基于超声波传感器的汽车防撞系统研究
基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计
基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计在现代交通中，较高的车辆密度和不断增长的道路长度成为许多交通事故发生的因素。
因此，当今汽车工业的重要任务之一是为车辆提供更安全和智能的设备和技术。
在这里，我们将介绍一种基于超声波测距的车辆前撞预警系统的设计和实现。
1. 超声波测距技术的原理超声波测距被广泛应用于距离、速度和方向测量，可以通过接收返回的超声信号来计算距离。
这项技术是将高频声波发射到目标物表面，由于声波在空气中的传播速度较慢，因此它们与目标物相遇时会被反射回来。
然后，我们可以通过测量从发射到接收芯片之间的时间来计算距离。
2. 基于超声波测距的车辆前撞预警系统设计本文中介绍的车辆前撞预警系统包括超声波测距器、处理器和报警器三个部分。
预警系统通过超声波测距器在车前安装并向前发射超声波波束，一旦有物体进入车辆前方一定的安全距离范围内，系统即可检测到，并发出警报信号。
超声波传感器具有注重实时间和精度的特点，能快速响应并识别前方障碍物，并准确测量所需的距离。
由于超声测距技术能在各种天气条件下精准测量距离，因此汽车制造商越来越倾向于将其作为汽车智能化的主要技术之一。
3. 预警系统的实现对于车辆前撞预警系统，我们选择了Maxbotix Inc.生产的LV-MaxSonar-EZ1型传感器。
该型传感器是一款优秀的超声波传感器，具有高准确度和长测距范围等特点。
此外，该型传感器具有简单易用的特点，仅需一端口即可供电和通信。
还可以将其与Arduino单片机连接来处理信号，并将警报发送到锁定的设备上。
4. 总结本文介绍了一种基于超声波测距技术的车辆前撞预警系统的设计和实现。
该系统通过检测车辆前方的安全距离来预警，以防车辆在狭小空间内发生碰撞事故。
鉴于超声波测距技术的高效性和实用性，该技术被广泛使用于车辆制造业中。
预计在未来，我们将会看到更多基于超声波技术的车辆智能系统的推出。
基于超声波的检测防撞系统的设计调研报告
超声波检测防撞系统的发展现况及发展地位2 超声波检测防撞系统的介绍2.1 超声波检测防撞系统的原理超声波应用于汽车防撞系统借助于超声波的基本特征和传播特点，根据超声波测距原理S=（C×T）/2，由发射超声波到超声波探测器收到回波的时间T，测出离障碍物距离。
应用透射式光电传感器，由施密特触发器CD4093输出速度脉冲信号，计数脉冲个数，即可测出汽车速度。
把距离信号和汽车速度信号输入到单片机MCS-51中，应用汇编语言对其软件编程，把距离信号与各个车速对应的安全距离进行比较判断，是否给出报警及刹车信号。
汽车超声波检测防撞系统框图如图1所示。
图1 超声波检测防撞系统框图2.2 超声波测距的基本原理超声波测距是一种非接触式的检测方式,因其具有频率较高、沿直线传播方向性好、绕射小、穿透力强、传播速度慢(约340m / s,与声速相同)等特点,因而超声波测距在物体识别、车辆自动导航、工业自动控制、建筑工程测量和机器人视觉识别等方面得到广泛的应用。
目前超声波测距主要利用超声波测测试仪与障碍物之间的距离。
本文提出一种新的超声波测距系统合作式超声波测距系统,该系统采用异频合作方式,可测空旷地区任意两点之间的距离,而且考虑了超声波传播过程中声强的衰减和温度对速度的影响,从而使测距范围大,抗多径效应,测量精度高。
超声波发生器在某一时刻发出超声波信号,当超声波遇到被测物体后反射回来,测出超声波信号从发射到接收到回波信号的时间,利用超声波在介质中的传播速度,就可以计算出被测物体的距离: D=（C×T）／2在测距计数电路设计中，采用了相关计数法，其主要原理是：测量时单片机系统先给发射电路提供脉冲信号，单片机计数器处于等待状态，不计数；当信号发射一段时间后，由单片机发出信号使系统关闭发射信号，计数器开始计数，实现起始时的同步;当接收信号的最后一个脉冲到来后，计数器停止计数。
双向超声波测距仪的系统主要有几下部分组成（如图2所示）：LED显示模块，AT89S52芯片，超声波发射模块，超声波接收模块，电源模块等五大模块组成。
基于超声波传感器的汽车倒车防撞报警器
基于超声波传感器的汽车倒车防撞报警器1.引言由于社会的进步，经济的发展和生活水平的不断提高，汽车数量逐年增长，造成道路交通拥挤不堪，交通事故频繁发生。
汽车倒车报警器：在倒车时不断测量汽车尾部与其后面障碍物的距离，并随时显示其距离，在不同的距离范围内发出不同的报警信号，以提高汽车倒车时的安全性的仪器。
本警器由单片机来控制。
整个控制系统由超声波发射电路、超声波接收电路、报警电路、复位电路、显示电路组成。
实行实时数字显示测得的距离，在不同的距离范围内发出不同的报警信号，驾驶员可根据个人需要调整设置报警距离，以减少事故的发生。
2．超声波传感器测距系统2.1 超声波测距原理及系统原理框图超声波是人耳听不到的一种声波，人耳的听音范围是20～20000Hz，本设计采用的超声波是40000Hz。
超声波的纵向分辨率较高，对色彩和光照度不敏感，对外界光线和电磁场不敏感，可以用于测量较近目标的距离。
本设计采用的超声波传感器往返距离为5m，在有灰尘、烟雾、强磁场干扰、有毒等各种环境下都能稳定工作。
图 1 超声波传感器内部结构本文采用的传感器模块是压电式超声波发射器。
压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。
超声波发生器内部有两个压电晶片和一个共振板。
当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。
反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器。
图2 超声波传感器的等效电路2.2 超声波传感器测距方法超声波发生器在某一时刻发出超声波信号，遇到被测物体后反射回来，被超声波接收器接收到。
只要计算出超声波信号从发射到接收到回波信号的时间，知道在介质中的传播速度，就可以计算出距被测物体的距离：d=s/2=(vt)/2其中d为被测物到测距仪之间的距离，s为超声波往返通过的路程，v为超声波在介质中的传播速度，t为超声波从发射到接收所用的时间。
基于超声测距的汽车防撞系统本科毕业论文
本科毕业论文（设计、创作）题目：基于超声测距的汽车防撞系统学生姓名：学号：所在院系：专业入学时间：年月导师姓名：职称/学位：导师所在单位：完成时间：年月基于超声测距的汽车防撞系统摘要近年来，我国高速公路追尾碰撞事故频频发生，而汽车追尾碰撞预警系统在道路行车安全中具有良好的发展前景。
