智能汽车传感器检测 课件 04-1 ADAS系统传感器检测 V1

版本号：2020V1智能汽车传感器检测智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测学习目标能够执行超声波传感器的检测能够执行毫米波雷达传感器的检测能够执行激光雷达传感器的标定及测试能够执行探测摄像头的检测2能够说出超声波传感器的原理、应用及检测方法能够复述毫米波雷达传感器的原理、应用及检测方法能够指出激光雷达传感器的原理、应用及标定方法能够解释探测摄像头的原理、应用及检测方法能够践行工匠精神能够培养认真工作精神能够对简单的技术文章划出关键词并总结归纳能够尽可能准确表达自己的想法能够与人形成团队友好合作能够尽量控制任务作业时间技能点知识点思政素养点智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测客户委托3客户张先生的一辆特斯拉轿车更换前挡风玻璃后，主动安全系统大部分功能不能正常工作，小周与师傅经过初步检查，师傅说可能是探测摄像头需要做校准，小周说可能是玻璃有问题，要想解决这个故障就需要先学习掌握雷达测距的传感器类型及工作原理。超声波传感器-超声波传感器的原理4智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测超声波传感器的结构泊车辅助传感器属于超声波传感器的一种类型。结构介绍：超声波传感器主要由锥形共振盒、外壳、防护网、压电晶片等部件组成。@资源库：3-46超声波传感器原理超声波传感器-超声波传感器的原理5智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测超声波距离探测传感器工作原理泊车辅助传感器属于超声波传感器的一种类型。原理介绍：超声波传感器发射端TX发射一定频率的超声波信号，接收端RX对回波信号进行接收，通过计数回波时间，进而得出障碍物与雷达的距离。@资源库：3-46超声波传感器原理超声波传感器-超声波传感器的应用6智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测泊车辅助传感器（1/2）该传感器是汽车泊车辅助系统的主要组成部件之一。功能：是发出和接收超声波信号，然后将信号传递给泊车辅助系统模块，用于判断车辆与障碍物之间的距离。超声波传感器-超声波传感器的应用7智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测前泊车辅助传感器检测以下距离物体：距车身前部约60cm（外部传感器）；距车身前部约180cm（内部传感器）；位于地面上方约30cm的障碍物。后泊车辅助传感器检测以下距离物体：距车身尾部约60cm（外部传感器）；距车身尾部约180cm（内部传感器）；位于地面上方约30cm的障碍物。泊车辅助传感器（1/2）超声波传感器-超声波传感器的应用8智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测位置：主动泊车传感器探测距离为30-500cm之间，安装在汽车前后保险杠的两侧，检测侧面障碍物的距离。主动泊车辅助传感器超声波传感器-超声波传感器的应用9智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测全自动泊车功能：采用主动泊车辅助传感器的目的是可自动识别库位，并与车辆前部及后部泊车辅助传感器相配合，实现全自动泊车辅助功能。主动泊车辅助传感器超声波传感器-超声波传感器的应用10智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测高速横向辅助功能：通过车辆侧面的4个主动泊车传感器，在高速上实时监测侧向车道是否有其它车辆靠近，增加了高速行驶的安全性。主动泊车辅助传感器超声波传感器-超声波传感器的应用11智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测泊车辅助传感器结构相同，其内部主要由压电晶片、外壳、锥形共振盘等部件组成。压电晶体即可以将声波转为电信号，也可以将电能转为超声波。泊车辅助传感器结构超声波传感器-超声波传感器的应用12智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测防侵入传感器超声波类型的传感器也应用车辆的防盗系统。功能：侦测乘客车厢内的动静变化。在传感器启动时，向乘客车厢发送超声波。声波由车内反射回传感器，如果传感器侦测出乘客车厢内有反射变化或移动，则触发报警器。超声波传感器-超声波传感器的应用13智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测防侵入传感器内部主要由以下部分组成：带组合插头的塑料壳体；超声波转换器；位于转换器内侧贴的压电晶片；印刷电路板组成。超声波传感器-超声波传感器的检测14智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测数据检测数据检测步骤：例如泊车辅助控制模块，在数据记录器菜单选择前部或后部泊车辅助传感器，进入相应诊断模块；挂入倒挡，依次遮挡各个传感器，观察各个传感器的数据流是否有相应变化；如果测试过程中数据流没有任何变化，则说明泊车辅助传感器、线路或泊车辅助模块存在故障。@资源库：3-47超声波传感器诊断超声波传感器-超声波传感器的检测15智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测线路检测线路检测方法：断开传感器插头C4010，测量1号针脚与三号针脚的之间应有电压，否则应检查传感器C4010插头的1号针脚；与BCM控制模块C2280E插头26号针脚之间的电阻，应小于1Ω；传感器C4010插头的3号针脚与BCM控制模块C2280E插头27号针脚之间的电阻，应小于1Ω；如果电压正常，应检查C4010插头的2号针脚与BCM控制模块C2280E插头24号针脚之间的电阻，应小于1Ω。超声波传感器-超声波传感器的检测16智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测波形检测泊车辅助传感器波形检测系统在开启后，其电压约为8V，传感器与障碍物的距离发生变化时，电压应在8V到0.5V之间变化，否则说明传感器存在故障。