汽车智能传感器装调与测试课件任务14超声波雷达调试

汽车智能传感器装调与测试

任务十四超声波雷达调试

中德诺浩（北京）

教育科技股份有限公司提出问题1.超声波雷达由哪些部分构成？2.超声波雷达如何测量距离？场景某国产自主品牌汽车试制车间人物车间班组长张师傅、实习试制装调技师小宋情节小宋在张师傅的指导下为智能网联样车安装了超声波雷达。超声波雷达是否能够正常工作呢？超声波雷达到底是如何工作的呢？小宋带着这些疑问跟随张师傅开始了超声波雷达的调试工作。如果你是小宋，你将如何开始自己的工作呢？任务导入

任务目标

能根据装调手册按照测试规范，规范完成超声波雷达在车辆ADAS功能开启下来的功能测试。

能根据装调手册规范操作超声波雷达调试主机，完成超声波雷达调试工作。

超声波雷达是利用超声波在超声场中的物理特

性和各种效应，将超声

能量定向传输，并按预

期接收反射波，实现超

声测距功能的车用传感

器。任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达的组成◆1.振动膜片◆2.芯插头连接◆

3.连接环任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达外观任务实施1.电子模块

2.压电陶瓷

3.连接环

4.膜片

5.超声波

6.障碍物

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达内部结构7.插头◆次声波：振动频率低于20Hz的机械波。◆可闻声波：振动频率在20Hz—20kHz的机械波。◆超声波：振动频率高于20kHz的机械波。任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习声波的频率分类超声波是频率很高、波长很短的机械波，衍射现象不明显。超声波像光波一样具有良好的方向性，可以定向发射，可以把超声波近似看成是沿直线传播。任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波特性

1.方向性好超声波测距超声波特性

2.能量大由于超声波的频率高，所以在相同振幅时，超声波比普通声波的能量大。超声波加湿器任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波洗牙介质的吸收系数越小，衰减越慢，

超声波对该介质的穿透本领越大。如超声波探伤等。任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波特性

3.穿透本领大超声波探伤由于超声波的波长短，所以较小的反射体如人体组织中的小病变，都能引起明显的反射。任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波特性超声波B超检测仪

4.反射显著

由控制器控制脉冲调制电路产生一定频率的脉冲

脉冲调制电路驱动超声波传感器向一个方向发射

超声波

在发射的同时计数器开始计数

超声波在空中传播遇到障碍物时撞击障碍物表面

时反射回来

超声波接收器接收到反射后超声波立即停止发射

超声波

接收电路接收到超声波信号后将转换成电信号送

至控制器进行数据处理任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达工作原理超声波雷达超声波发射头发出的超声波脉冲，经介质（空气）传到障碍物表面，反射后通过介质（空气）传到接收头，测出超声波脉冲从发射到接收所需的时间，根据介质中的声速，求得从探头到障碍物表面之间的距离L。任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达工作原理设探头到障碍物表面的距离为S，超声波在空气中的传播速度为v（约为340m/s），从发射到接收所需的传播时间为t，当发射头和接收头之间的距离远小于探头到障碍物之间的距离时，则有，即测出传播时间，得到与被测目标之间的距离。任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达工作原理超声波雷达通过CAN总线向主机发送探测数据。通常雷达在初始

状态默认数据不输出，当主机（又

称终端或者主设备）发送控制指令

后，雷达输出探测数据。任务实施超声波雷达系统通信机制与数据解析

超声波雷达系统调试

知识学习IDDLCByte0Byte1Byte20x6010x030xb30x100xffIDDLCByte0Byte1Byte20x6010x030xb30x100x00超声波雷达只接收ID为0x601的数据，不接收其他ID的数据。例如，某超声波雷达系统中，需要雷达工作时，主机向雷达发送如表所示报文。任务实施超声波雷达系统通信机制与数据解析当主机命令雷达停止工作时，向雷达发送给如表所示报文。

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达探测到物体并将信息发送给主机时，采用数据帧格式为0-8个字节。以某典型超声波雷达系统为例：◆当超声波雷达发送的ID为0x0611时（发送1-4号探头数据），每路探头数据由2位十进制BCD码

（先高字节，后低字节，长度单位为mm）。◆当超声波雷达发送的ID为0x0612时（发送5-8号探头数据），每路探头数据由2位十进制BCD码

（先高字节，后低字节，长度单位为mm）◆当雷达为接线或者线路存在断路时，恒定输出个5005mm。◆当探头探测不到物体时恒定输出5000mm。ID0x0611数据15

50

17

00

12

00

16

00雷达编号1号雷达2号雷达3号雷达4号雷达探测距离1550mm1700mm1200mm1600mm任务实施超声波雷达系统通信机制与数据解析

超声波雷达系统调试

知识学习雷达编

号设定雷达阈值设置任务实施雷达调试工作

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达调试为探测车辆周围360度环境，全车四周安装多个超声波雷达进行工作，如图

所示，因此当主机收到某个雷达的探测

信号后，需要对应该结果来自车辆的具

体方位。任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达调试1.雷达编号设定步骤2将雷达编号与

位置输入主机步骤1为雷达编号步骤3对调试结果

进行检查任务实施超声波雷达调试1.雷达编号设定

超声波雷达系统调试

知识学习雷达编号设定工作流程◆将车辆前部从左向右依次编号为1-4号，车辆尾部从左向

右顺序依次编号为5-8号，车辆左右两侧有雷达的情况，编

号一般进行顺延。◆将雷达位置及其编号输入主机系统。◆结果检查方法为开启主机系统后，调试人员用手或者挡板遮挡某个编号（方位）的超声波雷达，查看系统界面中所显示探测结果是否与实际对应。任务实施超声波雷达调试1.雷达编号设定

超声波雷达系统调试

知识学习•

雷达探头前方没有障碍物，系统不报警，中控屏不显示或者显示为绿色。•

有障碍物但是距离较远时，系统报警声频率较低，中控屏上相关区域显示为黄色。对应为低报阈值，数值较大，代表一个较远的报警距离。•

有障碍物且距离很近时，系统急促声音报警并显示红色以警告驾驶。对应为高报阈值，数值较小，代表一个较近的报警距离。阈值设置应得当，阈值设置太大会造成系统频繁报警，使驾驶员过度紧张；阈值设置太小，可能造成驾

驶员反应不及时导致车辆撞击障碍物。任务实施超声波雷达调试2.雷达阈值设置

超声波雷达系统调试

知识学习某超声波雷达系统阈值设定界面如图所示，该系统当前阈值设置1号雷达高报为0.36m，低

报为1.5m。其他雷达高报为0.9m，低报为1.5m。任务实施

超声波雷达系统调试

知识学习超声波雷达调试2.雷达阈值设置分组方法：报数法每位同学1到

5报数，报数相同的同学分为一组，每一组同学报的数为该组的组别组员3组员4￭

每

5

人一组。￭

组内推选出组长。5分

钟任务实施

技能操作、

超声波雷达系统调试分组选组长操作准备组长组员2组员1分工注意事项•小组成员轮流查看

超声波雷达部件壳

体上的信息•小组成员轮流对超

声波雷达部件进行

外观检查组内分工5分

钟任务实施

技能操作

超声波雷达系统调试操作准备协助与

信息查询

操作监督与管理记录操作5分

钟任务实施工具准备任务实施场地整理资料查询

工

作

目

标

超声波雷达部件检查

技能操作

超声波雷达系统调试操作准备-制定计划工作

流程工作

总结提示•核对维修手册与雷达部件壳体

上的信息•

记录并说出各信息含义，作用5分

钟任务实施

技能操作

超声波雷达系统调试各小组推派代表

汇报计划制定情况汇

报

计

划操作准备•

超声波雷达、系统主机•

智能网联传感器装调平台或智能网联实训车辆•

车辆装调手册•

手套5分

钟任务实施

技能操作

超声波雷达系统调试资料/手册准备个人防护准备工具

准备场地准备•

保持传感器表面清洁•

保持场地清洁•

不可暴力操作•

小心碰撞•

规范拆卸•

合理规划时间实操时间40

分钟（组长把控工作进度）将任务实施过程按要求填写记录在工作页表格中。任务实施

技能操作

超声波雷达系统调试实训操作学习要求!注意事项安全提示

1.倒车辅助系统倒车雷达全称为倒车防撞雷达又称泊车辅助装置，根据超声

波雷达的测距原理检测障碍物的

距离，是汽车泊车或倒车时的安

全辅助装置。任务实施、

超声波雷达系统整车测试

知识学习超声波雷达应用任务实施提高驾驶的安全性、

超声波雷达系统整车测试视线模糊缺陷扫除视野死角

知识学习超声波雷达应用

1.倒车辅助系统

2.泊车库位检测车辆利用两个超声波雷达采集距离数据并对汽车速度进行积分计算。通过距离数据和速度积分数据检测停车位，结合两个超声波雷达的检测结果确定有效停车位，最后