为了减少周围障碍物对驾驶员的干扰，帮助驾驶员感知障碍物的位置能够提前有效的避开。
因此本次设计采用超声波测距系统，作为汽车的安全行驶辅助装置，该系统能够通过语言报警和更为直观的LED显示功能提醒驾驶员注意安全，提高了停车的安全。
本设计的硬件部分主要由主控制电路和超声波发射电路、接收电路电路构成，以及辅助的显示电路、电源电路和语音报警电路等，软件部分则由超声波收发子程序、计时子程序、显示子程序及语音报警子程序等部分组成。
由于超声波在空气中传播速度是固定的，因此本设计由STC89C51单片机来计算超声波从发射到被接收的往返时间，从而计算出传输距离实现实时测量距离的目的。
该设计的电路设计部分合理简单、操作稳定、性能优越、测距速度快、计算方法简单迅速、容易达到实时监控的目的，并且达到了工业实用上的测量误差要求。
关键词：STC89C51、超声波、数码管、语音报警The automotive anti-collision system based on ultrasonic distance measurement Abstract In recent years, highway rear-end collision accident occurred frequently in our country, the automobile rear-end collision warning system has good development prospect in road safety. Around in order to reduce obstacles to the driver's interference, help the location of the driver's perceived barriers can effectively avoid ahead of time. Therefore the design of ultrasonic ranging system, as a car's safety driving assist device, the system can alarm through language and more intuitive LED display to remind the driver pay attention to safety, to improve the safety of parking.Hardware part of this design is mainly composed of main control circuit and ultrasonic transmitting circuit, receiving circuit circuit composition, as well as the auxiliary display circuit, voice alarm circuit and power circuit, software part by ultrasonic transceiver subprogram, timer subroutine and display subroutine and voice alarm subroutine and other parts. Due to the propagation velocity of ultrasonic wave in air is fixed, therefore this design by STC89C51 single chip microcomputer to calculate the round-trip time of ultrasound from launch to be accepted, and transmission distance is calculated to achieve the purpose of real-time measuring distance. Circuit design part of the design is simple and reasonable, superior performance, stable operation range fast computing method is simple, and easy to achieve the purpose of real-time monitoring, and reached the industrial measurement error on the practical requirements.Keywords:STC89C51, ultrasonic, digital tube, voice alarm目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的现状和发展历史及意义 (1)1.2汽车防撞系统的发展现状 (2)1.3本课题的主要研究内容 (2)第二章超声波测距的原理 (4)2.1超声波的基本理论 (4)2.1.1 超声波的传播速度 (4)2.1.2 超声波对声场产生的作用 (4)2.2超声波传感器 (5)2.3超声波测距系统原理 (5)2.4测量与控制方法 (6)2.5控制系统方框图 (6)第三章单片机主机系统电路 (8)3.1单片机主电路 (8)3.2复位电路 (9)3.3时钟电路 (9)3.4按键电路 (10)3.5蜂鸣器电路 (10)第四章系统主要硬件设计 (12)4.1方案论证与比较 (12)4.1.1超声波发射电路: (12)4.1.2超声波接收电路 (13)4.2最终方案确定 (15)第五章系统的硬件结构设计 (17)5.1单片机的功能特点及测距原理 (17)5.1.1单片机的功能特点 (17)5.1.2单片机实现测距原理 (17)5.2超声波发射电路 (18)5.3超声波检测接收电路 (18)5.4ISD1700语言模块 (19)5.4.1接线说明 (19)5.4.2按键说明 (19)第六章系统软件设计 (21)6.1系统程序的结构 (21)6.2系统程序的流程 (21)6.3.超声波发送子程序及超声波接收中断子程序 (23)第七章总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录1 源程序 (27)附录2 实物图 (32)第一章绪论1.1 课题研究的现状和发展历史及意义随着社会的进步和科技的发展，生活水平和生活质量也日益提高，家庭小汽车拥有量也在随之增加，城市道路汽车拥堵的现状已经成为不可回避的问题。
基于超声波的汽车防撞系统设计.
