基于超聲波傳感器的側視輔助系統設計

龍琴

（北京汽車研究總院有限公司電子電器與空調部，北京　101300）

基于超聲波傳感器的側視輔助系統設計

龍琴

（北京汽車研究總院有限公司電子電器與空調部，北京101300）

介紹基于超聲波傳感器的側視輔助系統的設計，詳細闡述側視輔助系統的設計方案。關鍵詞：超聲波傳感器；側視輔助系統；盲區

汽車存在四大視覺盲區：前盲區 （發動機蓋前看不到的地方）、后盲區 （車輛后面的盲區）、后視鏡盲區 （車兩邊的后視鏡只能看到車身兩側，看不到車身左后方及右后方區域）和AB柱盲區 （由于擋風玻璃兩側的A、B柱遮擋的視覺區域）。由于后視鏡盲區的存在，駕駛員在進行并線超車時，疏于過肩轉頭目測后視鏡盲區內的車輛，容易造成剮蹭、追尾等交通事故。側視輔助系統可消除側向視野盲區的影響，在變道時為駕駛員提供觀察幫助，當危險臨近時發出警報提示。

1　系統組成

側，后保險杠上的2個傳感器用來偵測車道左右兩側盲區的情況，而前保險杠上兩側的傳感器的主要作用是警報真實性核查，控制器用于判斷是否需要報警及將報警信號提供給組合儀表和報警指示燈進行報警。

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

圖1　側視輔助系統組成

2　系統指標

2.1探測范圍

側視輔助系統能夠監測車輛側后方的區域，當車速低于65km/h，探測區域大小為2.4m×2.4m；當車速大于65 km/h，探測區域大小為3m×3 m，其探測范圍見圖2所示。

圖2　側視輔助系統探測范圍

2.2報警要求

為了描述側視輔助系統報警要求，定義了與側視輔助系統相關的區域位置，見圖3。

依據ISO 17387 Intelligent transport systems——Lanechangedecisionaidsystems（LCDAS）——Performance requirements and test procedures對報警要求進行了定義，側視輔助系統不能報警如圖4所示，側視輔助系統必須報警如圖5所示，側視輔助系統對于在該區域內的障礙物是否報警不做要求，如圖6所示。

圖3　報警需求圖表［1］

圖4　側視輔助系統不能報警示意圖

2.3識別率

在100 km路段測試中 （其中40%高速路段、40%城市路段、20%鄉村路段），系統誤報警不能超過4次（包括盲區有車系統未報警及盲區無車系統報警兩種情況）。

3　系統設計

3.1傳感器選型

傳感器選用頻率為48kHz的數字式超聲波傳感器，抗干擾能力較強，其垂直探測角度為60°，水平探測角度為120°，與用于倒車雷達的超聲波傳感器有所不同，其需要有較遠的探測距離，其探測區域如圖7所示。

圖5　側視輔助系統必須報警示意圖

圖6　側視輔助系統報警不做要求示意圖

3.2上電自檢

為了確認系統中各組件能正常工作，在系統工作前進行自檢，系統上電時，側視輔助控制器進行內部系統自檢及報警指示燈的自檢。如系統正常，側視輔助報警指示燈點亮3s后熄滅；如系統存在故障 （如報警指示燈損壞），自檢完成后組合儀表顯示 “側視輔助系統故障”，側視輔助系統關閉。

圖7　傳感器探測區域

3.3報警設計

根據實際行車情況，對側視輔助系統是否報警做如下設計，見表1。

表1　側視輔助系統報警設計

報警分為2個等級：等級1，當不激活轉向燈時且盲區有車時，同側側視輔助報警燈點亮；等級2，當激活左轉向燈且左側盲區有車時，左側側視輔助報警燈點亮，同時組合儀表發出蜂鳴報警聲；當激活右側轉向燈且右側盲區有車時，右側側視輔助報警燈點亮，同時組合儀表發出蜂鳴報警。

3.4系統啟動和關閉策略設計

側視輔助系統根據車速、擋位及轉向盤轉角及自身系統是否存在故障進行功能的開啟及關閉。考慮在低速時，側視輔助功能的需求較少，當車速小于30 km/h時，系統自行關閉；考慮中國絕大部分地區限速為120km/h，且在高速時側視輔助傳感器探測誤差較大，容易誤報，當車速大于140km/h時，系統自動關閉；在進行轉彎行駛時，轉向盤轉角超過100°時，或系統存在故障時，系統自動關閉。具體的啟動及關閉策略見圖8。

圖8　側視輔助系統啟動和關閉策略圖

4　結語

基于超聲波傳感器實現的側視輔助系統，相比較于用攝像頭實現的側視輔助系統，可以在各種天氣狀況和能見度下 “全天候”工作，不會因雨雪天氣或由于能見度降低，其監測效果受到影響；相比較于用毫米波雷達實現的側視輔助系統，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工作。