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PreScan快速入门到精通第三十四讲:基于PreScan进行超声波雷达传感器仿真
PreScan快速入门到精通第三十四讲:基于PreScan进行超声波雷达传感器仿真超声波传感器是一种基于高频声波(>20 kHz)的收发器。超声波传感器的工作原理与雷达传感器非常相
超声波传感器是一种基于高频声波(>20 kHz)的收发器。超声波传感器的工作原理与雷达传感器非常相似,通过分析传输信号的回波来评估目标的属性。
超声波传感器在汽车领域得到了广泛的应用。典型的应用是倒车时的障碍物检测、停车辅助系统和自动停车系统。在第一种应用中,通常2到4个传感器安装在后保险杠上,第二种一般在前方同样安装超声波传感器,在自动停车系统中,一般还需要加上左右两侧的超声波传感器,测量的距离为2至4米,并通过不同的蜂鸣器声音传达给驾驶员。在后一种应用中,传感器数据被输入到控制器中,控制转向、驱动和制动。
市场上有各种各样的超声波传感器。它们在安装配置、环境密封和电子功能上有所不同。在声学上,它们在工作频率和辐射模式上有所不同。
34.1 超声波工作原理
超声波传感器是一个发射声波并接收该声波反射的收发器。收发器是一种换能器,当作为发射器使用时,将电能转换成声波,当作为接收器使用时,将入射声波转换成电信号。 距离的测量是基于声波的往返飞行时间。知道介质中的声速v和往返飞行时间T,则到目标物体的距离R为
。
然而,只有当接收到的声波强度足够大时,才能进行这种计算。这个强度取决于发射波的强度、辐射模式、到目标物的距离、介质的透射率和目标物的特性。声波的强度称为声压级(SPL),详见下文超声波公式。发射和接收SPL之间的差值称为能量损失EnergyLoss。
在 "预扫描 "中,超声波传感器将只检测离传感器最近的物体。在PreScan中,目标物体的范围将被探测到,与EnergyLoss无关。当EnergyLoss被认为过低时,用户可自行决定是否放弃该读数。天气设置(降水/雾)不会自动影响结果。用户应通过衰减值来仿真天气的影响。
34.2 超声波传感器在Simulink中的表现形式
超声波传感器在SIMUlink的解调模块的输出总线包含以下信号。
声波在目标物上的仰角入射角。
角度的方向请参考公约。总线上所有信号的尺寸为一。
34.3 超声波对话选项卡
34.3.1位置选项卡
通过输入位置和方向值,传感器将相对于角色的原点进行移动和旋转。角色的局部轴定义原点为蓝色,而传感器的局部轴定义和原点则显示为红色。正定位角的定义请参考公约。注1:图形表示只有在改变生效后才会更新。
注2:所描述的传感器光束表示法可能无法反映实际情况,因为光束表示法只是二维的。这意味着只有2D平面上的方向变化才会被考虑在内。例如,在顶视图平面上,只有光束的方位角方向是正确的可视化。如果传感器倾斜了90度,其表现与传感器未倾斜时相同。类似的情况也发生在 "构建区域 "中。
34.3.2 基本选项卡
此选项卡允许更改传感器的捕获频率,以及光束视场和范围。请注意,超声波传感器使用的是锥形光束,因此方位角和仰角视场始终是相同的,而仰角值将始终保持灰色。
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