摘要随着中国工业经济的不断高速发展，汽车行业成为了促进中国经济发展的不可或缺的一部分，近年来我国高速公路追尾碰撞事故频繁发生，而车载追尾碰撞预警系统在解决高速公路行车安全中具有良好的前景，科学技术的快速发展使得超声波技术在汽车领域中的应用越来越广泛。
本文对超声波汽车防撞系统进行了理论分析，利用模拟电子、数字电子、微机接口技术、超声波换能器、以及超声波在介质中的传播特性等知识，采用以stc89c51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距的硬件电路和软件电路设计方法在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件个软件实现各个功能模块。
该设计由超声波发射模块、信号接收模块、单片机处理模块、数码显示以及声光告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。
超声波发射模块中采用555定时器构成的时基电路，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。
测距器使用数码管显示目标物的距离。
为了保证超声波汽车防撞系统的可靠性和稳定性，采取了相应的抗干扰措施。
就超声波的传播特性，超声波换能器的工作特性、超声波发射装置、接收装置、超声微弱信号放大、波形整形、速度变换电路及系统功能软件等做了详细说明.实现障碍物的测距、显示和报警，超声波测距范围0.6-2.0米，精度在10厘米左右。
关键词：汽车防撞报警系统、STC89C51、传感器、LED显示、测量距离AbstractWith the rapid development of China industrial economy, the automotive industry has become an indispensable part of China promote economic development in recent years, the rear end collision accidents occur frequently in China, and the vehicle rear end collision warning system in the settlement of expressway traffic safety has a good prospect, the rapid development of science and technology makes the ultrasonic technology applied in automotive more widely in the field of. This paper analyses the theory of ultrasonic wave automotive collision avoidance system, the use of analog electronics, digital electronics, computer interface technology, ultrasonic transducer, and the ultrasonic propagation in the medium of knowledge, using low cost, usingSTC89C51 microcontroller as the core of the hardware circuit and software design method of the circuit of high precision, miniaturization digital display ultrasonic ranging in on the basis of the overall system design, the hardware software implementation of each functional module.The design is composed of ultrasonic transmitting module, the signal receiving module, microcontroller module, digital display and sound and light alarm display module and other components, this paper introduces in detail the range of hardware devices, measuring principle, method and structure of software. The time base circuit module 555 timer used a special chip CX20106A, ultrasonic, infrared detection receiving circuit using the SONY company, the chip used in the detector circuit 38kHz, careful analysis of the internal circuit in this paper, the hardware circuit design can successfully 40kHz ultrasonic detection, and adjustable gain, compared with the traditional ultrasonic detection circuit, the circuit is simplified, the debugging easier. The range finder using digital tube display distance of object.In order to ensure that the ultrasonic wave automotive collision avoidance system reliability and stability, take the corresponding anti-interference measures. On the ultrasonic propagation characteristics, job characteristics, the ultrasonic transducerultrasonic transmitting device, receiving device, ultrasonic signal amplification and waveform shaping, speed converter circuit and system function of software in detail.The ranging, obstacle of display and alarm, ultrasonic distance measurement range of0.6-2.0 meters, the accuracy of about 10 cm.Keywords: anti-collision alarm system, STC89C51, sensor, LED display, measuring the distance of car目录摘要..................................................................................................错误！未定义书签。
基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计
基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计一、本文概述本文针对汽车安全驾驶领域的重要需求，详细探讨并设计了一种基于超声波测距技术的汽车倒车防撞报警系统。
随着城市交通环境复杂性的增加以及人们对行车安全意识的提高，如何有效防止因驾驶员视线盲区和操作失误引起的倒车碰撞事故成为研究热点。
本系统利用超声波传感器作为主要探测元件，通过发射和接收超声波信号来精确测量车辆与后方障碍物之间的实时距离，并结合智能算法分析处理这些数据，以便在车辆靠近障碍物到危险距离时及时发出报警提示，辅助驾驶员做出正确决策，从而显著提升倒车安全性。
文章首先阐述了该系统的背景意义和技术原理，随后深入剖析超声波测距方法及其在汽车应用中的优势和挑战接着，详细介绍了系统架构设计，包括硬件组成（如超声波传感器模块、信号处理电路、报警装置等）及软件算法实现通过实验验证了系统的性能指标，探讨其在不同工况下的稳定性和准确性，并对未来可能的优化方向进行了展望。
通过本文的研究，期望能为汽车主动安全技术的发展贡献一份力量，推动相关产品的实际应用与普及。
二、超声波测距原理及技术超声波测距技术是利用超声波在空气中的传播特性来实现距离测量的方法。
超声波是一种频率高于人耳能听到的上限（约20kHz）的声波，它在空气中的传播速度相对恒定，约为343米秒。
这一特性使得超声波非常适合用于精确的距离测量。
超声波测距的基本原理是发射器发射出一定频率的超声波，当这些波遇到障碍物时会发生反射，反射波被接收器接收。
通过测量超声波发射和接收之间的时间差，可以计算出超声波传播的距离。
由于超声波的传播速度是已知的，因此可以通过以下公式计算距离：这里的“时间差 2”是因为超声波需要从发射器传播到障碍物，再从障碍物反射回接收器，所以总时间是往返时间。
在汽车倒车防撞报警系统中，超声波传感器通常被安装在汽车的尾部。
当驾驶员开始倒车时，系统会自动激活传感器，传感器开始发射超声波。
超声波遇到车辆后方的障碍物时反射回来，被传感器接收。
基于超声波测距仪汽车防撞系统设计
基于超声波测距仪汽车防撞系统设计摘要：STC89C52是STC系列单片机里应用比较广泛的一款，在自动控制领域里享有很高的价值，以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。
本次设计主要是利用STC89C52单片机、超声波传感器完成测距报警系统的制作，以STC89C52为主控芯片，利用超声波对距离的检测，将前方物体的距离探测出来，然后单片机处理运算，与设定的报警距离值进行比较判断，当测得距离小于设定值时，STC89C52发出指令控制蜂鸣器报警。
关键词：超声波传感器 STC89C520 前言由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，较其它仪器更卫生，更耐潮湿、粉尘、高温、腐蚀气体等恶劣环境，具有少维护、不污染、高可靠、长寿命等特点。
因此可广泛应用于纸业、矿业、电厂、化工业、水处理厂、污水处理厂、农业用水、环保检测、食品（酒业、饮料业、添加剂、食用油、奶制品）、防汛、水文、明渠、空间定位、公路限高等行业中。
可在不同环境中进行距离准确度在线标定，可直接用于水、酒、糖、饮料等液位控制，可进行差值设定，直接显示各种液位罐的液位、料位高度。
因此，超声在空气中测距在特殊环境下有较广泛的应用。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于实现实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的指标要求，因此为了使移动机器人能够自动躲避障碍物行走，就必须装备测距系统，以使其及时获取距障碍物的位置信息（距离和方向）。
因此超声波测距在移动机器人的研究上得到了广泛的应用。
同时由于超声波测距系统具有以上的这些优点，因此在汽车倒车雷达的研制方面也得到了广泛的应用。
1 总体设计方案及论证1.1 总体方案设计本设计包括硬件和软件设计两个部分。
模块划分为数据采集、按键控制、四位数码管显示、报警等子模块。
电路结构可划分为：超声波传感器、蜂鸣器、单片机控制电路。
就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。
基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计
基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统设计汽车倒车防撞报警系统是一种基于超声波测距技术的安全辅助设备，能够帮助驾驶员在倒车时避免与障碍物发生碰撞，提高行车安全性。
本文将对该系统的设计进行详细介绍。
首先，该系统主要由超声波传感器、控制器和报警器组成。
超声波传感器负责探测车辆周围的障碍物距离，传输给控制器进行处理。
控制器根据传感器的数据判断是否存在碰撞的风险，并通过报警器向驾驶员发出警告信号，提醒其采取正确的行动。
在系统的设计过程中，首先需要选择合适的超声波传感器。
传感器的选择应考虑其测距范围、精度和对环境的适应性等方面。
一般来说，超声波传感器在测距范围内可以提供较高的测量精度，并且对大多数障碍物均有良好的适应性。
接下来，控制器的设计是系统中的关键部分。
控制器需要实时接收传感器上传的距离数据，并进行数据处理和决策。
控制器可以使用嵌入式系统来实现。
在数据处理方面，可以使用一些常见的算法，如滤波算法、虚拟线算法等，来进行数据处理和障碍物的识别。
在决策方面，可以设置适当的距离阈值，当距离低于该阈值时触发警报。
最后，报警器的设计需要考虑其音量和可靠性。
对于音量，报警器应具备足够的声音大小，以确保驾驶员能够听到警报并及时做出反应。
对于可靠性，报警器应具备较长的寿命和稳定的性能，以确保系统能够长时间稳定运行。
此外，为了提高系统的可用性，还可以考虑加入其它功能，如图像显示功能。
通过搭载摄像头和显示器，可以将车辆周围的情况实时显示在显示器上，使驾驶员更加直观地了解障碍物的位置和距离。
总之，基于超声波测距的汽车倒车防撞报警系统是一种重要的安全辅助设备。
通过合理选择超声波传感器、设计有效的控制器和报警器，并加入其它功能，可以实现对倒车过程的有效监控和警示，提高驾驶员的行车安全性。
基于超声波的汽车防撞系统的设计
1绪论曾几何时，汽车对很多家庭来说是不敢想象的。
但随着社会生产力的发展和经济水平的大幅度提高，百姓的收入日益增加，解决了温饱问题的家庭开始奔向小康，表现最明显的是交通工具的升级换代：一些家庭开始购买汽车作为代步工具。
近几年我国汽车保有量逐年增加，2009年的保有量为6300万辆，2010年达到740够万辆。
按保守估计，未来国内汽车保有量将达到亿辆左右，即大约350车B/千人。
对于汽车数量的大副度攀升，尽管国家在公路设施上不断地改进，但道路上的车辆仍然还是越来越多，尤其在上下班时段完全避免不了汽车拥挤的现状。
再加上汽车设计中车速的不断提高，虽然公路上各路段都有限速，但撞车事件仍然在广大人民的生活中屡屡发生，给人们带来巨大的人身伤亡和社会财产损失。
针对汽车拥挤的现状，设计一种反应快，稳定性好而且经济实用的汽车防撞测距仪对当今汽车行驶安全现状势在必行。
汽车防撞测距仪是一种向驾驶员报警的装置，此汽车防撞测距仪能在汽车行驶和倒车过程中自动检测障碍物，然后通过超声波测距原理测出汽车与障碍物之间的距离，并将距离显示出来。
当汽车与障碍物之间的距离达到极限时，系统发出声光报警，达到提醒司机防止撞车的目的。
该汽车防撞测距仪，要求测量范围在30~50m,测量精度1~2m,测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。
功能说明：汽车倒车时，检测车辆后方障碍物位置，并利用LED显示屏将车辆到障碍物的距离及位置通知驾驶员，同时启动扬声器报警起到防撞的作用。
系统能够在高速行驶时，较准确测量与前方障碍物的距离，并在车辆行驶到危险距离时，发出急促的报警提醒驾驶员注意刹车。
2课题简介及其发展现状2. 1课题研究现状及其发展意义随着社会经济发展的不断进步，汽车的数量逐年增加，汽车拥挤的现状不可避免，而在汽车拥挤的情况下，恶性事故屡屡发生，时刻威胁着人们的安全。
我国交通事故的年死亡人数远高于他国，分别是美国的倍、德国的倍、日本的倍。
超声波避障小车研究报告2024
超声波避障小车研究报告引言：超声波避障小车是一种基于超声波技术的智能移动装置，能够通过发射和接收超声波信号来实现避障功能。
本文将对超声波避障小车进行详细研究，包括其原理、设计和应用。
概述：超声波避障小车是一种以超声波技术为基础的智能移动装置，主要用于避免与障碍物发生碰撞。
它通过发射超声波信号并接收回波，计算出物体与小车之间的距离，在避障过程中调整方向和速度，从而实现安全移动。
正文内容：1.超声波避障小车的原理1.1超声波避障原理概述1.2超声波传感器的工作原理1.3超声波传感器的种类与选择2.超声波避障小车的设计2.1硬件设计2.1.1控制系统设计2.1.2超声波传感器布置设计2.1.3车体结构设计2.2软件设计2.2.1系统控制算法设计2.2.2超声波信号处理算法设计2.2.3状态判断与控制策略设计3.超声波避障小车的应用3.1家庭智能清洁3.2工业自动化生产线上的搬运工具3.3物流仓储场景中的无人搬运小车3.4农业领域中的自动化播种3.5无人驾驶汽车中的避障技术应用4.超声波避障小车的优缺点4.1优点4.1.1实时性强4.1.2精度较高4.1.3成本相对较低4.2缺点4.2.1受环境因素干扰较大4.2.2测距范围有限4.2.3障碍物形状复杂时易产生误判5.超声波避障小车的发展前景5.1技术趋势5.2市场需求5.3应用前景总结：超声波避障小车是一种利用超声波技术实现避障功能的智能移动装置。
它的原理是通过发射超声波信号并接收回波来测量物体与小车之间的距离，并根据距离调整移动方向和速度，以避免碰撞。
在设计方面，需要考虑控制系统、传感器布置和车体结构等因素。
在应用方面，超声波避障小车可以广泛应用于家庭清洁、工业自动化生产线、物流仓储、农业以及无人驾驶汽车等领域。
尽管超声波避障小车具有一定的优点，如实时性强、精度高和成本相对低廉，但也存在受环境因素干扰大、测距范围有限以及复杂障碍物误判等缺点。
随着技术的不断进步和市场的不断需求，超声波避障小车仍具有广阔的发展前景。
基于超声波汽车防撞系统终极版
基于超声波汽车防撞系统终极版近年来，汽车人性化智能安全系统的研发得到了广泛的关注和应用，超声波汽车防撞系统作为其中的一个重要组成部分，在实际使用中得到了越来越广泛的应用和认可。
本文将详细介绍基于超声波汽车防撞系统的终极版，包括系统原理、设计方案、实现效果等内容。
一、系统原理超声波汽车防撞系统是利用超声波探头检测车辆距离，从而实现安全停车的智能化系统。
其原理就是利用超声波探头发出的超声波，在被检测的反射面后返回到探头，通过计算出发送和接收之间的时间差距，从而推算出距离。
二、设计方案超声波汽车防撞系统终极版的设计方案可以分为硬件设计和软件设计两个方面。
1. 硬件设计超声波探头是核心部件，也是系统的硬件基础。
在超声波探头方面，终极版的设计采用了四个探头，分别排布在车辆四个角落，每个探头均采用高精度的超声波传感器。
四个探头通过连接控制器，控制器采用微处理器并配置有LCD屏幕，可以实时地显示四个方向的距离信息。
2. 软件设计超声波汽车防撞系统的软件设计包括控制器程序和可视化界面程序两部分。
（1）控制器程序控制器程序是核心，实现了超声波探头的控制和计算以及声音告警等功能。
超声波波控制器程序采用C语言编写，主要包括以下几个模块：a. 初始化模块：超声波探头初化模块主要是对超声波探头进行初始化设置，包括使用的超声波传感器型号和探头数量等。
b. 超声波控制模块：超声波控制模块主要是实现超声波探头的控制，即通过控制超声波传感器向检测区域发出超声波，在反射面后将超声波接收，并计算出车辆距离等相关信息。
c. 距离计算模块：距离计算模块主要是用于计算车辆距离的具体算法，可以通过采用常规的时间乘以声速计算距离。
通过计算出的距离值，程序可以判断是否需要发出声音告警。
d. 声音告警模块：声音告警模块是超声波防撞系统最为重要的模块之一，其主要功能是通过超声波探头检测到距离过近时（一般默认安全距离为30cm）向驾驶员发出警告信号。
基于超声波测距的汽车防撞系统的研究
I
万方数据
Abstract
Shanghai Normal University Master of Science
Abstract
Frequent traffic accidents caused the number of death and loss is remarkable. According to statistics, each year nearly 10 million people in the world died or were injured in car accidents, the direct economic loss of more than $ 1 billion. How to avoid the vehicle collision and reduce the probability of traffic accidents are very important. For the analysis of road traffic accidents show that more than 80% of accidents are due to drivers do not react in time, more than 65% of the vehicles are rear-end collision and the rest belong to the side collision. Mercedes-Benz company for all kinds of traffic accident studies show that if the driver is able to realize early that there is a risk of accident and take appropriate measures, the most traffic accidents can be avoided. At present the establishment of the automotive anti-collision system for reducing the accident probability become the main research object. Most existing automotive anti-collision system at home and abroad based on radar ranging module. Its price is high and not conducive to large scale. Therefore, the establishment of inexpensive, functional collision avoidance system has practical significance and economic value。 This paper based on the ARM Embedded Linux operating system development platform, combined with AVR microcontroller, using ultrasonic ranging module, established collision avoidance system based on ultrasonic distance measurement. The system has advantage of high precision, long range, low price and can be applied in a variety of models. The system uses OK6410 ARM11 series as a system control board to process data information and establish a collision model, including determine the alarm information. AVR microcontroller measures distance that is passed to the OK6410 development board via RS232. 3G module will transfer vehicle distance and speed information to the monitoring center. The using of 3G module creases the monitoring capability, at the same time, provide security guarantee for the driver at the time of driver fatigue. Firstly, this paper introduces the overall structure of the system, including the definition of embedded system, the choice of embedded operating system and the use of 3G networks. Secondly, introducing the ultrasonic ranging module systems and collision avoidance algorithms. This paper points out the shortcomings of traditional anti-collision algorithm and establishes a new collision model. Finally, describing the hardware and software of system implementation methods and the performance of testing system. Paper verified the feasibility and
