基于超声波传感器的侧视辅助系统设计

龙琴

（北京汽车研究总院有限公司电子电器与空调部，北京　101300）

基于超声波传感器的侧视辅助系统设计

龙琴

（北京汽车研究总院有限公司电子电器与空调部，北京101300）

介绍基于超声波传感器的侧视辅助系统的设计，详细阐述侧视辅助系统的设计方案。关键词：超声波传感器；侧视辅助系统；盲区

汽车存在四大视觉盲区：前盲区 （发动机盖前看不到的地方）、后盲区 （车辆后面的盲区）、后视镜盲区 （车两边的后视镜只能看到车身两侧，看不到车身左后方及右后方区域）和AB柱盲区 （由于挡风玻璃两侧的A、B柱遮挡的视觉区域）。由于后视镜盲区的存在，驾驶员在进行并线超车时，疏于过肩转头目测后视镜盲区内的车辆，容易造成剐蹭、追尾等交通事故。侧视辅助系统可消除侧向视野盲区的影响，在变道时为驾驶员提供观察帮助，当危险临近时发出警报提示。

1　系统组成

侧，后保险杠上的2个传感器用来侦测车道左右两侧盲区的情况，而前保险杠上两侧的传感器的主要作用是警报真实性核查，控制器用于判断是否需要报警及将报警信号提供给组合仪表和报警指示灯进行报警。

侧视辅助系统由侧视辅助控制器、4个侧视辅助传感器、外后视镜上的报警灯以及组合仪表组成 （图1）。侧视辅助传感器采用超声波传感器，用于发射和接收反射回波，分别位于车辆前后保险杠的左右两

图1　侧视辅助系统组成

2　系统指标

2.1探测范围

侧视辅助系统能够监测车辆侧后方的区域，当车速低于65km/h，探测区域大小为2.4m×2.4m；当车速大于65 km/h，探测区域大小为3m×3 m，其探测范围见图2所示。

图2　侧视辅助系统探测范围

2.2报警要求

为了描述侧视辅助系统报警要求，定义了与侧视辅助系统相关的区域位置，见图3。

依据ISO 17387 Intelligent transport systems——Lanechangedecisionaidsystems（LCDAS）——Performance requirements and test procedures对报警要求进行了定义，侧视辅助系统不能报警如图4所示，侧视辅助系统必须报警如图5所示，侧视辅助系统对于在该区域内的障碍物是否报警不做要求，如图6所示。

图3　报警需求图表［1］

图4　侧视辅助系统不能报警示意图

2.3识别率

在100 km路段测试中 （其中40%高速路段、40%城市路段、20%乡村路段），系统误报警不能超过4次（包括盲区有车系统未报警及盲区无车系统报警两种情况）。

3　系统设计

3.1传感器选型

传感器选用频率为48kHz的数字式超声波传感器，抗干扰能力较强，其垂直探测角度为60°，水平探测角度为120°，与用于倒车雷达的超声波传感器有所不同，其需要有较远的探测距离，其探测区域如图7所示。

图5　侧视辅助系统必须报警示意图

图6　侧视辅助系统报警不做要求示意图

3.2上电自检

为了确认系统中各组件能正常工作，在系统工作前进行自检，系统上电时，侧视辅助控制器进行内部系统自检及报警指示灯的自检。如系统正常，侧视辅助报警指示灯点亮3s后熄灭；如系统存在故障 （如报警指示灯损坏），自检完成后组合仪表显示 “侧视辅助系统故障”，侧视辅助系统关闭。

图7　传感器探测区域

3.3报警设计

根据实际行车情况，对侧视辅助系统是否报警做如下设计，见表1。

表1　侧视辅助系统报警设计

报警分为2个等级：等级1，当不激活转向灯时且盲区有车时，同侧侧视辅助报警灯点亮；等级2，当激活左转向灯且左侧盲区有车时，左侧侧视辅助报警灯点亮，同时组合仪表发出蜂鸣报警声；当激活右侧转向灯且右侧盲区有车时，右侧侧视辅助报警灯点亮，同时组合仪表发出蜂鸣报警。

3.4系统启动和关闭策略设计

侧视辅助系统根据车速、挡位及转向盘转角及自身系统是否存在故障进行功能的开启及关闭。考虑在低速时，侧视辅助功能的需求较少，当车速小于30 km/h时，系统自行关闭；考虑中国绝大部分地区限速为120km/h，且在高速时侧视辅助传感器探测误差较大，容易误报，当车速大于140km/h时，系统自动关闭；在进行转弯行驶时，转向盘转角超过100°时，或系统存在故障时，系统自动关闭。具体的启动及关闭策略见图8。

图8　侧视辅助系统启动和关闭策略图

4　结语

基于超声波传感器实现的侧视辅助系统，相比较于用摄像头实现的侧视辅助系统，可以在各种天气状况和能见度下 “全天候”工作，不会因雨雪天气或由于能见度降低，其监测效果受到影响；相比较于用毫米波雷达实现的侧视辅助系统，其成本更低，更易于推广。

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

（编辑陈程）

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

龙琴 （1981-），女，从事汽车电子电器的开发工作。