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车载毫米波雷达的电动调节系统设计探讨赞

新闻
来源: 作者: 2019-02-13 22:12:28

传感器对智能驾驶汽车至关重要,能让汽车「感知」周围的环境,汽车采集到环境信息后经过过滤分析作出正确判断。毫米波雷达让汽车具有前方碰撞预警、自动紧急制动、自适应巡航、盲点检测、变道辅助及后方碰撞预警等功能,使得汽车变得更安全、更智能。

毫米波雷达与摄像头、激光雷达、超声波雷达相比,

车载毫米波雷达的电动调节系统设计探讨赞

不仅具有高距离分辨率、高角度分辨率、高速度分辨率,还具有不受恶劣天气及极端光线影响的优势。随着技术的进步,半导体的成本下降,毫米波雷达的成本逐渐降低到中低端汽车可以装配。

随着车载毫米波雷达应用的普及,其智能自适应调节功能应用也将成为未来发展的趋势。毫米波雷达对整车布置的角度要求较高,但目前还没有成熟调节机构来消除偏差以及自适应的调节,在一定程度上限制了探测范围。本文通过探索后形成了一套电动调节系统方案,具有调节角度精确可控、便捷、角度行程大的特点,为将来智能自适应调节功能的实现做了铺垫。

系统方案

图 1、毫米波雷达视野

毫米波雷达视野精度要求比较高:长距离毫米波雷达的水平视野角 ±10°,精度需要达到 ±0.5°;中距离毫米波雷达的水平视野角 ±45°,精度需要达到 ±1°,如图 1 所示。

图 2、安装方式

目前毫米波雷达安装方式如图 2 所示,通过 4 颗螺钉固定在板件支架上,再安装在车身上。此安装模式只能通过加减叠片实现角度调节,调整过程需要不停反复安装,这给标定工作带来很大的困难,而且效率低下。

图 3、电动调节支架

针对目前的状况,设计了双维度空间可调的电动调节支架(见图 3),满足调节要求,极大提高了标定工作效率。电动调节支架无论位于保险杠中间还是保险杠内两侧,都可以通过红外遥控进行电动调节,且可以实时观看到调节后的效果。

将来调节支架不仅是电动可调的,更可以像自适应大灯一样进行智能调节。系统在工作开始时,接受来自悬架装置的传感器信号以及 ABS 系统的车速信号,可以而是以更理智的心态去接受爱情细水长流的平淡;人生判断汽车是静止还是恒速状态,汽车一旦启动,系统就开始修正支架的角度。如果汽车进入波动较大的工况时,系统的信号处理速度更快,几分之一秒就可以调整毫米波雷达的角度,视野更为清晰,行驶更为安全。

图 4、调节系统 3 大板块

针对目前的状况所设计的电动调节系统包括 3 个板块:控制板块、动力板块以及执行板块(见图 4),以下为几方面技术效果:

(1)上下、左右双维度的无级调节功能,调节角度为上下 10°、左右 10°;

(2)精确锁止功能,动力输出即时解锁,停止即时精确锁止;

(3)红外遥控功能,较长距离调节遥控执行机构。

有了自己的那束阳光才更加的耀眼控制板块

图 5、控制板块

控制板块具有 6 个模块组,分别为红外模块组、单片机模块组、继电器模块组、稳压可以让你少奋斗10年的工作经验模块组、控制模块框架和电池组(见图 5)。

图 6、电控示意图

红外遥控器发出信号,由红外模块组接收信号,再传输给单片机模块组进行信号处理,接着由单片机模块组发出指令给继电器模块组来控制大电流,4 个继电器控制 2 个电机正、反转,见图 6。

图 7、红外模块组工作原理图

整个系统运转的电动调节控制策略:开始红外模块组初始化,红外接受器通过不停扫描来接收发送的信号,见图 7。

图 8、控制板块工作原理图

接收到的信号有效就辨别哪个按键按下,识别顺序为 k1、k2、k3、k4,如 k1 键按下则执行打开继电器 1,在这过程中不断检测是否 k5 键按下,没按下则保持原状,按下则关闭继电器 1,此后返回到红外接受器不停扫描信号的状态,如果 5 min 没有收到有效的红外中断信号则程序结束。k2、k3、k4 中的一个键被按下策略与 k1 键被按下的策略一样,见图 8。

动力板块

图 9、动力板块及原理图

动力板块包括 4 个区域:动力产生区域、减速区域、锁止区域和动力输出区域,见图 9。控制板块输出大电流供给动力产生区域的微电机,从而产生16000 r/min 高速旋转,动力经过减速区域的减速齿轮组后输出低速旋转,继续经过锁止区域,具体通过齿轮锁止拨盘进行拨动解锁,依次传递给锁止芯、锁止橡胶芯、传动芯,然后由锁止输出支架输出给凸轮进行转动,这过程实现了减速和解锁输出。

执行板块

图 10、执行板块

执行板块的功能实现上下、左右 4 个维度的无级调节功能,调节角度为上下 10°、左右 10°,主要由 3 块平台底座组成:下部底座、中部底座、上部底座(见图 10)。下部底座的作用是连接保险杠、承载中部底座以及横向动力总成,实现上下 10° 的角度调节。中部底座承载上部底座以及纵向动力总成,实现左右 10° 的角度调节。上部底座为毫米波雷达的安装。

图 11、凸轮机构

执行板块的关键结构在于凸轮机构(见图 11)。

凸轮滑槽的轨迹线为渐开线,使凸轮滑轴运动匀速上升或者匀速下降,同时凸轮滑槽与凸轮滑轴之间的配合间隙要求较高,关系到运动的抖动性。

结语此系统方案具备调节角度精确可控、便捷、角度行程大的特点,符合目前调节需求。经过制作样件、组装测试、试验后,发现还有许多优化工作需要继续,如动力的匹配需要优化、凸轮和凸轮滑轴之间的间隙需要优化以及精度需要提高等。毫米波雷达的电动调节系统随着不断的探索和优化,将会更加精简和智能。

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