基于的汽车防撞雷达系统的实现
基于毫米波雷达测距的汽车防撞系统研究
达结构较简单 ,其基本原理是雷达天线发射连 续的调频信号 ( 一般为连续三角形波 ) 当遇到前方障碍物时 , , 会产生与发射 信号有一定延时 的回波 , 通过雷达天线接收回波信 号 , 并将发 射信号和接收信号进行混频处理 , 混频后 的结果雷达 测 距 原 理 简单 ,但 在具 体 技 术 实 现 上 ,脉 冲测
距存 在一定难度 。由于脉 冲测距需在很短 的时 间内发射大功
率的信号脉冲,通过脉 冲信号控制雷达 的压控振荡器f。a V lg t
C n oe si tV 0从低频瞬时跳变到高频 , ot ndO cl C ) r l a 因此它在硬件 结构上 比较复杂 , 造价高。 此外 , 由于 目标 的回波与发射信号一
£ =1 c T
图2
连 续 波 雷 达 测 距 圈
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从上式可 以看出 , 目标 的速度和距离都和 中频信号相关 。
为 了获 得 目标 的 信 息必 须 对 中频 信号 进 行 实 时频 谱 分 析 , 方 其
法主要是运用快速傅立叶变换 ( 兀 ) 。对 于单 目标来说 , 快速
O 引 青
般会有6 0 d 的衰减 , 0 10 B 在对 回波信号进行放大处理 之前 , 应
随着人民经济水平 的提高 , 汽车已经是我们生活中不可或
缺的产品。随之而来 的是交通事故 的增加和人 民财产 的损失。
据不完全统计 , 交通事故中汽车相撞事故 占有很大 的比例 。为 了减少这种损失 , 设计一种能够提前预知前方行驶车辆的速度 和距离 的安全避撞装置是非常必要的。
基于AT89S52汽车防撞雷达系统的设计
防撞 雷 达 系统 结 构 框 陶
21 声 波传 感器 .超
超 声 波 传 感 器 实 质 上 是 一 种 可 逆 的 换 能 器 。一 方 面 , 它 将 电 振 荡 的 能 量 转 变 为 机 械 振 荡 , 形 成 超 声 波 ;另 一 方 面 .它 又 将 接 收 的 超 声 波 能 量 转 变 为 电振 荡 。 因 此 超 声 波 传 感 器 可 分 为 发 送 器 及 接 收 器 。 典 型 的 产 品 是 适 用 于 在 空 气 中 传 播 的 小 型 超 声 波 传 感 器 ,其 结 构 如 图 2所
详细的描述。 关 键 词 : 单片 机 :超声 波 测 距 :汽 车 防 撞 雷 达 中图 分 类 号 :T 9 97 N 5 .1 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 : 10 — 4 2 f0 1 0 — 0 9 0 0 9 9 9 2 11 1 0 4 — 3
1引 言
间。
23 声波接 收 电路 .超
形 共 振 盘
电 晶片
盘
电晶片
系统 中 超 声 波 接 收 采 用 和超
工业 自
基 子 A 8 S 2汔 车 跻撞 蚕 达 系 统 的 设 计 T 95
梁 小流 , 陈炳 森 , 梁建 和
( 西 水 利 电 力职 业 技 术 学院 , 广西 南宁 广 5 0 9) 3 21
测 距 原 理 ,设 计 出 了一 种 基 予单 片机 A 8S 2控 制 的 汽 车 防 撞 雷 达 系统 .并 对该 系 统 的 硬 件 电 路 设 计 、软 件 T9 5
呼传感 : 号 传感 器 黎
/ \ / /\
系 统 电源
超 波 射 动L — 多 选 模 声 发 驱 ・ 路 择 块 —
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计毕业设计
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计摘要随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺,汽车的数量在大副攀升。
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,针对这种情况,设计一种响应快,可靠性高且较为经济的汽车防撞预警系统势在必行,超声波测距法是最常见的一种距离测距方法,本文介绍的就是利用超声波测距法设计的一种倒车防撞系统。
论文的内容是基于AT89C51单片机倒车防撞系统的设计,主要是利用超声波的特点和优势,将超声波测距系统和AT89C51单片机结合于一体,设计出一种基于AT89C51单片机的倒车防撞系统。
该系统采用软、硬件结合的方法,具有模块化和多用化的特点。
论文概述了倒车雷达的发展及基本原理,整个电路采用模块化设计,由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序、显示子程序等模块组成。
各探头的信号经单片机综合分析处理,实现超声波测距仪的各种功能。
在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。
相关部分附有硬件电路图、程序流程图。
关键字:单片机超声波AT89C51一、引言1、倒车雷达设计的背景至今世界汽车工业经过了近122年的发展,当代汽车已经非常成熟和普遍了。
汽车已经渗透于国防建设、国民经济以及人类生活的各个领域之中,成为人类生存必不可少的、最主要的交通工具,尽管每辆车都有后视镜,但不可避免地都存在一个后视盲区,倒车雷达则可以在一定程度上帮助驾驶员扫除视角死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性,减少剐蹭事件。
本次设计的倒车雷达预警系统主要是针对汽车倒车时人无法目测到车尾与障碍物体的距离而设计开发的。
该系统将微技术与超声波的测距技术、传感器技术等相结合,可检测到汽车倒车中,其障碍物与汽车的距离,通过液晶显示屏显示距离。
2、倒车雷达的发展状况经济的发展和科学技术的进步,推动着交通运输业朝行驶高速化,车流密集化和驾驶非职业化的方向发展。
同时,汽车的生产量和保有量都在急剧增加。
基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统
基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统随着汽车智能化的快速发展,汽车开门防撞系统作为一项重要的安全功能得到了越来越多车辆的采用。
