基于超声波的汽车倒车防撞报警系统软件设计文献综述

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1、文献综述基于超声波的汽车倒车防撞报警系统软件设计1前言部分[1][2]随着经济的发展，人们的生活水平越来越高。当今，对许多人来说，汽车进入家庭已不再是奢望，汽车的数量在大幅攀升，交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失。因此随之而来的事情就是如何保证汽车使用过程中的安全问题，特别是如何防止汽车与其他物体碰撞的事情发生。据初步调查统计，l5%的汽车事故是由汽车倒车"后视"不良造成的。因此，增强汽车的后视能力，对于提高行车安全，减轻司机的劳动强度和心理压力，是十分重要的。如果车辆能适时检测与周围障碍物的距离并给出警告信息，使司机

2、及早采取行动，可避免车辆相撞事故的发生。随着科学技术的发展，用超声波进行无接触测量得到了广泛的应用。超声波是由机械振动产生的,可在不同介质中以不同的速度传播，它具有定向性好、能量集中、在传输过程中衰减较小，反射能力较强，在恶劣工作环境下具有一定的适应能力等优点。因此可用于液位测量、车辆自动导航等领域。[1]利用超声波测距技术的汽车倒车防撞雷达（以下简称倒车雷达），近年来逐渐在行业风行。一些名车如奔驰、法拉利、本田雅阁等相继采用了该系统用于辅助倒车，在现时的车展上屡见不鲜。究其原因是因为倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的

3、事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来许多麻烦，例如撞上别人的车、消防水笼头，如果伤及儿童更是不堪设想。据此，这些车厂将倒车雷达作为一个卖点，声称倒车雷达在车主的一生中只要发挥一次作用就很值得了。既然倒车雷达能够增加汽车的整体安全性能，何以只到近年才得以发展呢？众所周知，超声波测距技术由来已久，多年来已在一些领域得到应用。例如利用超声波技术的自动测距照相机、建筑商使用的手持式墙面测距仪。而用于汽车防撞却是近年的事。这主要原因是传统的超声波传感器不能达到汽车行业的特殊要求。现代的超声波传感器不同以往的是在结构上采用了全封闭形式，它将其换

4、能部分和外界完全隔开，并采用了抗锈材料作为外壳，这样才有可能符合汽车电器所要求的诸如防潮、淋雨、防尘等较为苛刻的耐候性指标。其次，汽车本身就是一个积电磁波、噪声、振动、撞击等干扰于一体的强干扰源。因此为了能让倒车雷达稳定的工作，除了具备优良的硬件系统外，还需通过软件的数字智能甄别筛选，方能过滤这些干扰信号。只有近年来随着微电子技术发展而产生的小型价廉的微电脑（微处理器）才能够达到这些要求。[2]2主题部分[4][6][12]超声波传感器有多种应用，常见的用途包括：流量计、工具零件的清洗、倒车雷达等。超声传感器将处于超声频率的电信号经过超声波传感器中的超声波换能

5、器转换成超声声波，超声波传感器按照一定的方向发射该超声声波，当超声声波遇到障碍物以后被反弹回来，再被超声波传感器所接受，由超声波换能传感器转换为电信号。由于音速是一个已知的常数，因此通过回弹的时间，就可以计算出距离。超声波传感器从封装的类型上可以分为两种，分别是开放型和密封型。其中，开放型的传播面积更广，探测距离更远，适合在开放环境中应用。密封型传感器传播面积较小，探测距离一般，适合在液体中应用，并需紧贴固体材料。超声波传感器的使用类似于雷达，它主要完成两项任务：发送超声声波和接收超声声波。发送超声波相对简单，只要对超声波传感器发送的超声波进行脉冲宽度调制，同

6、时开启计时器。而接收部分较为复杂，需要对信号进行调配，以便控制器能正确低识别反射回的超声波、确定接收时间并停止计时器技术，然后根据“距离=时间×音速”计算距离。[12]图1显示出倒车雷达发展的趋势，从图中可以看到，最初的倒车雷达，只有后方探测，现在的倒车雷达不仅实现了前后方探测，甚至连左右侧都可以进行探测。还有一些更先进的技术，已经使用在高档汽车上。[4]图1倒车雷达的发展趋势低端倒车雷达系统倒车雷达系统一般由两部分组成，分别是探头部分和主控部分。探头部分一般安装在汽车的尾部或两侧，而主控部分则位于汽车的前端，靠近汽车驾驶员。低端倒车雷达（图2）的探头部分，通

7、常只包含超声波传感器，而主控部分包括CPU和所有的外围电路。探头和主控板通过传导线连接，传送发送和回波信号，一个主控板带3到4个探头。低端的倒车雷达系统成本通常较低，多采用分立元件，集成度也较低，因而性能较差，有效测量距离小于1.5m。此外，报警也采用简单的蜂鸣器。[4]图2低端倒车雷达系统框图中端倒车雷达系统中端的倒车雷达系统在探头上除了安装超声传感器以外，还包括发射信号的放大和驱动电路，以及接收信号的放大和信号调理电路，这样可以减小信号在长线传输中引入的噪声的影响。另外，在控制板上，使用了两级放大和带通滤波器以提高测量的性能。而测量的距离，通常通过数字显示

8、的方式来显示，并且伴有声音的报警和提示