Valeo采用LMS SYSNOISE进行超声波停车辅助设备开发

发布者:太和清音最新更新时间:2015-02-10 来源: newmaker关键字:Valeo  LMS  SYSNOISE  超声波  停车辅助 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
当您正驾驶汽车进入一个狭小的停车空间时,有一个友好的声音在提醒您车前车后的障碍物。声音频率越快,就说明车离看不到的障碍物越近。这就是Valeo超声波停车辅助系统的工作。此前,工程师花费数月时间努力地调整车辆模型上安装的系统以获得多个高级汽车模型,现在Valeo已经将其业务扩展到小型货车、运动型车辆(SUVs)和家庭车辆等市场。这些车辆的利润空间很小,但其市场空间很大—是公司不断增长的收入。但此策略也面临着巨大的挑战:工程师在设计每个车辆模型的传感器及其安装上只能花费少量时间。这正是声学仿真的切入点,可以使Valeo只需先前实物试验时间的一半即可开发出具有创新性的声学设备。超声波停车辅助系统正是Valeo从现在到未来在不同检测和开关装置的开发过程中,应用仿真方法的产品战略之一。这些检测和开关装置包括目前正在设计中的车窗开关装置。

在Valeo的超声波停车辅助(UPA)设备的开发中使用声学仿真是开关与传感系统部门仿真经理Richard Rapp博士的想法。Richard Rapp博士受雇于1997年,主要研究使用分析技术的方法,他所在的公司是当今世界上在汽车交通传感和警告系统方面的领先者,这些系统包括超声波停车辅助设备、盲点检测设备、车道启动警告和其它驾驶辅助设备。该公司是当今世界上几乎每个主要汽车公司的一级供应商。Rapp博士说,他直接确定高效进行开发工作的需求,以满足有利于停车辅助设备市场的商业需求。“由于以前大量的工作都是通过对实物原型进行许多试验来进行的,因而使用仿真来加速这些传感器及其安装的开发是非常合适的,”他解释到。

概念简单,设计困难

超声波停车辅助系统(UPA)非常简单,就像蝙蝠和潜艇中的声纳系统一样。通过40千赫的电信号激发,安装在汽车缓冲器上的压电陶瓷膜就在其共振频率上振动,并发射出一种声波,该声波可以通过车辆行驶道路上的物体反射回来。回波能够通过相同的隔膜检测出来,它可以振动并逆转压电过程-把声波能量转变成电信号。系统内部电路可以跟踪回波所用的时间,从而计算出汽车和物体之间的距离。

Rapp博士解释说,在系统开发过程中,工程师必须设置发射声波的幅值和方向以确保正确的操作。“过多的能量将会产生虚假的二次回波来迷惑系统,”他说,“能量太少又不会产生反射而无法进行检测。”不仅如此,发射声波还将在很大程度上受到传感器在车辆缓冲器上的安装方式的影响:安装的凹进深度、漏斗形安装的开口角度、在缓冲器上的位置、和所有周围部件的位置,例如牌照、散热器护栅、拖车拴钩、车饰和前悬。

解决这些很多实际问题需要相当多的技术和时间。在采用仿真技术之前,工程师要花费大量时间熔补缓冲器的实物原型和车身模型,直到他们找到一个适合的结构。但不幸的是,车身的频繁变动迫使工程师一次又一次地重新设计系统。并且很多质量问题都是直到最后的试验阶段才出现的,因此需要快速修改,不一定实现最优设计。

连续虚拟过程链

为了克服这些问题,Rapp博士实施了这样一个策略,即通过一种他称为是“连续虚拟过程链”将这些问题移入到完全数字化开发流程中,这样就可以通过虚拟原型和仿真使设计从概念进入到最终的设计。“这个过程能够帮助我们在开发初期开展更多的工程,以便研究更多的设计方案并在早期改进这些设计,而不是在开发周期结束时来弥补不足,” Rapp博士解释道,“实物原型将仅仅用于设计的最终验证。”[page]