其中,基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统以其高精度、大范围和快速响应等特点,成为目前最为先进的技术之一。
汽车开门防撞系统的重要性不容忽视。
目前,汽车事故中很大一部分是由于开车门时发生的碰撞造成的。
特别是在繁忙的城市街道、停车场等地方,驾驶员与其他行人、自行车或其他车辆的接触频率较高。
传统的开门方式主要依赖人眼和车窗的视野来判断周围环境,但这并不能保证百分之百的安全。
因此,开发一种可靠的汽车开门防撞系统势在必行。
毫米波雷达是一种利用毫米波频段进行无线通信和探测的技术。
相比于红外线和超声波等传统的车辆探测技术,毫米波雷达具有更长的探测距离、更高的分辨率和更强的抗干扰能力。
这使得它成为汽车开门防撞系统的理想选择。
基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统主要由毫米波雷达传感器、控制器和警示装置组成。
毫米波雷达传感器作为系统的核心部件,可以实时监测车辆周围的环境状况,包括行人、车辆和障碍物等。
同时,它还可以识别这些目标物体的运动速度和方向,为后续的决策提供基础数据。
控制器则负责接收传感器的数据,并通过算法进行数据处理和分析,以判断是否存在开门碰撞的危险。
如果存在危险,警示装置将发出声音或闪光等信号,提醒驾驶员注意,并确保开门操作的安全。
基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统具有许多优点。
首先,它可以实时、准确地监测车辆周围的环境,无论天气条件如何,都能够正常工作。
其次,毫米波雷达具有高分辨率和强大的抗干扰能力,可以有效地识别出小型、低速运动的目标物体,避免误报和漏报的情况发生。
此外,系统的响应速度快,可以在驾驶员开门之前及时发出警报,提供更多时间做出安全决策。
最重要的是,基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统可以在各种复杂的交通环境中工作,为驾驶员和乘客提供全方位的安全保障。
基于超声波的汽车防撞报警系统毕业设计
摘要近年来,随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高,我国的汽车数量正逐年增加。
同时汽车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增加。
在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时,驾驶员既要前瞻,又要后顾,稍微不小心就会发生追尾事故。
据相关调查统计,15%的汽车碰撞事故是因倒车时汽车的后视能力不良造成的。
因此,增加汽车的后视能力,研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。
为此,设计了以单片机为核心,利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。
超声波一般指频率在20 kHz以上的机械波,具有穿透性强,衰减小,反射能力强等特点。
工作时,超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲,给测量逻辑电路提供一个短脉冲。
最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理,自动计算出车与障碍物之间的距离。
超声波测距原理简单,成本低,制作方便,但其传输速度受天气影响较大,不能精确测距;因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中本文根据声波在空气中传播反射原理,以超声波换能器为接口部件,介绍了基于STC89S52单片机的超声波测距器。
该设计由超声波发射模块、信号接收模块、单片机处理模块、数码显示以及声光报警显示模块等部分组成,文中详细介绍了测距器的硬件组成、检测原理、方法以及软件结构。
接收电路使用SONY公司的CX20106A红外检测专用芯片,该芯片常用于38kHz的检波电路,文中通过对芯片内部电路的仔细分析,设计出能够成功对40kHz超声波检波的硬件电路,并且增益可调,与传统超声波检波电路相比,电路变得精简,调试变得相对容易。
关键词:超声波;报警;STC89C52;调试;设计ABSTRACTIn recent years, with the rapid development of automobile industry and the continuous improvement of people's living standard, China's number of cars is increasing every year. Driving in Central Africa at the same time professional staff of the proportion of car drivers is also increasing year by year. Highways, streets, parking, garage and other crowded places narrow reverse, the driver should not only forward but also looking back, a little rear-end careless accidents can occur. According to related statistics, 15% of motor vehicle collisions when the vehicle is reversing, as the capacity of the latter caused by bad.So after the increase of motor vehicles as the ability to detect obstacles on the development of the rear of the car reversing radar has become the research hotspot in recent