基于汽车防撞的激光测距系统

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1、万方数据汽车电子《微计算机信息’(嵌入式与SOC)2010年第26卷第眈期文章编号：1008-0570(2010)09-2-0156-02基于汽车防撞的激光测距系统TheDistanceLasersystemBasedOnVehicleAnti-collision(上海理丁大学)曹志强傅志中CAOZhi-qiangFUZhi-zhong摘要：随着高速公路的发展和汽车保有量的增长，汽车碰撞事故越来越多，行车安全问题成为备受关注的社会问题。为有效减少事故发生，关键是车辆采取主动防护措施。本系统利用相位激光测距的原理，使用先进的DSP微处理器对采样数据进行处理，实现中短距离的高精度测量

2、，实现报警或自动制动等操作防止汽车相撞。关键词：激光测距：DSP；汽车防撞中圈分类号：TP277文献标识码：AAbstract：Alongwiththedevelopmentoffreewayandtheincreaseoftheautomobiletenure，thecollisionaccidentofautomobileismoreandmore．Andthesecurityoftrafficbecomesasocietyissuebeinggivingattention．Forreducingtheaccident，thekeyisadoptingactiveanddef

3、endedmeasure．Thissystemutilizingtheprincipleofphasicdistancelaser，andtheadvancedDSPMCUtodisposethedata，itcarryoutahighprecisionmeasureofmiddleandshortdistanceanda／armingorapplyingthebrakeautomaticallyforpreventingautomobile’scollision．Keywords：distancelaser；DSP；preventingautomobile’scollision

4、1引言随着汽车行驶速度和流量的不断增加．汽车碰撞事故越来越多，行车安全问题也越来越受到人们的重视。据有关统计分析，80％以上的事故是由于司机反映不及时或判断失误引起的。由于被动防护手段可以在发生事故时保护车内人员的安全、降低车辆碰撞事故里死亡人数，降低车辆碰撞事故里死亡人数。本系统采用相位法激光测距技术，在测相前先进行混频处理，使测量更加简单可行，并采用先进的频域数字测相方法和改进的快速傅里叶变换，使得DVI"的运算大大简化，最终实现高精度测量和报警、自动制动等操作防止汽车相撞。2相位法测距的基本原理相位法激光测距是用连续调制的激光光束照射被测目标并接收反射光。利用发射光和接收光

5、之间光波的相位差包含的距离信息实现对目标距离的测量。设光以速度c在大气中传播，调制波的频率为￡待测两点之间的距离为d，往返时间为t驰则两点之间往返一次的时间和距离之间的关系为d=i1ct：。(1)设在起始时刻t．发射的调制光光强为：Il=Asin(。,tI+①o)(2)在接收时刻的调制光光强为1，=Asin(otl№t。+①。)(3)接收光与发射光的相位差为：中=tot2d=2，r／t2d“¨可得所测两点间的距离为：d=知=i1c刍=j1c鼍岳掣=i1c等攀=j1删+aN)(5)拈ic，：一。i。丽。j。—犷。i。丁。j州州+(5)其中，N为相位差中中包含2盯的整数倍，△Ⅳ为不足

6、整波数曹志强：在读硕士的尾数，A为调制波的波长。L：三z称为测尺长度。在实际应用中，由于无法确定N的数值而采取增大调制光波长A的方法，即测尺长度L大于被测距离d的2倍。在本系统中所选测量量程为100米，即调制波波长为200米，调制波频率为1．5MHz。3系统硬件设计本系统是采用ADSP—BF533开发平台设计的高精度激光测距系统。整个系统由BF533最小系统开发板、激光发射单元、激光接收单元．显示单元、报警单元，制动单元等组成。其结构框图如图l所示。激光发射单元包括产生调制波信号的直接信号频率合成器(简称DDS)乘I激光器驱动电路。本系统选用的DDS是AD公司的一款四通道高速直接

7、信号频率合成器AD9959。处理器通过SPI接口向DDS写入控制字产生两路频率相近的正弦信号．分别作为本振信号和主振信号。液晶显示单元使用TF-I'一LCD液晶显示器。DSP处理器通过PPI13实现对TFr屏的驱动及图像和距离的实时显示：报警单元采用J11公司的TLV320AIC23B音频Codec芯片连接BF533处理器的SPORT口，实现音频报警功能。激光接收单元利用雪崩二极管将接收到的光信号转化为电信号．经过}昆频器AD831的混频处理后刑用AD转换器转换为数字信号通过SP