连续虚拟过程链开始于ANSYS有限元软件的模态分析,以确保传感器隔膜共振频率接近40千赫。接着,在ANSYS中进行动力学计算以确定振动幅值大小。这些数据提供给LMS SYSNOISE声学模拟软件,使用边界元法计算表面压力和传感器产生的声场。通过大量后处理选项,LMS SYSNOISE能够提供各种输出结果,包括声压的瞬态或频率响应函数、声强、表面速度、彩色等高线图、柱形统计图表、和2维方向极坐标图。

通过Rapp博士的解释,对于Valeo工程师最有价值的信息是一个半球形表面包络,它可以描述声场的形态和强度。“LMS SYSNOISE提供了一个三维空间中声场的精确表述方式。这使得我们的工程师对传感器有所理解,这在以前是不可能的,”Rapp博士说道,“这种功能在评价传感器安装和周围结构的影响是特别有用的。我们需要在水平面上有宽阔的辐射,以覆盖车后的整个范围,还需要在垂直面上较小的辐射,以减少地面的反射。以前进行实物模型研究包括很多试验,如今我们的工程师了解产品的性能,并能在实物原型建好之前对设计进行改进。”

惊人的收益

声学仿真对Valeo具有惊人的优势。Rapp博士认为,此过程和单独采用实物原型试验相比,能让工程师节约将近50%的产品开发时间。“除了能节省时间外,我们还能降低成本,提升质量,获得更多的产品性能知识,以开发出更具创新意识的设计,从而满足市场需求和用户的期望,”他解释道,“这能使我们以更快的周期、更低的成本、具有创新力的最佳设计,为市场更有效地开发出声学传感系统。”

Rapp博士还说道,声场模拟的图形三维输出使Valeo同其不断增长的客户更紧密地结合在一起。“仿真可以帮助我们向汽车公司展示我们的专门技术,并且能够加深他们对我们产品性能的了解,”他说道,“这个功能具有广泛的商业价值,可以获得客户对我们的信任和信心。同样,从工程方面来说,仿真为我们提供了可量化信息,可以为客户提供有关车辆缓冲器和周围硬件设置的建设性修改方案。”

技术整合与扩展

除了UPA和其它交通环境传感系统,Valeo的开关和传感系统部门还开发了大量其它设备,例如,发动机传感器、慢行控制器、和仪表板开关与模块。

据Rapp表示,这些系统和部件的开发将会从连续虚拟过程链中受益,并与设计和多种类型的分析技术无缝集成。Valeo已将CATIA V5作为CAD的标准工具,同时将ANSYS也作为进行详细有限元分析的标准工具。LMS SYSNOISE大量使用在声学仿真过程中。其它技术也将集成到这个虚拟过程链中,以确定其它一些性能属性,如系统动力学特性、耐久性和振动等。

Rapp解释道,LMS Virtual.Lab平台可用于整合这些技术,并为CATIA、ANSYS和LMS Virtual.Lab支持的不同关键属性之间提供一个理想的链接。用户能够读取ANSYS模型和结果,并可将ANSYS视为LMS Virtual.Lab支持的工程流程中的集成部分。用户还能够自动设置ANSYS求解方案,并通过LMS Virtual.Lab驱动ANSYS求解器。

在这样的应用中,LMS Virtual.Lab作为一个通用平台,将设计和分析程序联系起来。否则设计和分析程序将独立运行并产生独立的结果,这样用户就会花费时间来改写模型、并将网格和信息从一个系统复制到另一个系统。LMS Virtual.Lab对这些不同应用保持着完全的关联性,因此一个程序的输出结果能够自动地应用到其它程序-无论对于设计还是分析。这样,几何结构的改变可以自动贯穿整个分析过程,还可以有效评价不同的设计方案,因而工程师能够更高效地在不同属性之间权衡利弊。

作为这个整合策略的一部分,Valeo已把LMS Virtual.Lab Motion作为多体动力学的标准软件,对机械系统的运动和载荷进行分析。选择LMS Virtual.Lab Motion是因为它与CATIA V5和ANSYS无缝集成,同Virtual.Lab平台的整合,还有能够轻松处理柔体结构的功能,以及它的分级树结构,简单易用,和LMS提供的优秀技术支持。

