Aisin通過色彩對(duì)比技術(shù)增強(qiáng)了該系統(tǒng)的空間識(shí)別性能。在開始泊車前，駕駛者需通過觸摸屏確定泊車方式以及調(diào)整停車位的位置。設(shè)置好后，駕駛者按下“OK”按鈕，把手從方向盤上拿開，由駕駛者控制車輛的倒車速度，自動(dòng)泊車系統(tǒng)控制車輛的轉(zhuǎn)向，借助后視攝像頭、超聲傳感器以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的電子馬達(dá)，將車駛?cè)胪＼囄弧＿@個(gè)過程中，駕駛者可以通過踩剎車或轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤中止自動(dòng)泊車。

華儒科技是一家專門從事引進(jìn)歐美工業(yè)界及其它非贏利的研究機(jī)構(gòu)的先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品至中國市場的專業(yè)科技咨詢公司，并為客戶提供相應(yīng)技術(shù)指導(dǎo)與研發(fā)項(xiàng)目的跟蹤與輔助性業(yè)務(wù)。

華儒科技現(xiàn)所代理的24GHz微波傳感器為德國Innosent公司生產(chǎn)，Innosent公司處在德國烏滋堡，是一家專業(yè)從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域的雷達(dá)傳感器的高科技公司，是世界上最大的商業(yè)用24GHz雷達(dá)制造商、世界第二大的自動(dòng)工控用雷達(dá)制造商。公司的雷達(dá)傳感器是使用世界上最先進(jìn)的平面微帶技術(shù)制造而成，體積小、集成化程度高、感應(yīng)靈敏。Innosent公司成立于1999年，公司有大批研發(fā)人員有二三十年的雷達(dá)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)的傳感器遠(yuǎn)銷世界各地，被廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)開門，交通測速測距測流量、測液位、安防闖入告警、計(jì)數(shù)器、體育測速等方面。

（本文由深圳市華儒科技有限公司 李明宇 先生提供）