倒车雷达,又名倒车防撞雷达、泊车辅助装置,像一把无形的尺,丈量着车后方的障碍物距离,保卫着车辆与行人的安全。
倒车雷达发明于20世纪70年代,最早用于军事领域。1982年,丰田在新款Corona(光冠)车型上配置了后倒车雷达,装置在车尾的雷达通过灯光和蜂鸣声为驾驶员提示车距,倒车雷达的出现有效解决了汽车倒车时的视野盲区问题,而这一重要里程碑标志着倒车雷达进入汽车民用领域。
倒车雷达究竟是如何测量距离的?
超声波传感器、控制器和显示器等部分共同组成了一个完整的倒车雷达系统:
超声波传感器:主要功能是发出和接收超声波信号
控制器:对信号进行处理,计算障碍物距离与方位
显示器:显示障碍物距离与方位,并在达到危险距离时进行声光报警
与上述三个组成部分相对应,倒车雷达的工作流程也主要分为三个步骤:
超声波发射和接收:控制器控制超声波传感器发射超声波,并同步接收反射波
信号处理:计算超声波发射和返回的时差,根据已知声速(340m/s),计算距离
显示和报警:通过显示器将障碍物距离与方位直观反馈给驾驶员
倒车雷达发出的超声波是什么样的?
超声波看不见、摸不着,甚至也无法被人耳听见,那么,如何直观地展示倒车雷达的超声波信号呢?
显然这对于奥音贝这样的专业声学测量公司不是一个难题,我司工程师使用支持192kHz采样率的Q041H-T-2型数据采集仪搭配频率范围4~100kHz的MNP4120型传声器构建了一套简单轻便的超声波测量系统,并挑选了某品牌SUV(左图)与轿车(右图)两款车型进行实际测试。
对两种车型的倒车雷达进行2s长时间采集,对比时域数据可发现,超声波测距信号为快速的瞬态强信号,SUV超声波信号发射频率为2秒12次,而轿车为2秒18次。
两种车型数据都有大约23Hz来自汽车引擎与排气管的低频噪声。
从两种车型时频图可见超声波测距信号主频率大约51kHz,且能量较强。
随机提取两种车型的一组超声波测距信号观察可发现,原来神秘的超声波测距信号实际上就是频率大约为51kHz的16个周期的超声波,对比两种车型的信号,并无明显差异。
我司基于便捷专业的测量系统,揭开了倒车雷达的秘密,将超声波无形的信号图像化,让我们对其有一个直观的了解,并为倒车雷达的研究提供数据基础。未来,我司也会持续优化测量系统,深入探索声学领域,为更多相关技术的发展提供精准的数据支持,推动行业不断进步。