years. To this end, the design of a single-chip microcomputer as the core, the use of ultrasonic ranging to achieve non-contact reversing radar system.Generally refers to ultrasonic frequencies above 20 kHz mechanical waves, with penetrating, and attenuation of small, reflecting the ability and so on. Work, the ultrasonic transmitter continuously emits a series of consecutive pulses to the measurement of logic circuits to provide a short pulse. Finally, signal processing devices based on the received signal for processing the time difference, automatic calculation of turnout and the distance between obstacles. Ultrasonic Ranging simple, low cost, easy production, but the transmission speed by a larger weather can not be precise range;Thus reversing radar are used in cars, such as close range in this paper, according to the spread of sound waves in air reflection to ultrasonic transducer interface components, based on MCU STC89S52 ultrasonic range-finder. Designed by the ultrasonic transmitter module, receiver module, single-chip processing module, a digital display and alarm sound and light display module, such as parts, the text in detail the range of hardware devices, detection theory, methods and software architecture. Receiving circuit using the SONY company dedicated CX20106A infrared detecting chip, the chip used in the detector circuit 38kHz, the text of the chip through the careful analysis of the internal circuit design can successfully 40kHz ultrasonic detection of hardware circuitry and adjustable gain, and compared to conventional ultrasonic detection circuit, the circuit has become streamlined and easier to debug.Key words:Silent Wave;Alerting; STC89C52;Debug; Design目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2 课题设计的意义 (1)1.3 超声波防装系统的应用介绍 (2)1.4 课题主要研究的内容 (3)第2章课题的方案设计与论证 (4)2.1 系统的总体设计 (4)2.1.1 系统总体框图 (4)2.1.2 传感器的位置 (5)2.2 设计方案的论证 (5)2.3 本章小结 (5)第3章系统的硬件结构设计 (7)3.1单片机的选择 (7)3.2 发射电路设计 (12)3.3 接收电路设计 (12)3.4 显示报警电路的设计 (15)3.4.1 MAX232 (15)3.5本章小结 (16)第4章系统的硬件结构设计 (17)4.1主程序流程图 (19)4.2超声波发射程序编写原理 (22)4.3本章小结 (22)第5章制作与调试 (23)5.1 硬件的制作 (23)5.1.1 焊接时布线及其注意事项 (23)5.1.2硬件的整体焊接 (26)5.2 硬件调试 (27)5.2.1 发射调试 (28)5.2.2 接收调试 (29)5.2.3 显示调试 (30)5.2.4报警调试 (31)5.3 软件调试 (32)5.3.1 超声波接收发射调试过程 (33)5.4本章小结 (34)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (36)附录 (38)附录A 英文文献与中文参考译文 (38)附录B 整机原理图 (45)附录C实物效果图 (49)附录D材料清单 (51)附录 E 源程序 (53)第1章绪论1.1 课题背景随着经济的发展与汽车科学技术的进步,公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。
FPGA的车载防撞雷达系统的设计与实现
基于毫米波雷达的汽车主动巡航控制系统与防撞预警系统
连续波(LFMCW)体制,连续波调频体制与脉冲雷达相比有
许多明显的优越性:
①可测量短距离,且能获得较高的测距精度和距离分
辨率。
②雷达接收机的带宽较窄,因此抗各种杂波干扰和噪
ACC和CWS的关键技术
作为应用于自动巡航系统和防撞预警系统的毫米波汽车
雷达,目前适用的主要有脉冲体制雷达、调频连续波(FM— CW)雷达两种雷达体制。脉冲体制的雷达应用于汽车,由于 测量距离很短,需要的发射脉冲非常窄,这将导致信号产生
