汽车倒车雷达的工作原理与安装操作

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姓名：孙尚灿 职位：中级班老师 中汽同盟网络讲师

倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，或称“倒车电脑警示系统”。该装置能够判断障碍物的距离，并提示车辆周围障碍物的情况，以提高倒车时的安全性。

一、工作原理

倒车雷达是汽车泊车安全辅助装置，由超声波传感器（俗称探头）、控制器和显示器、报警器（喇叭或蜂鸣器）等部分组成，如图1所示。超声波传感器是整个倒车系统最核心的部件，其作用是发出与接收超声波，其结构如图2所示。目前，常用探头的工作频率有40kHz, 48kHz和58kHz三种。一般来说，频率越高，灵敏度越高，但水平与垂直方向的探测角度就越小，故一般采用40kHz的探头。

倒车雷达采用超声波测距原理。当车辆挂进倒车挡倒车时，倒车雷达自动进人工作状态，在控制器的控制下，由安装在车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物产生回波信号，传感器接收到回波信号后，经控制器进行数据处理，从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置。

倒车雷达的电路组成框图如图3所示，MCU(MicroprocessorControlUint )通过预定的程序设计，控制相应电子模拟开关驱动发射电路，使超声波传感器工作。超声波回波信号通过专用的接收、滤波、放大电路进行处理后，由MCU的10口对其进行检测。当接收完全部传感器的信号后，由系统通过特定的算法得出最近的距离，并驱动蜂鸣器或显示电路工作，来提醒驾驶者最近的障碍物距离及方位。

倒车雷达系统主要作用是协助停车，退出倒挡或当相对移动速度超过某一车速时（一般为5km/h）系统将会停止工作。

【提示】超声波是指超过人的听觉范围（20kHz以上）的声波，具有频率较高，沿直线传播，方向性好，绕射小，穿透力强，传播速度慢（约340m/s）等特点。超声波在不透明的固体内传播，可穿透几十米的深度。超声波遇到杂质或分界面时，会产生反射波，利用这一特性可构成探深或测距，由此可制成测距系统。

1．探测角度（或检知角度）

由于探头只能接收一定角度范围的超声波，故将这一角度范围称为探测角度（或检知角度）。探测角度有水平方向和垂直方向之分，如图4、5所示。常用倒车雷达的探测角度为水平方向90℃～120℃，垂直方向60℃～80℃ 。

2．探测覆盖范围

通常来说，探头的数量越多，倒车雷达的探测覆盖范围就越广，即探测盲区就越小。现在市面上的倒车雷达有2探头、3探头、4探头、6探头及8探头。2～4探头的倒车雷达一般安装在汽车的后保险杆上，6-8探头的倒车雷达一般采用“前2后4”或“前4后4”，安装，如图6所示。

3．探测灵敏度

倒车雷达探测灵敏度除取决于探头自身的结构与材质外，还取决于反射回波的强度，而反射回波的强度又与超声波的传播特性有关，主要表现为以下特点：

(1)由于超声波在空气中传输存在衰减，所以同一个反射面，同样的角度，距离越远，反射的超声波衰减越大，越不易被探测到。

(2)障碍物反射面的面积（正对传感器）越大，反射波越强，探测距离越远；若障碍物反射面较小，或粗糙面方向感不显著，或反射面虽大但偏离传感器方向，尤其是表面为光滑平面的物体，传感器接收到的反射波很少甚至没有，这样尽管距离较近也可能探测不到。

(3)处于传感器中心线上的障碍物其反射波最强，探测距离最远，反之较近。

(4)障碍物会吸收掉一部分超声波，反射回去的只是其中一部分。吸收多少或反射多少与障碍物的材质和表面有关，一般来说，疏松、多孔的物体，表面较易吸收超声波，其反射效率较低，不易被探测到。相反，若障碍物的材质越硬，反射波越强。

(5)环境温度、空气湿度、气压等因素都会影响反射回波强度，空气湿度越大则信号越强。总之，大雨、大雪或过冷、过热、过湿天气，都有可能会影响探测效果。

根据以上特点可知，障碍物为锐角反射面的锥形物体，或有多角度反射面（弧面）的物体，或位置较低的水管，铁丝网、绳索之类的过于细小的物体，或棉质或表面易吸收超声波的物体，或低于地表的沟渠等障碍物不易被探测到。

另外，由于一般使用的超声波频率为40kHz，如果附近有相近频率的其他干扰源，则易出现误报或反应迟钝现象。常见的干扰源有：喷漆、制冷剂灌装设备，气动工具，大功率连续冲击设备，大功率强排风电扇等。

三、安装步骤及注意事项

目前，市面上出售的倒车雷达型号较多，一般具有距离显示、声音提示报警、方位指示、探头自动检测等功能，主要包括数码显示器、微电脑主机、探头及相关连线等附件，如图7所示。

1．安装步骤

(1)把传感器安装在后保险杠上的预留孔中，按要求把传感器套对好卡槽，与传感器配合装好，再将传感器固定卡从背后推进卡住传感器，如图8所示。

若汽车后保险杠上没有预留孔，则需先根据探头的数量，按照图9所示参考高度和宽度进行打孔。探头安装的高度要求距离地面50cm左右，如果安装过低，会探测到地面产生误报。另外，探头上有一个小箭头的标志，安装时箭头应向上。对于保险杠弯曲度较大的，可适当调整一下。

(2)将探头插人孔中，实际操作时不要用手压住探头中间向里推，正确方法应是用手压住探头两边向里推，因为探头中间是振动区，受力易受损；接下来应调整好探头的方向，并将连线理顺。

(3)将主机盒上的电源线束中的红线与车中的ACC正极线接好，黑线与地线接好，白线或黄线与刹车灯正极连接好。

(4)将显示器与主机盒连接好，探头暂不接。在不发动汽车的情况下，挂倒车挡，倒车雷达的显示屏应被点亮，表明倒车雷达已进人正常的检测状态。

(5)将一只探头插人主机盒对应的接口中，人站在探头正前方1米内，应能正常探测，并有相应的距离显示及提示音。拔下该只探头，按同样的方法检查其他探头。检查完毕后，再将线束上的传感器端子与相应传感器连接好，理顺线束，用线卡固定好即可，如图10所示。

2．安装注意事项

(1)在进行安装时，必须将车置于熄火状态。

(2)探头的安装要松紧适度，并要修整探头安装孔，不能有毛刺。若把探头压得太紧，则探头内部的振动板无法振动而发不出超声波；若安装得过松，则探头易在汽车振动时改变方向，探测到地面从而产生误报。

(3)如果探头安装在铁质挡板上，需要在探头四周包裹电工绝缘胶布。

(4)主机应安装在不易受干扰的位置，尤其不能安装在排气管或大量电器布线附近。

四、常见故障分析与检修

故障现象1：在倒车状态下倒车雷达不自检、不探测，即蜂鸣器无任何声音输出。

分析检修：此故障表明倒车雷达系统不能进人工作状态，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正确，接触是否良好。如果上述检查均正常，则表明主机损坏。

故障现象2：倒车状态下自检正常，但是车后无障碍物蜂鸣器依然鸣叫。

分析检修：先确认车后保险杠附近有无障碍物，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，则说明某只传感器有故障，可断开相应连线进行判断。

故障现象3：系统自检不正常。

分析检修：先检查主机、传感器与车身线束连接是否正常，电源供电是否正常，再检查各个传感器安装是否正常，最后更换主机。

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