雷达系统的应用

发布时间:2013-12-23

1 超声波距离测距 
 
        它利用超声探测原理,在司机倒车时,能正确的从数码显示器上了解汽车尾部与障碍物之间的距离。当测距显示小于报警距离时,还能准确报警,及时提醒司机刹车。超声波一般指频率在20kHz以上的机械波,具有穿透性较强、衰减小、反射能力强等特点。超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。工作时,超声波发射器不断发出一系列连续的脉冲,并给测量逻辑电路提供一个短脉冲。超声波接收器则在接收到遇障碍物反射回来的反射波后,也向测量逻辑电路提供一个短脉冲。后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理,自动计算出车与障碍物之间的距离。超声波测距原理简单,成本低、制作方便,但其在高速行驶的汽车上的应用有一定局限性,这是因为超声波的传输速度受天气影响较大,不同的天气条件下传播速度不一样;另一方面是对于远距离的障碍物,由于反射波过于微弱,使得灵敏度下降。故超声波测距一般应用在短距离测距,佳距离为4~5米,一般应用在汽车倒车防撞系统上。
 
        2 毫米波雷达长距离测距
 
        为了更好的适应道路交通状况,解决盲区视野问题,在日本和美国开展了大量的工作。如应用毫米波雷达CCD摄像检测交通状况,根据危险程度改变直观信号的音调、颜色和位置,并在显示器中显示。实现高度智能化,极大的改善车辆的安全性。
 
        雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。汽车上应用的雷达采用的是30GHz以上的毫米波雷达。毫米波频率高、波长短,一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度,从而减少由于不需要的反射所引起的误动作和干扰,另一方面由于多普勒频移大,相对速度的测量精度高。在汽车上应用毫米波雷达测距,探测性能稳定,环境适应性能好。
 
        3 激光测距 
 
        激光测距装置是一种光子雷达系统,它具有测量时间短、量程大、精度高等优点,在许多领域得到了广泛应用。目前在汽车上应用较广的激光测距系统可分为非成象式激光雷达和成象式激光雷达。非成象式激光雷达根据激光束传播时间确定距离。它的工作原理是:从高功率窄脉冲激光器发出的激光脉冲经发射物镜聚焦成一定形状的光束后,用扫描镜左右扫描,向空间发射,照射在前方车辆或其他目标上,其反射光经扫描镜、接收物镜及回输光纤,被导入到信号处理装置内光电二极管,利用计数器计数激光二极管启动脉冲与光电二极管的接收脉冲间的时间差,即可求得目标距离。利用扫描镜系统中的位置探测器测定反射镜的角度即可测出目标的方位。
 
        成象式激光雷达又可分为扫描成象激光雷达和非扫描成象激光雷达。扫描成象激光雷达把激光雷达同二维光学扫描镜结合起来,利用扫描器控制激光的射出方向,通过对整个视场进行逐点扫描测量,即可获得视场内目标的三维信息。非扫描成象式激光雷达将光源发出的经过强度调制的激光经分束器系统分为多束光后沿不同方向射出,照射待测区域。由于非扫描成象激光雷达测点数目大大减少,从而提高了系统三维成象速度。
 
        在汽车测距系统中,非成象激光雷达更具有实用价值。同成象式激光雷达相比,具有造价低、速度快、稳定性高等特点。但由于激光雷达测距仪器工作环境处于高速运动的车体中,振动大,对其稳定性、可靠性提出了较高的要求,其体积也受到了一定的限制,同时还要考虑省电、、对人眼安全等因素。这些决定了其光源只能采用半导体激光器。目前,在汽车上,上述各种激光雷达测距仪均有应用,但成象式激光雷达还在进一步研究之中。
 4 高招度的摄像系统测距 
 
        CCD摄像机是一种用来模拟人眼的光电探测器。它具有尺寸小、质量轻、功耗小、噪声低、动态范围大、光计量准确、其线扫描输出的光电信号有利于后续信号处理等优良特性,在汽车行业也得到了广泛的应用。利用面阵CCD,可获得被测视野的二维图像,但无法确定与被测物体之间的距离。只使用一个CCD摄像机的系统称为单目摄像系统,在汽车上常用于倒车后视系统,辅助驾驶员获得后视死角信息,以避免倒车撞物。为获得目标三维信息,模拟人的双目视觉原理,利用间隔固定的两台摄像机同时对同一景物成象,通过对这两幅图像进行计算机分析处理,即可确定视野中每个物体的三维坐标,这一系统称为双目摄像系统。双目摄像系统模仿人体视觉原理,测量精度高。但目前价格较高,同时由于受软件和硬件的制约,成象速度较慢。随着计算机软硬件性能的提高,终将得到广泛应用。
 

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