的工作频段既要满足无线电频率管理,又不能与已用的某些
1044
SAE—C2007E616
道路情况相对比较简单的高速公路行车环境为例分析。当汽 车行驶在高速公路上时,公路上一般有左中右三条行车道,
道路本身可以是平直的,也可能存在转弯和上下斜坡,在高
以及系统工程化实现所面临的关键技术作了简单介绍。
速公路的两侧存在有安全护栏、树木、标识牌等物体。车辆
参考文献
Waiter Nagy,Joseph Wilhelm,system and parametric
Cruise
Control,ACC)系统是利用雷达系统探测周围信息,
并自行调节自车的行驶速度,从而实现以设定速度行驶的一 种电子控制装置。与前导车辆保持一定的距离,并自动跟 进。汽车在高速公路上长时间行驶时,打开该系统的自动操 纵开关后,恒速行驶装置将根据行车阻力自动增减节气门开 度,使汽车行驶速度保持一定,省去了驾驶员频繁地踩加速 踏板的动作,在汽车行驶时驾驶员只要把住转向盘即可,可 以减轻驾驶员长途行驶的疲劳,也减少了交通事故的发生。 同时由于巡航系统自动维持车速,避免了不必要的加速踏板
汽车防撞系统方案
汽车防撞系统方案随着汽车的普及和道路交通的拥挤,交通事故频发成为一个严峻的问题。
而其中的重大事故往往是由于驾驶员疏忽或反应不及时导致的。
因此,开发一种高效的汽车防撞系统成为了汽车工程领域的一个重要研究方向。
本文将介绍几种常见的汽车防撞系统方案。
第一种方案是基于雷达技术的防撞系统。
这种系统基于雷达的工作原理,通过向前发射无线电波,然后接收回波来计算与前方障碍物的距离。
一旦检测到距离过于接近的障碍物,系统会自动触发制动系统,减少碰撞的严重程度。
雷达技术的优点在于其高精度和可靠性,但是其成本较高,需要配备专门的传感器。
第二种方案是基于摄像头技术的防撞系统。
这种系统采用摄像头拍摄前方的图像,然后通过图像处理算法来识别和跟踪前方的障碍物。
一旦系统检测到可能发生碰撞的情况,就会发出警告信号或者自动刹车。
摄像头技术的优点在于成本低廉,但是其对光线和天气条件的依赖性较强,可能影响系统的可靠性。
第三种方案是基于激光雷达技术的防撞系统。
激光雷达通过发射激光束,并计算激光束被障碍物反射回来的时间来测量与障碍物的距离。
这种系统具有高精度和长测距范围的优点,是目前一些高端汽车上使用的防撞系统技术。
但是,激光雷达的价格昂贵,限制了其在大众市场上的应用。
除了以上几种技术方案,近年来还出现了一种新兴的汽车防撞技术——基于车联网的防撞系统。
这种系统通过将车辆与道路和其他车辆进行信息交流,实现了实时的碰撞预警和自动避让功能。
例如,当一辆车突然刹车,后方跟车的车辆可以在第一时间收到警告信息,从而避免碰撞。
这种系统的优点在于其快速响应和全面的环境认知能力,但是其实施需要良好的网络和通信基础设施。
总结起来,汽车防撞系统方案有多种选择,包括基于雷达、摄像头、激光雷达和车联网技术。
每种方案都有其独特的优点和局限性。
未来的汽车防撞系统可能会结合多种技术,进一步提高安全性能。
但无论使用哪种方案,都必须将人的行为和驾驶技能作为关键因素考虑进来,因为只有驾驶员的警觉和合理反应才能真正避免交通事故的发生。
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:随着交通工具的普及和道路交通的日益繁忙,交通事故成为了一个不容忽视的问题。
为了降低交通事故的发生率,提高交通安全水平,汽车防撞预警系统应运而生。
而基于激光雷达的汽车防撞预警系统因其高精度、高可靠性等优点受到了广泛的关注。
1. 激光雷达技术的应用激光雷达是一种利用激光来测量目标距离、速度和方向的传感器。
它具有测距精度高、反应速度快、不受光照影响等优点,在汽车防撞预警系统中得到了广泛的应用。
激光雷达通过发射一束激光束,当激光束碰撞到障碍物时,激光束就会反射回来,通过检测激光束的反射时间和角度等信息,就可以确定障碍物的位置、距离以及速度等参数,从而实现对障碍物的检测和预警。
2. 汽车防撞预警系统的设计基于激光雷达的汽车防撞预警系统主要由激光雷达传感器、控制单元、驾驶员预警装置等部分组成。
激光雷达传感器负责实时监测车辆前方的道路情况,控制单元负责处理传感器采集的数据并进行分析,而驾驶员预警装置则负责向驾驶员发出预警信号。
整个系统通过这三个部分的协作,可以实现对车辆前方障碍物的及时监测和预警,从而帮助驾驶员避免碰撞事故的发生。
3. 实现过程在汽车防撞预警系统的实现过程中,需要克服一些技术难题。
首先是激光雷达传感器的精度和稳定性问题,由于激光雷达传感器需要在复杂的道路环境中工作,因此需要保证传感器具有足够的精度和稳定性来应对各种复杂情况。
其次是控制单元的算法设计和实时性要求,算法要能够对传感器采集的数据进行实时处理和分析,并且能够准确地对障碍物进行识别和预警。
最后是驾驶员预警装置的设计和人机交互性能,预警装置需要能够准确地向驾驶员发出预警信号,并且要求操作简单、易懂,不会影响驾驶员的正常驾驶。
4. 系统测试为了验证汽车防撞预警系统的可靠性,需要进行一系列的系统测试。
首先是在实验室中对系统的各个部分进行功能测试,包括激光雷达传感器的测距精度、控制单元的数据处理能力、以及驾驶员预警装置的预警效果等。
基于单片机的倒车防撞预警系统设计
基于单片机的倒车防撞预警系统设计倒车防撞预警系统是一种广泛应用于汽车上的辅助设备,可以帮助驾驶员在倒车过程中避免与障碍物发生碰撞。
本文将介绍一个基于单片机的倒车防撞预警系统的设计。
一、系统设计方案1.硬件设计部分:(1)超声波传感器:用于检测倒车车辆后方距离的变化,一般使用多个超声波传感器进行检测。
(2) 单片机(如Arduino):用于接收超声波传感器的信号并进行处理,同时控制显示器和蜂鸣器发出预警信号。
(3)显示器:用于显示倒车车辆后方的障碍物距离,可以使用LCD显示屏。
(4)蜂鸣器:用于发出声音预警信号,提醒驾驶员注意。
2.软件设计部分:(1)超声波传感器信号处理:单片机接收超声波传感器的信号,并进行滤波和幅值处理,得到障碍物距离值。
(2)倒车距离显示:将障碍物距离值显示在LCD屏幕上,可以设计多级警戒区,显示不同距离范围内的预警信息。
(3)声音预警:当距离过近时,单片机控制蜂鸣器发出声音预警信号,提醒驾驶员注意。
二、系统实现步骤1.硬件实现:(1)连接超声波传感器:按照超声波传感器的规格书连接传感器与单片机。