在多体模拟车台中,分析儿童安全保护窗口开关来减少过分的开关力,这些力是在把受弹簧支撑的作动筒组件车轮移动到其锁定位置的斜面区所需要的。使用以前的试错实验方法,工程师要每次修改弹簧常数或象限形状。过去这种方法得到的可用设计不一定是最好的设置。采用多体仿真,结合LMS Virtual.Lab Optimization模块,所有的参数能够同时优化,得到一个优化的设计,可以满足所有的设计标准。这样,LMS Virtual.Lab能够使用改进的设计减少30%的开关力,如果没有仿真的帮助,这在以前是不可能实现的。

我们将这些模拟技术整合到虚拟过程链中,Valeo证明了它在创新性使用这些工具的过程中具有的领导地位。采用最新的技术不再是目标,而是加强其在竞争激烈的汽车供应链中主导地位的一种有效方式。(end)
关键字:Valeo  LMS  SYSNOISE  超声波  停车辅助 引用地址:Valeo采用LMS SYSNOISE进行超声波停车辅助设备开发

上一篇:电气设计工具使赛车设计进入快车道
下一篇:欧宝选择LMS混合仿真技术加速NVH工程流程

推荐阅读最新更新时间:2024-05-02 23:29

超声波流量计怎样进行保养还有维护
超声波流量计使用的各种测量流量的场所和领域过程中还有使用过后,那么该如何进行保养还有维护呢?怎样才可以延长它的使用寿命的措施呢?下面简单介绍一下使用以后的保养问题,希望会对你有所帮助。 要及时核实校验: 对于现场安装固定式超声波流量计的数量大、范围广的用户来说,我们可以配备一台同类型的便携式超声波流量计,用在核校现场仪表的情况。一个是坚持一装一校,就是对每一台新装超声波流量计在安装调试时进行核校,确保选位好、安装好、测量准;二是对在线运行的超声波流量计发生流量突变时,要利用便携式超声波流量计进行及时核校,查清流量突变的原因,弄清楚是仪表发生故障还是流量确实发生了变化。这样就可以监测流量计的使用状况,进而可以检查到问题,再进行维
[测试测量]
<font color='red'>超声波</font>流量计怎样进行保养还有维护
智能超声波洁牙机的设计
摘 要:介绍在单片机控制下智能超声波洁牙机的硬件设计、软件设计和抗干扰设计,特别介绍硬件设计中的几个关键问题:稳定振荡信号的产生;振荡信号的强度控制及输出控制;谐振点的自动扫描搜索。 关毽词:超声波 洁牙机 推挽功率放大 电流取样反馈   超声波洁牙机在医疗领域已广泛应用。现国内外所用超声波洁牙机多采用模拟振荡电路。存在如下缺陷:第一,振荡频率容易漂移。在连续工作一段时间后,振荡频率漂移,造成洁牙机工作不正常。第二,由于压电陶瓷片谐振频带范围窄,谐振频率点采用手动搜索,不容易找准。本人设计的超声波沽牙机以单片机为核心,采用电流取样反馈自动扫描搜索谐振点,谐振频率和振荡强度数字锁定,谐振点漂移极小,从而在根本上解决了上述问题。
[单片机]
确保更安全的工作环境,超声波传感器派上了大用场
为了减少 COVID-19 的传播,办公室和工厂需要创造一个能保障员工之间社交距离和安全生产工作的环境。作为一种可准确测量员工之间距离的手段,基于超声波传感器*1 技术的解决方案引起了人们的关注。 在企业中确保社交距离 超声波传感器与常规距离传感技术的比较 使用超声波传感器的社交距离解决方案的实际应用 在企业中确保社交距离 为了防止传染性疾病的传播,与他人保持安全距离并最大程度减少接触是十分必要的。对企业来说,降低那些会危及供应链、企业声誉和生产力的感染风险也非常重要,更不用说创造一个让员工安心工作的环境了。为了应对这些挑战,世界各地的公司都在寻求切实可行的解决方案,包括确保员工之间保持社交距离的警报以及能够追
[传感器]
确保更安全的工作环境,<font color='red'>超声波</font>传感器派上了大用场
全新手势技术 未来将颠覆智能产品使用