根据最小距离数据确定障碍点位置坐标。任务实施、

超声波雷达系统整车测试

知识学习超声波雷达应用

2.泊车库位检测将t1时刻到t2时刻的车速做积分即可得到车位的近似长度，如果近似认为车速为匀速行驶，直接用车速乘以（t2-t1）即可。任务实施、

超声波雷达系统整车测试

知识学习超声波雷达应用

3.自动泊车智能网联汽车在自动泊车过程中会持续使用超声波传感器检测车位和

障碍物，自动操作方向盘和制动器，实现自动泊车。任务实施、

超声波雷达系统整车测试

知识学习超声波雷达应用

3.自动泊车以侧方位停车为例：在泊车过程中，车辆通过超声波雷达检测的长度超过车辆泊入所需的最短长度时，则认为当前空间有车位。汽车就会持续使用超声波传感器检测车辆与车位间的相对位置关系，同时检测行驶路径上的障碍物，自动操作转向盘和制动器，实现自动泊车。任务实施、

超声波雷达系统整车测试

知识学习超声波雷达应用自动泊车超声波雷达探测功能不良的表现◆雷达无法探测到目标◆探测延迟◆探测错误等任务实施雷达探测功能影响因素与测试准备、

超声波雷达系统整车测试

知识学习雷达探测性能下降的因素◆自身因素：主要是雷达表面被冰雪、积水、尘土等异物附着◆环境因素：气候条件不良（如大雨、大雪、浓雾等）；道路凹凸不平或其他原因造成本车颠簸或晃动；周围有相同频率的声波音源干扰。◆被探测目标因素等：如雪花、泡沫、棉质物体等；

车辆附近有能够导致声波错误反射的物体；目标为高处悬挂的金属物体或路旁的金属物体；被探测物体体积过小。任务实施雷达探测功能影响因素与测试准备、

超声波雷达系统整车测试

知识学习不易侦测到的情况超声波雷达系统整车测试

通过运行整车或实训平台的超声波雷达相关的ADAS功能，测试超声波雷达系统性能并对系统进行检查。测试步骤（以自动泊车系统为例）◆根据场地条件和车辆功能配置选择所开启的ADAS功能。◆通过自动倒车入库、自动侧方位停车两个应用场景测试。◆查看超声波雷达系统是否正常开启、是否正确探测到车辆周围的物体或车辆、探测画面是否在屏幕正常显示、蜂鸣

器是否正常工作且声音频率随探测距离变化。任务实施、

超声波雷达系统整车测试

知识学习常见故障排故思路ADAS系统正常启动，超声波雷达不工作，蜂鸣器无

提示声音雷达系统没有进入工作状态，应先检查蜂鸣器是否正常，再

检查电源线、接收器和各传感器的连线是否接触良好并连接

正确。如果上述检查均正常，则表明雷达主机损坏。ADAS系统正常启动，超声波雷达不工作，蜂鸣器正常雷达系统能进入工作状态，可能存在超声波雷达与控制单元

之间电路问题、超声波雷达自身故障及超声波雷达控制单元

端点故障。ADAS系统正常启动，超声波雷达误报警先确认雷达附近有无障碍物，再检查传感器安装是否正确，尤其是检查传感器固定卡是否将传感器压得太紧。若上述检查均正常，则说明传感器有故障，可断开相应连线进行判断。ADAS系统正常启动，超声波雷达无法与显示控制单

元通信先确认雷达附近有无障碍物，再检查传感器安装是否正确，尤其是检查传感器固定卡是否将传感器压得太紧。若上述检查均正常，则说明传感器有故障，可断开相应连线进行判断。任务实施超声波雷达系统常见测试故障排除、

超声波雷达系统整车测试

知识学习分工注意事项•两名同学负责操作

雷达测试•一名同学负责协助

检查雷达功能是否

正常运行•一名同学记录•一名同学监督与管

理组内分工5分

钟任务实施

超声波雷达系统整车测试

技能操作操作准备协助与

信息查询

操作监督与管理记录操作5分

钟任务实施

工

作

目

标

超声波雷达系统整车测试工具准备任务实施场地整理资料查询、

超声波雷达系统整车测试

技能操作操作准备-制定计划工作

流程工作

总结提示•小组讨论确定雷达功能测试•制定好测试流程•

注意核对部件零件号、性能参

数是否与装调手册一致5分

钟任务实施、

超声波雷达系统整车测试

技能操作各小组推派代表

汇报计划制定情况汇

报

计

划操作准备•超声波雷达、纸、笔、直尺、卷尺•

智能网联传感器装调平台或智能网联实训车辆•

车辆装调手册•

手套5分

钟任务实施、

超声波雷达系统整车测试

技能操作资料/手册准备个人防护准备工具

准备场地准备•

保持传感器表面清洁•

保持场地清洁•

不可暴力操作•

注意分辨雷达类型•

合理规划雷达设置•