基于超声波测距的倒车防撞报警系统研究
2、误差分析：对比实际测量距离与系统显示距离，发现误差在5%以内，满足 实际应用要求。
3、实用性评估：在多种不同类型的车型上进行测试，结果表明该系统具有良 好的通用性，可适用于不同车型。
3、实用性评估：在多种不同类 型的车型上进行测试
1、拓展测量范围：目前本系统的测量范围主要集中在20-60厘米，对于更远 距离的障碍物无法检测。因此，未来研究可考虑拓展测量范围，提高系统的实 用性。
超声波是一种频率高于赫兹的声波，人类的听力无法察觉。超声波具有方向性 好、反射能力强、能量集中等特点。本系统利用超声波的这些特点，通过测量 超声波从发射器发出到障碍物反射回来的时间，计算出车与障碍物之间的距离， 从而判断是否有可能发生碰撞。
本系统主要包括超声波发射器、接收器、微处理器和报警装置。 1、超声波发射器：产生高频超声波，向车后发射。
基于超声波测距的倒车防撞报 警系统研究
目录
01 超声波测距倒车防撞 报警系统研究现状
03 参考内容
02 研究方法
超声波测距在倒车防撞报警系统 中的应用与研究
随着汽车技术的不断发展，倒车安全问题越来越受到人们的。倒车时，驾驶员 常常无法全面观察到车后的障碍物，很容易发生碰撞事故。因此，倒车防撞报 警系统应运而生，成为汽车安全领域的研究热点。本次演示将探讨基于超声波 测距的倒车防撞报警系统研究，以期为提高汽车倒车安全性提供有力支持。
3、软件实现部分：采用C语言编写程序，实现超声波的发射、接收及数据处理 等功能。根据不同的障碍物距离，设置不同的报警等级，以便驾驶员根据警报 等级采取相应的措施。
3、软件实现部分：采用C语言编 写程序，实现超声波的发射、接 收及数据处理等功能
1、稳定性测试：在不同速度下进行倒车测试，发现本系统能够稳定地测量障 碍物距离，不受车辆速度影响。
基于超声波雷达的汽车主动避撞系统探究
基于超声波雷达的汽车主动避撞系统探究摘要：使用超声波雷达的汽车主动避撞系统可以探测一定距离的障碍物，以帮助驾驶者判断车与其他障碍物的距离，降低交通意外发生的概率。
在此背景下，设计了以STM32F103ZET6单片机为核心，该系统通过超声波雷达检测出距离，与内部温度采集模块进行温度补偿，在显示模块中同时监测距离和温度，但距离小于一定值时报警模块可实现报警功能，该系统具有稳定的性能，性价比非常高。
关键词：单片机；超声波雷达测距；OLED显示屏1引言在交通逐渐拥挤的趋势下，智能主动避撞系统应运而生，它能通过摄像头，超声波雷达，红外线，雷达，激光等技术来自动侦测车与其他物的距离，并且在距离达到临界的时候可以通过震动或声音发出警报来提醒驾驶员。
车载超声波雷达防撞系统是通过单片机将各种设备包括传感器等连接起来，具有高智能化高集成度，集声，电，机为一体从而实现了对交通运输的自动化和智能化，它可以应用于所有车辆，主动避撞系统的目的就是为了提高所有驾驶人和乘客的安全系数，并给予更好的驾驶便捷性和舒适性。
2基于超声波雷达的汽车主动避撞系统设计2.1总体设计思路和方法2.1.1设计思路主动避撞系统如今是所有交通工具不可缺少的设施之一，本次研究的主动避撞系统是由超声波雷达来实现测距。
该车载超声波雷达防撞系统的工作原理是在汽车尾部装上超声波雷达测距仪，当有障碍物靠近的时候，超声波雷达测距仪就会发出信号，当信号触碰到障碍物就会反射给超声波雷达测距仪，同时主控芯片单片机进行会对超声波雷达测距仪发射和返回来的信号进行记录并处理，然后与内部温度检测仪出的温度进行温度补偿，从而计算出汽车和物体之间的距离。
2.1.2超声波雷达测距处理方法超声波是波长低于2cm的机械波，也是频率高于20KHz的声波，超声波雷达广泛应用与医疗和工业上，它必须依靠介质进行传播，由物质振动而产生的，所以无法存在于真空（如太空）中，所以无法在真空中使用超声波，但仍然可以使用和电磁波有关的设备，对电磁波技术进行利用。
基于超声波的汽车防撞报警系统的设计
基于超声波的汽车防撞报警系统的设计
基于超声波的汽车防撞报警系统的设计
根据超声波测量距离系统,给出了汽车测距防撞报警系统的设计.该系统能在汽车行驶以及倒车过程中自动检测出汽车与最近障碍物之间的距离(或行车中的车距)并通过LED显示出来,当到达极限距离时,系统能发出声光报警,进而提醒司机以防撞车.试验研究结果表明,该系统具有一定的实用价值以及广阔的推广应用前景.
作者：仇成群胡天云 QIU Chengqun HU Tianyun 作者单位：仇成群,QIU Chengqun(盐城师范学院,江苏盐城,224002)
胡天云,HU Tianyun(盐城供电公司,江苏盐城,224002)
刊名：汽车零部件英文刊名：AUTOMOBILE PARTS 年，卷(期)：2009 ""(1) 分类号：关键词：汽车防撞报警系统单片机超声波测距。
基于超声波的汽车倒车防撞报警系统硬件设计【开题报告】
毕业设计开题报告测控技术与仪器基于超声波的汽车倒车防撞报警系统硬件设计1选题的背景、意义随着我国汽车产业的发展和人民生活水平的不断提高，越来越多的家庭拥有自己的汽车，在享受汽车给我带来便利的同时，一方面汽车的数量逐年增加，公路，街道，停车场和车库拥挤不堪，可转动的空间越来越少，另一方面，新司机非专职司机越来越多，由于倒车而产生的问题也日益突出，倒车引起的纠纷也越来越多。
倒车时，车辆之间，车辆与人之间，车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生，在2002年的车辆事故发生的比例中，倒车引起的事故占21%，到2006年，倒车引起的事故比例占28%，到2008年甚至达到了30%。
倒车已成为一项令人头痛的任务，即使是经验丰富的老司机也在抱怨倒车是一件费力费神的事。