(2)连接LCD显示屏:将LCD显示屏连接到单片机。
(3)连接蜂鸣器:将蜂鸣器连接到单片机。
2.软件实现:(1)单片机初始化:初始化单片机,设置IO口的输入输出模式和引脚功能。
(2)读取超声波传感器信号:通过IO口读取超声波传感器的信号,并进行幅值处理,得到障碍物距离值。
(3)显示距离信息:将障碍物距离值显示在LCD显示屏上,可以设计多级警戒区,显示不同距离范围内的预警信息。
(4)发出声音预警信号:当距离过近时,单片机控制蜂鸣器发出声音预警信号,提醒驾驶员注意。
三、系统测试和优化1.测试:将倒车防撞预警系统连接到倒车车辆上,进行实际测试。
测试过程中要注意校准超声波传感器和LCD显示屏的正确读数,以及蜂鸣器声音的预警效果。
2.优化:根据实际测试结果优化系统设计,可考虑加入其他传感器,如摄像头等,提高系统的准确性和可靠性。
汽车防撞雷达实验系统的研制
防撞雷达系统的基本原理
单目标回波时,发射信号和反射信号将进行混频,混频后得到的信号中含有目标的相对距离和相对速度的信 息。
线性FMCW雷达结构简单,比较适宜测量近距离目标,故作为目前车用防撞雷达的普遍选择方式。其基本原理 可以描述为信号的瞬时频率随时间线性变换,当前方有单目标回波时,发射信号和反射信号将进行混频,混频后 得到的信号中含有目标的相对距离和相对速度的信息。
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实验系统是利用FMCW(FrequencyModulationContinuousWave)雷达作为探测手段,由于采用线性调频方 式达到测距的目的,所以雷达信号的线性度对测量距离的精度有较大影响。为了保证足够的线性度,雷达的控制 信号选择在1.5~3V之间,这是因为在这段区间内该雷达的VCO(VoltageControlledOscillator)压频曲线线 性度较好,在控制信号端不需要作很大的调整。考虑到波形方式的可变性,该例利用89C52做信号发生器,首先 设计所需的雷达波形数据并存入单片机的数据存储区中,后送D/A转换,经过调整电路产生所需的控制电压波形。 该系统选用的D/A为IT公司的TLV5619,该芯片具有12位分辨率,电压输出,最小转换率为1MSPS。所产生的信号 为400Hz的三角波。
汽车防撞雷达原理
汽车防撞雷达原理
汽车防撞雷达是一种用于提供安全驾驶辅助功能的设备,它的原理基于雷达技术。
雷达是一种利用电磁波进行探测和测距的技术,通过发射和接收电磁波来检测周围物体的距离和速度。
汽车防撞雷达通常使用微波雷达技术,通过发射微波信号并测量信号的回波时间来计算物体与车辆的距离。
雷达发射器产生的微波信号会向周围环境发射,当这些信号遇到物体时会反射回来。
雷达接收器会接收这些回波信号,并分析信号的时间差来计算物体与车辆的距离。
为了实现防撞功能,汽车防撞雷达通常会在车辆周围的重要部位安装多个雷达传感器。
这些传感器可以覆盖车辆前方、后方、侧方等区域,实时监测周围物体的距离和速度。
当雷达传感器检测到周围物体与车辆的距离过近或速度过快时,会通过车辆的电子控制单元(ECU)发送信号进行预警或采取相应措施。
例如,当车辆前方出现障碍物时,汽车防撞雷达可以发出声音或闪烁警示灯来提醒驾驶员注意。
一些高级的防撞雷达系统还可通过自动制动或调整车速来避免碰撞。
汽车防撞雷达的原理是基于微波雷达技术,通过测量微波信号的回波时间来计算物体与车辆的距离。
它可以提供及时准确的距离和速度信息,帮助驾驶员保持安全驾驶距离,减少交通事故的发生。
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现一、激光雷达汽车防撞预警系统的原理激光雷达是一种通过测量光的时间差来确定目标距离的传感器。
在汽车防撞预警系统中,激光雷达主要用来探测前方障碍物的距离和速度,从而实现对潜在碰撞危险的监测和预警。
激光雷达汽车防撞预警系统的工作原理如下:当汽车发动机启动后,激光雷达系统开始工作,通过激光发射器发出一束激光,在宽度范围内扫描前方的障碍物。
当激光束遇到障碍物时,一部分激光会被反射回来,激光雷达系统通过接收器接收反射回来的激光,并通过测量激光的时间差来确定障碍物的距离和速度。
系统会将这些数据与车辆自身的速度和加速度等信息结合起来,通过算法分析得出可能的碰撞危险,并及时做出警告或者自动刹车等措施,从而避免碰撞事故的发生。
1. 系统硬件设计激光雷达汽车防撞预警系统的硬件主要包括激光发射器、接收器、信号处理器、控制器等组成部分。
激光发射器用于产生激光束,接收器用于接收反射回来的激光,信号处理器用于对接收到的激光信号进行处理,控制器用于系统的整体控制和数据处理。
在设计时,需要根据汽车的实际情况和需要,选择合适的硬件设备,并设计相应的电路和系统结构。
激光雷达汽车防撞预警系统的软件设计包括激光雷达信号处理算法、碰撞检测算法、预警系统算法等。
激光雷达信号处理算法主要用于对接收到的激光信号进行滤波、增强和去噪等处理,以提高系统的性能和稳定性。
碰撞检测算法主要用于对处理后的激光信号进行分析,判断潜在的碰撞危险。
预警系统算法主要用于根据检测到的碰撞危险,做出相应的警告和控制决策。
软件设计时需要根据系统的实际需求和硬件设备的特点,选择合适的算法,并进行相应的优化和调试,以确保系统的准确性和稳定性。
3. 系统集成与测试在硬件和软件设计完成后,需要对系统进行集成和测试。
集成阶段主要包括硬件设备的安装和连接,软件的加载和配置等。
测试阶段主要包括系统的功能测试、性能测试和稳定性测试等。
通过集成和测试,可以发现和解决系统中可能存在的问题,确保系统能够正常工作和达到预期的效果。
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现作者:王心越董锋威谢璐阳苏珊珊王宇歌赵奉奎来源:《智能计算机与应用》2019年第06期摘要:为了增强汽车在行驶过程中的主动安全性,本文设计了一种基于激光雷达的汽车防撞预警系统。
单片机通过CAN总线采集自车车速,同时采用360°的激光雷达探测汽车周围环境。
通过密度聚类算法对点云数据进行分析,并根据激光点云计算自车与前车的相对速度,进而计算当前车速下的安全距离,再将其与实时车距相比较,决定是否报警。
实验表明该系统能够准确检测汽车周围车辆,并在车距过近时及时进行声光报警。
