倒车雷达概述-文献综述

倒车雷达概述

1引言

自从1886年2月9日卡尔•本茨发明了人类第一辆汽车，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，为人类生存和社会的发展与进步起到了至关重要的作用。当今，汽车已经成为人们生活中不可缺少的一部分，它给人们带来方便快捷的同时，也出现了许多问题。如越来越多的汽车使道路上有效的使用空间越来越小，新手也越来越多，由此引起的剐蹭事件也越来越多，由此引起的纠纷也在不断地增加。原来不是问题的倒车也逐渐变成了问题。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。因此，提出了基于超声波测距的汽车用倒车雷达的设计。

2倒车雷达的发展

倒车雷达（Car Reversing System）全称“倒车防撞雷达”，又称“泊车辅助装置”，它是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置。它能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车、倒车和启动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视角死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。

经过几年的发展，倒车雷达系统已经过了数代的技术改良，不管从结构外观上，还是从性能价格上，这几代产品都各有特点，目前使用较多的是数码显示、荧屏显示和魔幻镜倒车雷达这3种。倒车雷达真正开始于轰鸣器，也就是第一代倒车雷达。我想很多人都不会忘记“倒车请注意！”这句话，因为现在多数普通车还在使用它。第二代则是采用数码波段显示，可显示后障碍物离车体距离的数码波段显示倒车雷达。第三代的液晶荧屏显示较以前有了一个质的飞跃。紧接着的四代魔幻镜倒车雷达和五代整合影音

系统更是结合了前几代产品的优点，在原有倒车雷达的基础上增加了很多功能。3主要技术介绍

距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数。所以，测距就成为数据采集中要解决的一个问题。尽管测距有多种方式，比如激光测距、微波测距、红外测距和

声波测距等。人能听到的声音频率为20Hz~20kHz，即为可听声波，超出此频率范围的声音，即20Hz以下的声音称为低频声波，20kHz以上的声音称为超声波。它是一种只有少数生物（如蝙蝠、海豚）才能感觉的机械波，它的波长短、绕射小、能定向传播（它是以直线传播的）。它的频率越高，绕射能力越弱，但反射能力就越强。

超声波在空气中的传播速度为340米/秒（因温度大小会有规律变化），因此，如果能测出超声波在空气中的传播时间，就能算出其传播的距离。超声波测距是一种利用声波特性、电子计数、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。它在很多距离探测应用中有很重要的用途，包括非损害测量、过程测量、机器人检测和定位、以及流体液面高度测量等。所谓的时间测距法，即通过测定超声波传播的时间间隔来测出声波传送的距离就是超声波测距的一种。

单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O（Input/Output）口电路等主要微型机部件，集成在一块芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了计算机系统的属性。单片机主要应用于控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调其控制属性，也可把它称为微控制器MCU（Micro Controller Unit）。

本设计采用超声波测距的方式来测量汽车与障碍物的距离。该超声波测距系统由超声波发射、回波信号接收、计时测量、数据处理与显示等构成。整个系统由微处理器（即单片机）控制，超声波信号在空气中传播至障碍物后发生反射，反射的回波经空气传播给超声波接收换能器并转换成电信号，经滤波、放大、整形后，输入到微处理器的外部中断口产生中断，计数器停止计数，此时计数器记得的脉冲数就是对应的需要测量的时间，通过相应的公式就可求出距离。

4汽车倒车雷达的发展趋势

随着科技的日新月异，人们对于车辆的功能及行车安全的期望日益增多。因此，近年来许多先进安全系统及驾驶辅助系统相继被开发出来。其中倒车辅助系统是驾驶辅助系统中最先受到嘱目的技术发展，目前己成为高阶新车的标准驾驶辅助配备之一。倒车辅助的发展从倒车警示喇叭开始，经倒车雷达蜂鸣器碰撞警示、数字波段显示技术（利用雷达感测液晶显示距离）等阶段的发展，目前己成功研发液晶显示屏幕

技术（即显示距离激活引擎时，显示器会显示轮廓外型并以动态方式显示车辆与障碍物距离）。

车用雷达首先要解决的技术难题就是减少雷达的误报。由于车辆在道路中行驶状况十分复杂，并线、移线、转弯、上下坡及道路两旁的静态护栏、标志牌和各种恶劣天气的影响等，使得雷达对主目标的识别产生较高的误报率。尽管某些雷达具有二维，甚至三维的目标探测能力，但迄今为止，没有任何一个传感器能保证在任何时刻提供完全可靠的信息。要想完全解决这种误报问题，还需采取多传感器之间的信息融合技术。如美国Dephi公司的汽车防撞系统就采用了激光雷达、微波雷达和机器视觉等多种传感器的信息融合，实现了信息分析、综合和平衡，利用数据间的冗余性和互补特性进行容错处理，克服了单一传感器可靠性低、有效探测范围小等缺点，有效降低了雷达的误报率。

5 研究启发

可以说汽车是当今人们生活中不可缺少的一部分。当今汽车业的四大主题是：安全、环保、节能和舒适，这也是中国未来汽车的发展方向。而其中的安全性则是设计车型时首先要考虑的因素。安全驾驶中的倒车视线不良一直是困扰驾驶者的难题，能在倒车时知道车后状况绝对是对驾驶者安全的一项保障。从最早的“倒车请注意，倒车请注意……”的语音提示，进化到现在的倒车后视系统，给人们的驾车提供了很大的帮助。作为汽车在日常使用中的辅助配置，倒车雷达已经跃居为最为实用的配置之一。

本课题的名称是“超声波倒车雷达系统的设计”。主要是通过超声波系统与单片机来实现距离的测量，从而实现预先提示，减少倒车时的碰撞及事故。我做的是汽车用倒车雷达的设计，主要是使用单片机语言编程实现超声波测距系统与单片机之间的串行通信及显示汽车与障碍物之间的距离。在整个设计过程中要熟悉单片机芯片和超声波测距系统的工作原理以及所使用单片机的各个管脚及其功能。以上的这些都是在毕业设计期间所学的知识的利用。这不仅是对于本课题的设计与实现更是对于自己学习能力和动手能力的一次考验。