毫米波雷达传感器-多普勒效应原理17智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测多普勒测距原理多普勒测距原理介绍：雷达的振荡器产生一个频率随时间逐渐增加的一个电磁，这个电磁波遇到障碍物会被反射并被接收。障碍物距离不同时，解释时间也有所区别，通过计算延长时间，就可以计算出雷达与障碍物之间的相对距离。毫米波雷达传感器-多普勒效应原理18智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测多普勒测速原理多普勒测速原理介绍当目标靠近毫米波雷达时，表明接收信号频率大于发射信号频率，反之当目标背离毫米波雷达时，接收信号频率小于发射信号频率，通过数字处理器，就可以得出毫米波雷达与目标之间的相对速度及相对距离。毫米波雷达传感器-多普勒效应原理19智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测多普勒测角原理多普勒测角原理介绍毫米波雷达的发射天线发射出毫米波后，遇到物体反射并被天线接收，通过监测反射后毫米波的相位差，就可以计算出被监测目标的方位角。毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的原理20智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测毫米波雷达的基本结构FMCW车载雷达组成：雷达整流罩、MMIC、壳体、雷达PCB板、电气连接器和底板组成，其核心部件是MMIC和雷达PCB板：MMIC（单片微波集成电路）组成：如低噪声放大器（LNA）、功率放大器、混频器、甚至收发系统等功能；雷达PCB板集成毫米波雷达天线，将高频PCB板集成在普通的PCB基板上保持天线足够的信号强度。@资源库：3-51毫米波雷达的原理毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的原理21智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测毫米波雷达传感器的原理工作原理：车载毫米波雷达通过传感器向外发射毫米波，接收来自前或后方目标反射回来的信号；通过雷达信号处理器进行分析，计算出与前后方障碍物的相对速度、距离、角度、运动方向等；根据所探知的物体信息进行目标追踪和识别分类，结合车身动态信息进行数据融合，通过中央处理单元进行智能处理，生成警告信息传递给汽车控制电路；汽车控制电路控制变速器和制动器作出应对动作，从而避免发生碰撞。毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的应用22智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测盲区监测盲区监测系统就是通过毫米波雷达装置，在车辆行驶时对车辆两侧的盲区进行探测。如果有其他车辆进入盲区，会在后视镜对驾驶员进行提示，以告知其车辆周边情况，从而大幅度降低因盲区所引发的潜在危险。毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的应用23智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测毫米波雷达传感器位置：安装在保险杠内侧车身上，通常有两个雷达传感器，左侧和右侧各一个。毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的应用24智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测自适应巡航控制ACC系统是对标准巡航控制系统的扩展，帮助维护与前车的设定间距。为了实现这种效果，ACC会使用来自巡航控制模块中的毫米汉雷达传感器的信息来检测前方的车辆。毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的应用25智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测ACC系统的毫米汉雷达传感器位置：安装在车辆前方保险杠内。毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的检测26智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测线路检测毫米波雷达传感器线路通常为点火开关ON档电源、接地和CAN网络组成。线路检测方法：电源线1#针脚打开点火开关时，应为电瓶电压；CAN线路6#针脚CAN-H约为2.6V，5#针脚CAN-L约为2.4V。毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的检测27智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测校准程序，分为垂直校准和水平校准。不同车型校准方法可能有所不同。垂直校准步骤：拆卸前保险杠盖；将车辆移动到车轮定位工位（保证车辆水平）；找到驾驶员辅助雷达模块对齐螺钉（见右图）。传感器标定毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的检测28智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测在驾驶员辅助雷达模块的表面上放置一个方形水准仪组合，检查对齐情况。毫米波雷达传感器-毫米波雷达传感器的检测29智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测将方形水准仪组合保持在驾驶员辅助雷达模块的表面，使用E20工具调整螺钉，从而调整倾斜度，直至驾驶员辅助雷达模块垂直和平衡。注意：在安装前保险杠罩前，清洁和去除前、后面盖的任何碎片。水平校准步骤：水平校准为软件校准，不需要人工调节这一过程。按车型连接相应诊断设备，根据诊断设备提示即可完成操作。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理30智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测激光雷达传感器特性激光雷达传感器特性说明：以激光作为载波，以光电探测器为接收器件，以光学望远镜为天线，激光雷达通过发射激光束，然后通过接收器分析遇到障碍物的回波时间来获得障碍物的位置及速度信息。