超声波测距在倒车雷达中的应用

1、摘要如今经济飞速发展，汽车逐渐作为一种必备品走进了每家每户之中。但是同时，由于 停车或者倒车而导致的事故数量也在逐年增加。这种安全事故能够给人们的人身安全造成 巨大的危害，基于此种现象，研发一种能够实时响应的、低障碍率的、高性价比的汽车预 防碰撞报警系统是大势所趋。超声测距是一种使用率高的、效果良好的测距方法，这里描 述了一种基于超声测距原理而研究的一种倒车雷达方法。其全称为“倒车防撞雷达”，是一种为了减少倒车事故的发生而研制出的一种设备。基于超声测距原理而实时的测量汽车周围的障碍物，并且将其位置信息以显示器的方式传 达给驾驶员，并在即将靠近障碍物的时候做出预警，这样驾驶员在倒车的时候就知道在

2、其 视野盲区范围内是否有障碍物，若有障碍物则及时避开，从而避免事故的出现。因为超声 波的传播具有集中度高、传播距离远的特征而在测量工作中受到了人们的普遍喜爱。这里 介绍一种以AT89C2051单片机为核心，拥有显示功能以及预警功能，并且费用低廉、精确 性高的一种小型化倒车雷达系统。其基本原理是超声测距原理，在此基础上还融合了温度 补偿、开机自检等一些成熟的技术。所测量得到的位置信息实时的传送到显示器上现实出 来，并且在靠近障碍物的时候以声音信号和图像信号做出预警。驾驶员发现预警信息就明 白应该避开障碍物，泊车以及停车的安全性和有效性便会得到很大的提高。关键词：倒车雷达；超声波；AT89C205

3、1单片机；测距AbstractNowadays, with the rapid economic development, owning one s own car is becoming more and more common. However, the number of accidents caused by parking and reversing has also increased significantly. The harm caused by the accident to the drivers life and property is incalculable. In

4、 view of this situation, it is the general trend to design a fast response, high reliability and high cost performance car collision prevention alarm system. The most common method of detecting distance is ultrasonic ranging. This paper introduces a reversing radar method designed by ultrasonic rang

5、ing.Reverse collision avoidance radar is the full name of reverse radar, also known as parking aid, which is a safety aid for parking. It can tell the obstacles around the driver with sound or more obvious reality, reduce the troubles caused by the front, rear, left and right walking when the driver

6、 stops and starts the vehicle, and help the driver eliminate the defects of dead corners and blurred vision. Due to its strong directivity, slow energy consumption and long propagation distance in media, ultrasonic waves are currently commonly used to measure distance. This paper introduces a low-co

7、st, high-precision and miniaturized reversing radar system with AT89C2051 single chip microcomputer as the core and with digital display and acousto-optic alarm functions. The reversing radar is developed based on the principle of ultrasonic ranging and adopts temperature compensation technology, po

8、st-boot self-checking technology and optimized software and hardware technology. The measured results will be sent to the digital tube display, and at the same time a three-level audible and visual alarm will be started. The driver can understand from the cab inside alone that the safety and efficie

9、ncy of parking and parking have been greatly improved.Key word : Back-draft radar; Ultrasonic; AT89C2051 SCM ; Ranging TOC o 1-5 h z 刖 言1第一章超声波测距原理31.1超声波测距的基本原理31.1.1超声波的简介41.1.2超声波测距的应用 41.2超声波倒车雷达系统工作原理51.2.1超声波倒车雷达系统工作原理5第二章超声波倒车雷达的芯片选择6第三章超声波倒车雷达硬件设计83.1超声波倒车雷达的工作原理83.2超声波发射电路83.3超声波接收电路9声光报警电路

10、 10显示电路11第四章超声波倒车雷达软件设计124.1系统程序的设计124.2超声波倒车雷达的算法设计134.2. 1计算超声波的传播时间134.2.2主程序134.2.3超声波发生子程序194.2.4超声波接收中断程序194.2.5显示子程序19结束语21参考文献22致谢24据最新统计，道路交通事故总数90%是由各种原因造成的追尾事故。因此，减少车辆 碰撞事故势在必行。由此追溯，若能够大力发展期车辆碰撞技术，则必定能够降低碰撞事 故的发生率。现在，国内的公路等级一直在优化，特别是高速路，随着其建设的越来越快， 承载能力越来越高，允许速度越来越大，发生事故的次数也越来越多。其中停车和倒车是

11、导致事故发生的一个重要诱因。后视镜死角，驾驶员视距误差、视物不清等各种的因素所 导致的事故的次数远超在正常行驶途中所发生事故的次数。引发汽车碰撞的原因多种多 样，包括汽车本身、人为以及道路、气象等环境因素。其中，最容易导致事故的一项因素 是人为因素。所以，世界各地都在开发辅助技术来来帮驾驶员实时监测周围的人、车、路 的环境。在紧急情况下，系统将积极干预驾驶操作，在即将发生事故之前紧急制动，以保 护车辆及驾驶员的安全。要研究汽车防撞技术，第一个要攻克的要点就是汽车和障碍物或者别的车之间距离的 检测。当车与车的距离接近安全距离，就会进行预警并且根据情况选择是否紧急制动。现 在有三种比较常见的测距技

12、术，分别是超声、激光、微波测距。超声测距的原理是借鉴的 蝙蝠的定位技术，蝙蝠夜间不能视物，在飞行过程中一直发生和接收超声波，因为声速是 固定，所以根据发生和接收之间所经历的时间就能够判断出距离的长短。不过，因为倒车 雷达目前在技术和使用上的限制，所以其主要用途是检测障碍物的距离并将其显示出来， 同时若是距离处于危险距离之内则发出预警信号或者紧急制动。普通倒车雷达中的几个重要构件为传感器、主机、显示器。在其工作的过程中，首先 由传感器发射超声波，同时主机内的计时器开始计时，在发射的超声波被反射回来仍由传 感器接收，同时计时器计算出从发出到接收所经历的时间，由主机计算出距离，最后显示 在显示器上。超声波的发射并不是直线的，而是在一个锥形面之内，通常将其安装位置选 择为后保险杠，探测四十五度锥形面之内的障碍物。当车和障碍物之间的距离处于危险范 围之内的时候，通过蜂鸣器即可发出警报。根据所使用传感器的不同，可以将倒车雷达分 为三种，分别是卡钻石、悬挂式、钻孔式。粘合剂传感器后面有一层胶水，用来将其和保 险杠粘结起来。钻孔式是在保险杠上钻孔，然后将传感器通过所钻的孔与其连接起来。倒 车雷达的显示器也有不同的类型，可以是数字式，通过数字来表示最车与后方最接近的障 碍物之间