汽车倒车时，由于驾驶员看不见后面的物体和人，往往会引发事故。
由于在视觉盲区，无法看清楚身后的障碍物，司机倒车时很容易刮伤汽车，甚至发生事故，当倒车进入停车场指定泊位时，如果撞到石块或桩基，常常会将车后的消音器，后车灯和后车箱撞坏。
倒车是一个复杂的任务。
他依赖于驾驶员的驾驶经验，驾驶技巧以及反应灵敏程度。
任一环节出现错误都会导致驾驶员无法快速准确的完成倒车任务。
改善倒车遇到的窘境被越来越多的人所关注，人们对汽车操纵的便捷性能提出了更高的要求，希望有种装置能够解决汽车倒车给人们带来的不便，消除驾驶中的不安全因素，解决汽车倒车中存在的困难。
解决汽车的倒车难题目前有两种思路，一是寄希望于汽车自动驾驶技术及其配套设施的日益成熟，目前这项技术仍处于研制开发阶段，短期内尚未能开发应用，第二，据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可减少倒车事故的30%。
所以用简单的汽车倒车预警系统，亦能很大程度地解决倒车难题，但是传统的汽车倒车预警系统的功能简单，驾驶员仍然需要通过后视镜去判断车后的物体，以及通过估计汽车和车后障碍物的距离来完成倒车任务。
为了减少因此带来的损失，需要有一种专门的辅助装置帮助司机可以安全的完成倒车任务。
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ELECTRONICS WORLD ・探索与观察
超声波传感器可用于距离的检测与计算，在机器人的避障、汽车倒车、测量等许多方面都有着非常广泛的应用。
设计了一个基于超声波传感器的测距系统，包括超声波测距模块、单片机控制模块、驱动显示模块和报警模块。
当汽车与障碍物的距离低于预设报警距离，该系统会发出报警。
经测试，该系统精度能达到3mm ，报警距离可调，蜂鸣器报警以提示驾驶人员，可以有效预防碰撞。
概述：近年来随着社会的不断发展，传统的测距方法在很多场合如汽车防撞电子系统无法满足需求。
而超声波测距仪可以应用到汽车的防撞系统中，汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。
这就可以运用到超声波测距原理，实时的检测车头或车尾与障碍物间的距离，当汽车与障碍物间的距离过近，会报警甚至紧急刹车。
这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少甚至避免车祸的发生（韩利凯，韩旭，基于A T89C51单片机的汽车智能防撞系统设计：电子设计工程,2017）。
19世纪末20世纪初，随着压电效应的发现，超声波可以用电子技术产生因而得到了广泛应用（杨秀增,杨仁桓，基于FPGA 的高精度超声波测距仪设计：现代电子技术,2017）。
中国测试技术研究所的李茂山对超声波测距原理、误差产生等进行了研究测试。
西安交通大学的雷鸣雳、周功道、冯祖仁分析了超声波回波反射法定位的缺点，提出了一种基于伪码技术的超声波无线电定位法。
实验表明，此方法提高了定位的准确性，扩大了有效应用范围（雷鸣雳,周功道,冯祖仁,基于伪码相关技术的超声波—无线电定位系统:微电子学与计算机，2004）。
日本的Takanori EMARU 提出了一种基于双频超声波的相位检测法，该方法的测量精度高。
本文首先研究了超声波测距的原理，介绍了超声波测距防撞系统的方案。
然后，详细阐述了超声波测距系统硬件电路和软件程序的设计。
最后，对系统进行测试分析。
1 超声波测距原理和方案
目前常用的超声波定位方法有包络检测法、回波检测法和到达时间测量法。
到达时间测量法将超声波的发射和接收传感器置于同一端，超声波发射出去后，遇到障碍物就会被反弹回来，计算出超声波的发射头与障碍物之间的距离。
本文采用到达时间法，选用的传感器为HC-SR04，外形如图1所示。
有效测量范围为2cm-4m 范围内物体的存在。
该模块的接收角约15
°。
图1 HC-SR04超声波传感器
系统设计框图如图2所示。
报警距离设置的键盘采用独立式键盘。
主控芯片采用STC89C52的单片机。
报警电路选用蜂鸣器以及
发光二极管对距离进行报警。
距离采用数码管显示。
图2 系统方案框图
2 系统软件的设计
系统主程序针对硬件部分进行设计，主程序流程图如图3
所示。
图3 主流程图
3 测距系统实验与误差分析
3.1 测距系统性能实验
成功调试系统的硬件和软件后，开始测试系统的盲区、量程、精度和稳定性（王敏,周树道,彭文星,基于超声波传感器的汽车盲区检测系统研究：自动化技术与应用,2017）。
分别在本测距系统2cm 、3cm 、10cm 、20cm 、50cm 、80cm 、100cm 、150cm 、200cm 、300cm 、400cm 、450cm 处放置超声波反射挡板。
测得的数据如表1所示，表中实际距离由米尺测量得到，可以看出3cm 以下的测量值与实际值相差甚远，而3cm-400cm 之间测量值与实际值有着明显的线性关系，而在400cm 以上的距离，系统已经检测不到回波信号，无法显示距离值，故可认为本系统的最大量程为400cm 。
表1 超声波测距数据及误差
实际距离/cm 测量距离/cm 绝对误差/cm 实际距离/cm 测量距离/cm 绝对误差/cm
20.5盲区100100.30.33 3.20.2150150.60.6109.50.5200199.20.82020.20.2300300.90.95050.40.4400399.30.780
79.4
0.6
450
----------
3.2 误差分析
误差来源主要有：主控芯片发射和计时的开始时间不一致；由于系统检测电路的灵敏度影响了收到回波与回波被检测到的偏差；由于晶振导致的计时器本身误差；温度、压力、湿度对声速的影响，但通过系统的温度补偿电路可降低这一误差。
4 结论
系统的测距精度达到3mm ，测量范围为2cm 至400cm ，在100cm 至300cm 之间测试准确度以及稳定性较高。
测距盲区只有2cm ，能够准确的测量距离，而且控制方便，调试也很简单，可以较好地应用于汽车倒车雷达系统。
基金项目：宿州学院重点课程项目（基金编号：szxy2018zdkc48）宿州学院平台项目（2016ykf05）。
作者简介：郑大波（1983—），男，汉族，河南焦作人，大学本科，研究方向为电气自动化。
基于超声波传感器的汽车防撞系统研究
上汽通用（沈阳）北盛汽车有限公司 郑大波
宿州学院 温 艳。