本系统通过实时探测汽车周围环境并提醒驾驶员及时减速或制动,增强了汽车主动安全性,能够减少交通事故的发生。
关键词:激光雷达;汽车防撞;主动安全;安全距离;聚类算法0引言随着经济的发展,汽车保有量越来越高,交通事故也随之增多。
有统计数据表明,80%以上的车祸是由于驾驶员反应不及时造成的。
如果能夠及时检测汽车之间的相对距离和相对速度,可极大地减少交通事故的发生概率。
为了提高驾驶安全性,汽车设置了被动安全系统和主动安全系统。
被动防护的作用时间是在发生事故后,仍然会造成比较严重的伤害和经济损失:主动安全系统能及时判断车辆行驶状况。
自动或提醒驾驶员及时采取措施,减少交通事故的发生。
目前汽车主动安全主要采用红外、超声波雷达、视觉、毫米波雷达和激光雷达等进行障碍物检测。
红外雷达和超声波雷达常用于倒车防撞。
但在遇到恶劣天气以及在长距离测距方面,仍然不能满足汽车在高速运动状态下的防撞要求。
视觉技术采用单目或双目摄像头进行目标识别和距离检测。
视觉测距方法需要经过严格的标定和复杂的几何关系推导,而且基于目标检测的机器视觉还面临过拟合等问题。
毫米波雷达常用于自适应巡航、防撞和盲区检测,毫米波的分辨率略低,探测角度较小,获取视野有限,对于近距离小障碍物的测量效果欠佳。
激光雷达和毫米波雷达测距和测速原理相同。
但是激光雷达的波长更短,波束更窄,分辨率高,测量距离远,且抗干扰能力强。
汽车智能测距防撞系统设计
汽车智能测距防撞系统设计引言汽车智能测距防撞系统是一种能够帮助司机防止与前方车辆碰撞的技术。
随着交通事故的不断增加和汽车平安意识的提高,汽车智能测距防撞系统变得越来越重要。
本文将介绍汽车智能测距防撞系统的设计。
系统原理汽车智能测距防撞系统基于雷达技术,通过发射和接收无线电波来测量与前方车辆的距离,并根据测量结果提供警告或自动制动。
系统主要由三个主要组件组成:传感器、处理器和警告/制动装置。
1.传感器:系统使用雷达传感器来测量与前方车辆的距离。
传感器发射无线电波并接收其反射,然后根据反射的时间和速度计算距离和相对速度。
2.处理器:传感器收集到的数据将传输到处理器进行处理。
处理器使用算法来分析数据并确定与前方车辆的距离和速度。
如果距离过近或速度差异较大,那么处理器将触发警告或自动制动。
3.警告/制动装置:警告装置可以通过声音、光线或振动等方式向司机发出警告。
如果距离过近或速度差异过大,系统还可以自动制动来减少碰撞的风险。
系统设计为了实现高效的汽车智能测距防撞系统,需要考虑以下设计方面:1. 传感器选择选择适宜的传感器对系统的性能至关重要。
雷达传感器是智能测距防撞系统的常用选择,因为它们能够提供准确的距离和速度测量。
此外,传感器的价格、尺寸、功耗和可靠性也需要考虑。
2. 数据处理算法设计高效的数据处理算法可以提高系统的性能。
处理器需要能够快速准确地分析传感器收集的数据,并根据距离和速度计算结果来触发适当的警告或制动。
算法的优化可以减少计算时间,提高系统的实时性。
3. 警告装置设计警告装置应该能够有效地向司机传达警告信息,以便及时采取防止碰撞的行动。
声音、光线和振动等方式可以结合使用,以适应不同驾驶环境和司机的需求。
4. 自动制动设计当距离过近或速度差异较大时,系统应该能够触发自动制动来减少碰撞风险。
自动制动系统应该具备灵敏度高、反响快的特点,确保在紧急情况下能够准确地控制车辆速度。
5. 系统集成最后,将传感器、处理器、警告/制动装置等组件集成在一起是实现一个完整的汽车智能测距防撞系统的关键。
基于UWB的汽车防撞雷达系统的实现
基于UWB的汽车防撞雷达系统的实现
龚小年;张兴敢
【期刊名称】《微型机与应用》
【年(卷),期】2005(024)009
【摘要】在介绍超宽带(UWB)技术理论的基础上,给出了基于UWB的汽车防撞雷达系统的设计思路和方法.该系统用以保障汽车驾驶人员的行车安全.
【总页数】3页(P18-20)
【作者】龚小年;张兴敢
【作者单位】南京大学,电子科学与工程系,江苏,南京,210093;南京大学,电子科学与工程系,江苏,南京,210093
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.基于UWB无线定位的汽车防撞系统设计 [J], 王英;许可
2.基于DSP的汽车防撞雷达系统的实现 [J], 陈海宁;陈照章;梁品;姜子晴
3.基于DSP的防撞雷达系统设计与实现 [J], 蒋留兵;林和昀;沈翰宁;柴林峰
4.基于DSP的毫米波汽车防撞雷达系统 [J], 黄艳国;肖定华;许伦辉
5.基于UWB技术的井下快速移动目标高精度定位系统的设计与实现 [J], 张日明;周欢;龙飞阳
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基于单片机的车载防撞报警器
Part 5
结论
结论
1
基于单片机的车载防撞报警器利用先进的传感器技术和MCU控制技 术,能够实时监测车辆周围环境,预防碰撞,提高驾驶安全性
通过精心设计和优化,实现了低功耗、高灵敏度和高可靠性
2
3
在实际应用中,它将成为驾驶员的得力助手,为行车安全保驾护航
Part 6
未来展望
未来展望
基于单片机的车载防撞报警器在提高驾 驶安全性方面具有重要作用
技术细节
传感器选择
超声波传感器用于检 测车辆周围的障碍物 ,具有成本低、穿透 性强、不受光线影响 等优点。毫米波雷达 则具有更高的测距精 度和测速精度,适用 于高速行驶的车辆
技术细节
MCU选择
技术细节
考虑到性能、功耗和 成本等因素,我们选 用了一款基于ARM Cortex M4内核的MCU 。它具有较高的处理 速度和丰富的外设接 口,适合于车载防撞 报警器的控制
实现过程
硬件设计
根据系统需求,设计各个部分 的电路原理图和PCB板图
软件编程
使用C语言为MCU编写控制程序, 实现传感器数据的采集、处理
和报警控制
系统测试
在实验室环境下对系统进行测 试,包括传感器性能测试、MCU
功能测试和报警功能测试
实车测试
将系统安装到实际车辆上进行 测试,验证其在各种道路条件
下的性能表现
为了更好地满足车载 环境的要求,我们需 要进一步优化MCU的 功耗和性能。例如, 我们可以采用更先进 的制程技术,或者设 计更高效的算法和架 构
智能化和自适应性
未来的车载防撞报警 器将更加智能化和自 适应性。例如,系统 可以根据车辆的速度 、行驶环境等因素自 动调整报警阈值,以 实现更精准的报警。 此外,系统还可以通 过学习算法,不断优 化自身的性能