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理31智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测激光雷达传感器测距原理脉冲测距原理：激光器发射一个激光脉冲，并由计时器记录下发射的时间，回光经接收器接收，并由计时器记录下返回的时间，知道速度和时间后，就可以计算出距离。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理32智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测激光雷达传感器测距原理相位测距原理：过对发射的激光强度进行连续的调制，然后测定调制光波往返过程中所经过的激光相位变化，回波的延迟产生了相位的延迟，测出相位差就测出目标距离。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理33智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测机械式激光雷达传感器。机械式激光雷达传感器特点：通过机械式旋转来实现激光扫描，使多束激光竖列而排，纵向叠加后呈现出三维立体图形。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理34智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测机械式激光雷达传感器机械式激光雷达传感器结构：机械式激光雷达传感器内部包含伺服电机、激光源、光学旋转编码器、接收器等部件。反光镜用于将激光投射出去，接收器用于接收回波信号。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理35智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测机械式激光雷达传感器机械式激光雷达传感器原理：发射器发出激光后，电机旋转使得发射、接受光束照射到不同的位置，从而形成360°扫描。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理36智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem）微电子机械激光雷达传感器MEMS激光雷达传感器结构：主要由摆动发射镜、激光二极管、扩散透镜、接收机镜头、光电二极管、集成电路等部件构成。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理37智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem）微电子机械激光雷达传感器MEMS激光雷达传感器原理：控制电路向激光二级管发送一个指令，二极管工作后，对准摆动镜发送一个垂直激光束，扩散透镜将激光束折射到扩散镜上。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理38智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem）微电子机械激光雷达传感器扩散镜将光速发射出去，遇到障碍物后，部分散射光返回到接收机镜头并投递到光电二极管，电子电路以此驱动发光二级管。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理39智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem）微电子机械激光雷达传感器控制电路对每个垂直的信息在多个单独的范围内进行测量推演，最终形成三维矩阵。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理40智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测OPA（opticalphasedarray）光学相控阵技术雷达传感器OPA（opticalphasedarray）光学相控阵技术雷达传感器特点：OPA光学相控阵技术的原理是采用了多个光源组成阵列，通过控制各光源发光的时间差，就可以合成能够灵活控制角度方向的主光束。以实现对不同方向的扫描，最终形成三维矩阵。激光雷达传感器-激光雷达传感器的原理41智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测Flash固态激光雷达传感器Flash固态激光雷达的工作原理的特点是，发射源在短时间发射出一大片覆盖探测区域的激光（即面阵光），再以高度灵敏的接收器进行接收，进而完成对周围环境图像的绘制。激光雷达传感器-激光雷达传感器的应用42智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测自动驾驶激光雷达是自动驾驶的核心传感器。优点：激光雷达相较于摄像头可以得到准确的三维信息，而且自身是主动光源，能够不受光照的影响，白天和晚上都能照常工作。劣势：摄像头识别的颗粒度比较高，能够获得丰富的纹理色彩，能够实现精细化的识别，这一点激光雷达不如摄像头。激光雷达传感器-激光雷达传感器的应用43智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测自动驾驶激光雷达传感器位置。对于自动驾驶功能车辆而言，激光雷达传感器通常安装在车辆顶部，与图像识别等技术搭配使用，使汽车实现对路况的判断。激光雷达传感器-激光雷达传感器的应用44智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测智慧交通激光雷达在信息技术、传感技术、通信技术等多种技术支持的交通领域得到广泛的应用。交通应用：毫米波雷达能精确地检测车道级和毫秒级的数据，用于信号灯控制机即时感应控制、自适应控制和绿波带控制，也是未来实现车联网车路协同的基础。激光雷达传感器-激光雷达传感器标定与调试45智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测激光雷达传感器标定标定方法介绍：选定车体坐标X轴为激光雷达扫描角度，并作为车体的指向，Z轴指向车体的上方，XYZ构成右手系，激光雷达所有的扫描点在同一个几何平面S上，将扫描点P投影到坐标面和坐标轴上，得到单线激光雷达模型。