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自動(dòng)泊車系統(tǒng)摘要：現(xiàn)在城市發(fā)展迅速，汽車保有量快速增長，泊車環(huán)境日益復(fù)雜，所以自動(dòng)泊車系統(tǒng)將成為汽車安全輔助系統(tǒng)之一。自動(dòng)泊車系統(tǒng)使用傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位，使用電動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)方向盤自動(dòng)控制。關(guān)鍵詞：自動(dòng)泊車，超聲波傳感器，電動(dòng)轉(zhuǎn)向一、引言：自動(dòng)泊車系統(tǒng)是通過傳感器系統(tǒng)和電動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)密切配合實(shí)現(xiàn)的。合理的安裝超聲波傳感器群組實(shí)現(xiàn)對(duì)車身周邊環(huán)境自動(dòng)感知，再通過方向盤進(jìn)行電動(dòng)轉(zhuǎn)向控制，根據(jù)智能控制器的輸出來實(shí)現(xiàn)車輛動(dòng)作的自動(dòng)控制，但是檔位與剎車還是需要人為控制，現(xiàn)在還達(dá)不到全智能化。二、超聲波傳感器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 1、超聲波傳感器的基本結(jié)構(gòu)超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。圖1 超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)圖 2、超聲波傳感器測距原理超聲波傳感器發(fā)出的超聲波是一種傳遞信息的媒體，它與機(jī)械振動(dòng)密切相關(guān)，可以由物體的撞擊、運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)以波的形式向外傳播。超聲波的物理特性：（1） 傳播類似于光線，遵循幾何光學(xué)的規(guī)律，速度與聲波相同；（2） 波長很短，方向性強(qiáng)：（3） 能夠產(chǎn)生窄脈沖:（4） 功率大，超聲波能夠產(chǎn)生并傳遞強(qiáng)大的能量。因?yàn)槁暡ㄔ诮橘|(zhì)中以縱波傳播，所以當(dāng)聲波遇到尺寸大于他的波長時(shí)的目標(biāo)物體阻擋時(shí)就會(huì)發(fā)生反射，而反射波就是我們通常稱的回聲?；芈曉诳諝饨橘|(zhì)中傳播的速度是已知的，通過測量聲波從聲源到達(dá)目標(biāo)然后返回聲源的時(shí)間，就可以計(jì)算出聲波到目標(biāo)的距離。圖2 超聲波傳感器工作原理圖 3 、自動(dòng)定位的實(shí)現(xiàn)原理 由超聲波的物理特性可以得出要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的自動(dòng)定位有效的測量出車輛周圍環(huán)境信息，必須要多個(gè)傳感器聯(lián)合使用。為實(shí)現(xiàn)平行泊車及泊車位的位置預(yù)測一共需要安裝16個(gè)超聲波傳感器，車身兩側(cè)各需裝6個(gè)，3個(gè)為一組，分別裝在車身的前后部；車頭車尾各安裝2個(gè)。車身兩側(cè)的傳感器為找車位倒車提供準(zhǔn)確的環(huán)境信息；車頭車尾的傳感器為車輛進(jìn)入泊車位時(shí)提示前進(jìn)方向，調(diào)整車輛姿態(tài)。圖3 超聲波傳感器布局三、超聲波傳感測量誤差的分析1、數(shù)據(jù)分析表1 部分測量誤差表 （CM）實(shí)際距0102030405060708090測量距離012.722.632.642.352.361.471.681.491.2誤差02.72.62.22.32.31.41.61.41.2實(shí)際距離100110120130140150160170180190測量距離100.6110.5120.9130.6139.7150.4160.2170.4181.1190.6誤差0.60.50.90.60.30.40.20.41.10.6 通過上表可以知道超聲波傳感器所測量的距離與實(shí)際的距離存在一定的誤差，距離越小誤差越大。