    在刚刚结束的MWC展会上,Elliptic Labs为大家带来了全新的超声波手势控制技术,可用于多种设备的控制,他们的技术会使用设备扬声器发出超声波,并通过麦克风接受手掌击打的声音,以实现手势对设备的控制。是不是很神奇?一起来看看吧…… 全新手势技术 未来将颠覆智能产品使用   而当下有些电子设备如大家最为常用的手机以及家庭或企业应用的烟雾报警器,可通过红外线来识别手势,以此来做出反馈。但这样技术的应用范围会受到限制,敏感度同样会受到光线条件的影响。而这种全新的超声波技术则可以避免这个问题,而这项新技术的识别范围可达到2米。   通过展会了解,该产品的原型机由平板电脑及附属麦克风组成,用户可通过挥手来解锁设备或
[安防电子]
基于CS-3型水听器格MSP430微处理器实现便携式超声波声压计
随着水下超声波技术的发展,在很多应用场所提出了测试其声强的需要。我们采用CS-3型水听器设计便携式超声波声压计。 系统设计 设计目标要求:实现15-45kHz超声波声压、声强的测量。测量的范围是0-10个大气压(或声压级范围:30-120dB)。测量的误差为在总体的频率范围内大小3dB,对单一频率小于1dB。 CS-3型水听器的特性是在10-100kHz,其M参数的不一致性小于3dB。M参数是指水听器受单位声压的作用而产生的输出电压,单位是V/Pa。用分贝表示的M参数是: M(dB )=20log(M/Mo),其中Mo为参考声压Mo=1V/礟a。 声强I=P2 /(r*C),其中P为声压,C为声速,r为密度。 为满足设计的
[单片机]
基于CS-3型水听器格MSP430微处理器实现便携式<font color='red'>超声波</font>声压计
医学不同数字成像方法--数字X射线、磁共振成像(MRI)和超声波系统
21 世纪 数字成像 技术的出现给我们带来优异的诊断功能、图像存档以及随时随地的检索功能。自 20 世纪 70 年代早期医学成像数字技术出现以来,数字成像的重要性得以日益彰显。半导体器件中混合信号设计能力方面的一些新进展,让成像系统实现了史无前例的电子封装密度,从而带来医学成像的巨大发展。同时,嵌入式处理器极大地提高了医疗图像处理和实时图像显示的能力,从而实现了更迅速、更准确的诊断。这些技术的融合以及许多新兴的电子健康记录标准为更为完善的病人护理提供了发展动力。 本文将介绍不同成像方法电子设计存在的诸多挑战和一些最新动态,具体包括数字 X 射线、磁共振成像 (MRI) 和超声波系统。 数字X射线系统 传统的 X 射
[工业控制]
医学不同数字成像方法--数字X射线、磁共振成像(MRI)和<font color='red'>超声波</font>系统
vivo全面屏新机谍照泄露 金属下超声波指纹
腾讯数码讯(水蓝)vivo首款全面屏新机距离我们似乎越来越近,除了确认将于9月7日在印度推出的vivo V7+之外,微博上还有网友曝光了一款未知型号的vivo全面屏新机的谍照,但似乎采用的是后置指纹解锁设计,据传搭载的是高通第二代超声波指纹识别技术,配备骁龙660处理器,最终名称或为vivo X11系列,最快或将在9月份与我们见面。 从此次网友@数码闲聊站曝光的vivo全面屏新机的谍照来看,虽然在外形上没有特别的地方,但由于采用了全面屏设计的缘故,所以带来的18:9的纵横比例使得手机看起来比较修长。此外,该机也去除了正面的Home键,但似乎并未采用vivo X9s系列的前置双摄像头的设计。 至于这款vivo全面屏新机的背面
[手机便携]
基于51单片机的超声波测距仪的设计
这是我做的一个51单片机课程设计单片机型号是STC89C52,超声波模块是HC-SR04 单片机源程序如下: #include reg52.h //调用单片机头文件 #define uchar unsigned char //无符号字符型 宏定义 变量范围0~255 #define uint unsigned int //无符号整型 宏定义 变量范围0~65535 #include intrins.h uchar a_a; //数码管段选定义 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 uchar code smg_du ={0x2
[单片机]
基于51单片机的<font color='red'>超声波</font>测距仪的设计
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved