考虑大气条件影响的自动泊车系统超声波雷达建模

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.013

摘要/Abstract

摘要：

超声波雷达是自动泊车系统最常用的环境感知传感器，而超声波雷达的精确建模是自动泊车系统仿真分析的难点。本文提出了一种考虑大气条件影响的超声波雷达建模方法，将空气温度、湿度、大气压力这3项大气条件纳入建模体系。首先分析了超声波雷达的工作机理，明确了超声波雷达模型应由检测范围模型与检测距离模型两部分组成；而后推导了大气条件、目标物特性和超声波吸收能量损失、传播能量损失之间的定量关系，建立了检测范围模型；并根据大气条件求解真实声速，进一步将距离真值修正为真实超声波雷达检测值，建立了检测距离模型；最后对建立的超声波雷达模型进行了测试验证。结果表明，所建立的超声波雷达模型可以精确模拟超声波雷达在自动泊车场景中的检测范围与检测距离。

关键词: 车辆工程, 自动泊车, 超声波雷达建模, 大气条件, 仿真测试

Abstract:

The ultrasonic radar is the most commonly used environment sensing sensor in the automatic parking system， and the accurate modeling of the ultrasonic radar is the difficulty of simulation analysis of the automatic parking system. In this paper， a modeling method of ultrasonic radar considering the influence of atmospheric conditions is proposed， including the three atmospheric conditions of air temperature， humidity and atmospheric pressure in the modeling system. Firstly， the working mechanism of ultrasonic radar is analyzed， and it is clarified that the ultrasonic radar model should consist of two parts： the detection range model and the detection distance model. Then the quantitative relationship between atmospheric conditions， target characteristics and ultrasonic absorption energy loss， transmission energy loss is derived， and the detection range model is established. The real sound velocity is calculated according to atmospheric conditions， and the true range value is further modified to the real ultrasonic radar detection value， and the detection range model is established. Finally， the ultrasonic radar model is tested and verified. The results show that the ultrasonic radar model can accurately simulate the detection range and detection distance of the ultrasonic radar in the auto parking scene.

Key words: vehicle engineering, automatic parking, ultrasonic radar modeling, atmospheric conditions, simulation test

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图/表 14

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参考文献 13

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吸收损失	空气吸收损失
吸收损失	目标物吸收损失
传播损失	球面扩散损失
传播损失	目标物反射损失

试验序号	温度/℃	相对湿度/%	大气压强/Pa
1	20	60	99 000
2	13	32	99 600

试验序号	温度/℃	相对湿度/%	大气压强/Pa
1	1	37	101 800
2	9	43	101 400

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