2、影響超聲波測量主要因素（1）空氣密度 聲速受密度的影響較大，空氣密度主要受壓強(qiáng)、溫度、濕度等因素的影響。所以，在不同的環(huán)境中測量出來的距離會(huì)出現(xiàn)誤差。（2）聲波的反射問題當(dāng)被測物體與傳感器成一定角度的時(shí)候，所探測的距離和實(shí)際距離有個(gè)三角誤差；在特定的角度下，發(fā)出的聲波被光滑的物體鏡面反射出去，因此無法產(chǎn)生回波，也就無法產(chǎn)生距離讀數(shù)，這時(shí)超聲波傳感器會(huì)忽視這個(gè)物體的存在；在探測墻角或者類似結(jié)構(gòu)的物體時(shí)會(huì)出現(xiàn)多次反射現(xiàn)象，聲波經(jīng)過多次反彈才被傳感器接收到，因此實(shí)際的探測值并不是真實(shí)的距離值。（3）時(shí)間測量的誤差 超聲波傳感器接收到由物體反射回來的時(shí)間脈沖由于各種原因接收到的時(shí)間脈沖并不是實(shí)際的時(shí)間脈沖；超聲波傳感器內(nèi)部電路的電阻電容存在熱噪聲，導(dǎo)致電路延遲引起測量時(shí)間誤差；超聲波傳感器所接收到的超聲波可能是被被測量物體側(cè)面或側(cè)面旁其他物體漫反射，所以，測量的距離并不是實(shí)際距離。圖4 超聲波傳感器接收電路圖3、使用注意事項(xiàng) 由于超聲波傳感器在實(shí)際測量中存在一定的誤差，為了能夠減小測量誤差，在平時(shí)的使用要注意以下事項(xiàng)： (1)安裝高度：一般離地：5065cm。 (2)經(jīng)常清洗探頭，防止積土。 (3)不要用堅(jiān)硬的東西將探頭表面遮住，會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)或測距不準(zhǔn)，如泥漿把探頭表面覆蓋。 (4)冬天避免結(jié)冰。 (5)注意探頭安裝朝向，要按UP朝上安裝。 (6)探頭不建議安裝在金屬板材上，因?yàn)榻饘侔宀恼駝?dòng)時(shí)會(huì)引起探頭共振，產(chǎn)生誤報(bào)。 四、目前的自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)主要功能 自動(dòng)倒車輔助系統(tǒng)會(huì)運(yùn)用超聲波傳感器掃描道路兩側(cè)，通過比較停車空間和車身長度來尋找合適的停車位。發(fā)現(xiàn)適合的位置后，聲音的緊密程度會(huì)自動(dòng)提示，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)引導(dǎo)車輛進(jìn)入駐停區(qū)域，掛上倒車檔，自動(dòng)倒車輔助系統(tǒng)即會(huì)自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向操作，此時(shí)您只需控制油門和制動(dòng)，即可將車停進(jìn)停車位。此外，中文導(dǎo)航系統(tǒng)的液晶顯示屏，會(huì)直接顯示障礙物與車輛之間位置關(guān)系的圖像，使駕駛者更從容實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的控制。五、結(jié)束語 自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)作為汽車智能發(fā)展的代表系統(tǒng)，在今后的汽車中將會(huì)更好的改善汽車的舒適性與安全性。目前的泊車輔助系統(tǒng)，并未真正意義實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車，未來這將是主要的研究方向，希望這套系統(tǒng)在今后的車上能夠做到自動(dòng)防撞功能。參考資料1蘇煒、龔辟建、潘笑.超聲波測距誤差分析.武漢：傳感器技術(shù)，2004年06期2孫傳錚、蔡玉良.單片微機(jī)超聲波汽車倒車測距儀.上海：微機(jī)與應(yīng)用，1996年07期3吳妍.汽車倒車?yán)走_(dá)預(yù)警系統(tǒng)研究.武漢：武漢理工大學(xué)，20074吳諧.智能自動(dòng)泊車系統(tǒng)研究.南京：南京理工大學(xué)，20085李建鋒.汽車輔助系統(tǒng)的控制策略和算法研究.西安：西南交通大學(xué)，2010