基于单片机的汽车倒车防撞系统设计
基于单片机的汽车倒车防撞系统设计汽车倒车防撞系统是现代汽车的重要安全装置之一,其主要功能是帮助驾驶员避免在倒车时发生撞击和碰撞事故。
本文将介绍一个基于单片机的汽车倒车防撞系统设计。
1.系统概述汽车倒车防撞系统由超声波传感器模块、单片机控制模块和蜂鸣器模块组成。
超声波传感器模块用于测量周围的障碍物距离,单片机控制模块负责接收传感器数据并进行处理,最后根据测量结果控制蜂鸣器发出声音警示驾驶员。
2.硬件设计系统采用了传感器模块和单片机模块进行设计。
超声波传感器模块采用了多个超声波传感器,可以实现多个方向同时进行距离测量。
单片机模块采用了一颗高性能的单片机芯片,具备快速处理能力和丰富的接口。
3.软件设计软件设计主要包括以下几个方面:3.1超声波传感器数据采集:通过对超声波传感器发送脉冲信号并接收回波信号,可以计算出测得的距离值。
3.2数据处理和判断:将采集到的距离值与事先设定的安全距离进行比较,当距离小于设定值时,证明有障碍物靠近,需要发出警示信号。
3.3警示信号发出:当检测到障碍物靠近时,单片机控制蜂鸣器发出声音警示驾驶员。
可以通过改变声音的频率和持续时间来表达不同的警示级别。
4.系统测试和优化设计完成后,需要对系统进行测试,并根据测试结果进行优化。
4.1传感器精度和稳定性:测试传感器的测距精度和稳定性,确保传感器测量结果准确可靠。
4.2系统响应时间:测试系统的响应时间,确保系统能够及时发出警示信号。
4.3警示效果:通过模拟实际倒车场景,测试系统的警示效果,确保驾驶员能够准确理解警示信号。
5.总结和展望基于单片机的汽车倒车防撞系统设计可以有效地帮助驾驶员避免倒车事故的发生。
然而,目前的设计还有一些问题需要进一步解决,如系统的稳定性和可靠性需要不断优化,同时还可以考虑引入图像处理技术来提升系统的性能。
总之,基于单片机的汽车倒车防撞系统设计有着广阔的应用前景和发展空间。
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片内高速RAM中执行HJ。为满足各种系统要求,VC5402提供 了多种引导模式,如:HPI口、并行口、标准串行口、通用I/O口。 当引导装载程序启动后,它会依序执行一系列的检查,直至找 到某一有效的引导模式,然后以该模式对用户程序代码进行引 导装载。 并行引导模式是一种较为常用的模式,系统即采用的8位 并行引导模式,用户只需将引导表的起始地址4000h放到数据
Abstract:This paper introduced the design method of the hardware and software for the automotive collision avoidance based
on
TMS320VC5402.It
described the principle of the system in detail.Millimeter—wave radar received and transmitted the sigual,
0引言 随着智能交通系统在全球的兴起,汽车主动避撞系统作为 智能交通系统智能车辆子系统的重要研究内容,获得了广泛的 关注。按测量介质不同,车用雷达分为超声波雷达、红外雷达、 激光雷达以及毫米波雷达。毫米波雷达具有以上其他形式所 不具备的优点,已逐渐成为研究热点,其研究始于20世纪60 年代,目前被广泛应用于车辆主动防撞系统。美国、日本和欧 洲多家著名汽车公司投入巨额资金,先后研制成功了24
收稿日期:2008一Ol一09收修改稿日期:2008—12-23
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(1) (2)
图2为车辆刹车过程中两车运动状况示意图,矩形框表示 雷达所在车辆;八角形表示目标车辆;口.表示本车未刹车前的 速度;”:表示目标速度,t。表示刹车延时,它通常由2部分组 成:由报警开始到刹车制动有效延时的时间;司机本身的反应 时间;根据统计,tl一般为0.6~2 s.t:表示刹车制动时间,即从 刹车制动开始到两车间相对速度为0所经历的时间。%为开 始刹车前本车与目标之间的距离(临界距离)。s。为从开始报 警到与目标到达同一地点所经过的距离。s:为目标从开始报 警到两者到达同一地点之间的距离。该车的最大减速度口,由 运动学规律可得
(4)视角:包括方位角和高低角。一般方位角为9一12,高 低角则取3左右。 (5)测量的动态范围:雷达必须有足够的动态范围,以保证
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7、.
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对大小目标都能识别。 (6)分辨率:径向距离分辨率达到I rfl即可。 (7)可测相对速度范围:0~40 2.2处理器及其外设 数据处理部分采用了1MS320VC5402 DSP,是一款性价比
GHz,
圈1冒达模块框图
60 GHz,76.5 GHz 3种频率的汽车防撞毫米波雷达系统。其中
在车之间的相对距离和相对速度【2j:
德国在该领域的研究处于领先地位,已经获得了实用化的研究 成果。国内对汽车主动避撞系统的研究起步较晚,目前仍处于 研究阶段ol J。 1车载雷达防撞系统的工作原理 系统主要是以毫米波雷达作为数据收发模块,定点DSP芯 片TMs320VC5402为核心进行信号处理,进而测距、测速,达到 实时监测前方车辆的目的,当前方有停止或慢行车辆时,及时 发现前方潜在危险目标,并及时报警以提醒驾驶员做出相应的 处理动作。图1为雷达模块框图。 其基本原理是信号的瞬时频率随时间线性变换,当前面有 运动目标时反射回来的信号就含有目标相对距离和相对速度 的信息,将发射信号和反射信号进行混频得到个中频信号,设 为^一和五+(系统所要检测的信号),r为扫频周期,c为光速,B 为频带宽度,A为毫米波雷达波长,R和。分别为目标与系统所
m’运算,得到输入信号的频谱和中频频率pj。再根据式(1)和
式(2)计算出前方目标的距离和速度,目标的距离和速度通过8 个七段数码管实时显示。一旦系统检测到危险目标,便会通过 蜂鸣器以及发光二极管进行声光报警。闪存用来存放信号处理 主程序代码,当信号处理机脱机运行时,主程序代码能够在系统 加电后自动装载到DSP片内RAM中运行。