激光雷达传感器-激光雷达传感器标定与调试46智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测激光雷达传感器调试调试方法介绍：激光雷达传感器工作时，每一组数据都是通过通讯接口输出，数据具有统一的报文格式，外部系统可以通过清求、停止等指令控制激光雷达输出数据，或者对输出数据的格式进行配置。激光雷达传感器-激光雷达传感器标定与调试47智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测激光雷达传感器调试在电脑的操作界面，选择“激光雷达传感器安装与标定菜单”，开始标定后，主界面将有对应雷达显示，调试完毕后，对数据进行保存。探测摄像头-图像识别的基本知识48智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测图像识别传感器技术特性图像识别系统使用专用图像处理芯片对车辆前方图像进行识别和处理，具体内容包括可对车道线的类型进行识别，如虚线、实线、反光点、双线等可识别前方多个行人及与行人之间的距离可识别会车前大灯可以识别包括主标志和主标志下方的辅助标识，得出具体标识含义探测摄像头-图像识别的基本知识49智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测图像形成原理图像传感器按一定的分辨率，以隔行扫描的方式采集图像上面的点，当扫描到某一点时，通过芯片将图像灰度转换成对应的电压值，信号的高低反映了图像灰度的变化，最后将电压值转换成视频信号传输。探测摄像头-探测摄像头类型50智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测可见光式图像传感器可见光时图像传感器特点：可见光传感器的核心部件是CCD电荷耦合元件，通过对可见光的测量，产生对应的电流信号，并转换为电信号。探测摄像头-探测摄像头类型51智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测可见光式图像传感器可见光时图像传感器原理：镜头经过聚焦将目标景物根据小孔成像原理投射到CCD电荷耦合面的器件上，被CCD电荷耦合装置转换成电信号，之后由图像采集卡将模拟信号转换成数字信号，传递给计算机，实现图像的显示。探测摄像头-探测摄像头类型52智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测红外线式图像传感器红外线式图像传感器特点：红外线式图像传感器是一种以红外线为介质进行测量功能的传感器，可获取环境中目标的大小和距离。其结构主要由摄像机外壳、红外灯板、摄像机镜头、摄像主板构成。探测摄像头-探测摄像头类型53智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测红外线式图像传感器红外线式图像传感器原理：通过透过红外辐射的光学系统，将视角内的红外辐射聚焦到红外探测器上面，然后有探测器将强弱不等的辐射信号转换成电信号，经放大处理后，形成可供人观看的视频图像。探测摄像头-探测摄像头类型54智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测激光式图像传感器激光式图像传感器特点：激光式图像传感器通常位于风挡玻璃中间，与传感器模块集成一体，通过距离分析识别技术对周围环境进行感测。探测摄像头-探测摄像头类型55智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测激光式图像传感器激光式图像传感器原理：激光式图像传感器包括一个发射镜头，一个接收镜头。发射镜头发射激光，激光遇到前方物体或车辆时，反射回来。接收镜头根据接收到的信号，对前方物体进行识别。探测摄像头-探测摄像头的应用56智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测车道偏离警告功能：是减小车辆行驶在高速公路或主干道时偏离自身车道的风险。原理：使用前视探测摄像头识别路面车道线，判断车辆是否偏离自身车道，在越过标记前及时发出一个警告。警告方式：在面临越过车道危险时，该系统通过方向盘振动向驾驶员报警。探测摄像头-探测摄像头的应用57智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测远光灯辅助功能：通过前视探测摄像头对当前驾驶环境进行判断，自动实现远光灯激活或解除，可在设置菜单打开和关闭。探测摄像头监控距离约400米的光源，摄像机的感知范围约1000米，向左和向右的约15°水平方位角，向上和向下的约5°垂直方位角；速度低于30km/h，则关闭远光灯。如果速度大于40km/h，则根据所有其它参数接通远光灯。如果处在一个照明充分的环境中，则不接通远光灯。探测摄像头-探测摄像头的应用58智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测智能巡航控制ACC系统帮助驾驶员保持设定的跟车速度和跟车时间间隔，通过设置按钮设定跟车速度或跟车时间间隔。探测摄像头-探测摄像头的应用59智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测无人驾驶在无人驾驶领域，摄像机的主要功能是实现各种环境信息的感知，通过摄像机，可感测以下内容。车道线感知，实现高速公路的车道保持功能障碍物感测，可以感测汽车、行人和自行车等物体，完成车道内的跟车行驶功能。交通标志牌和地面标志感测,实现车辆定位及地图更新可通行功能感测，实现更多跨车道的超车功能等。交通信号灯感测，确保车辆按照信号灯进行行驶。探测摄像头-探测摄像头的应用60智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测图像识别传感器使用方式图像传感器可分为单目、双目、三目及全景摄像机四种方式车道线感知，实现高速公路的车道保持功能单目图像传感器特点：特点是只使用一个图像传感器，工作时，先对图像进行识别，然后根据图像的大小和高度进一步估算障碍物与车辆的移动时间。探测摄像头-探测摄像头的应用61智能汽车传感器检测---学习情境4ADAS系统传感器检测图像识别传感器使用方式双目图像传感器特点：从多个视点观察同一景物，以获得不同角度下的感知图像。并通过三角车辆原理计算图像