图3汽车防擅系统的总体硬件框图
3软件设计 3.1并行引导的设计 系统软件主要包括引导程序和应用程序2部分。VC5402 上电复位后,若MP/MC为高电平,从外部程序存储器OFFSOH 起执行用户程序。若MWMC为低电平,从片内ROM的 0FFSOH起执行程序,选择自举引导方式,引导程序Boot loader 用于在DSP上电复位时将应用程序从外部扩展存储器加载到
辆以不同距离不同速度进行了探测,所得数据如表l所示。数 据表明:系统可以获得较为满意的结果,满足了其对准确和实 时性的要求。
图4接收的混频后的时域中频信号
900 800 700 600
糊500
馨400
300 200 100 0 0 5 1.0 1.5 2IJ 2j;{.1J:j.j 4.0 4.5
山-‘-“j
on
Design of Automotive Collision Avoidance Radar Based
CHEN
DSP
Hal-niag,CHEN Zhao—zhang,LIANG Pin,JIANG
Information
Zi-qing
(School
of Electrical and
Engineering,Jiangm University,Zhenjiang 212013,China)
万方数据
Instrument Technique
and Sensor
Mat.2009
空间高位地址FFFEH和FFFFH中,这样从数据空间FFFEH和 FFFFH处读取引导表的起始地址低8位和高8位地址: 08AAH,便可进人数据空间的8位并行引导模式,将EPROM中 的程序装到片内RAM中,装载完毕后,立即转移到目的地址执 行应用程序。引导表放在数据空间的40008一FFFFH段内,其 内容包括:程序存放的目标首地址;程序执行的入口地址;应用 程序代码及其程序块长度。 3.2应用程序的设计 应用程序采用在C语言和汇编语言混合编程的方法,即在 算法运算量大的地方,用手工编写的方法编写汇编语言,而运 算量不大的地方则采用高级语言。采用这种方法,既可缩短软 件开发的周期,提高程序的可读性和可移植性,又能满足系统 实时运算的要求,同时还会充分发挥DSP快速的运算功能又利 用了C语言的灵活控制流程优势。DSP需要完成的主要任务 有:(1)启动A/D转换并读取转换后的数据;(2)目标提取,包 括数据预处理(杂波滤除、时域加窗)、功率谱估计、谱峰搜索、 危险目标确定。 软件的工作流程如图4所示。系统首先初始化,对有关的 寄存器和存储单元进行设置,使系统处于正常工作状态,然后 进行数据采集、A/D转换,将采样数据目的地址指针初始化为 2000H,采样中断服务子程序每读取一个采样值,该地址指针就 自动加1,指向下一个采样数据存储单元。计数器被始化为 400H,中断服务子程序每执行一次,计数器的值就减1,当计数 器的值减为0时,中断服务例程执行了1 024次,得到8×103 个采样值,存放在数据存储空间2000H一3FFFH中。此后 THSl206的采样时钟信号关闭,停止工作。接下来主程序开始 对采样数据进行LMS自适应滤波和FFr计算,并从中找到最 大谱线强度所对应的频率,把它视为中频频率,由此计算出目 标距离和速度;判断距离值是否在安全距离,若小于安全距离 值,则进行报警。利用DSP片内定时器l的定时功能,可以使 程序每隔50 n18就进行1次从数据采样到距离速度显示的循环 执行,从而实现距离与速度的实时获取。
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采样点数/lip
“
图5样机处理后的中频信号频谱
表l
系统实测数据与实际数据的对比
实际相对速 误差
/%
序测量距离实际距离误差测量相对速 号
/m /m
/%度/(m・s’1)度/(m・8—1)
5结束语 系统是以毫米波雷达作为数据收发模块,定点DSP芯片 TMS320VC5402为核心,其设计综合考虑了经济实用性及容易 实现等因素。通过对系统的实车实验表明:该系统可以快速、 精确地检测前方车辆信息,及时发现危险目标做出警报,以提 醒驾驶员做出相应动作,为汽车防撞雷达的发展打下了良好的 基础,具有一定的理论意义和应用价值。 参考文献: [1]
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1
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J
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极高的定点DSP芯片,该芯片具有运算速度快、低功耗、体积 小、开发方便等特点,这也是系统选择它作为汽车防撞雷达数
田2车辆刹车过程中两车运动状况示意圈
字信号处理器的主要原因。 汽车防撞系统的总体硬件框架如图3所示。所选DSP芯片 的内核电压为1.8 V,I/O引脚电压为3.3 V,输入的模拟信号来 自于前端线性调频雷达的中频放大器的输出。由低噪声宽带运 算放大器THS4022构成的电平移位电路将输入信号的电平搬移 到+1.5一+3.5 V,以满足ADC芯片THSl206对输入信号电平 范围的要求。THSl206以2 MHz的频率对中频信号采样,A/D 转换后的数据被VC5402接收。VC5402对采样数据进行2048点
2硬件设计 2.1防撞雷达的设计 系统数据收发部分选用了线性频率调制连续波雷达 (LFMCW),它调制简单且价格低廉,可以全天候工作,不受天 气状况(如雨、雪、雾)的影响,且具有探测距离远、运行可靠等 特点,便于汽车安装,故作为目前国内外车用防撞雷达的普遍 选择方式。其主要指标如下: (1)天线:尺寸要小、成本要低、性能要高,还要便于安装和 使用。 (2)工作频率:频率越高,目标的反射效果会越好,但会造 成信号穿透力的减弱,测距范围的降低,及器件成本的增大。 系统所采用的毫米波雷达的中心频率为35 GHz. (3)作用距离:以保证车制动时两车不发生追尾碰撞为原
DSP processed the digital signal.This system used two mixed programming languages and LMS algorithm,raising the speed of oper-