基于超声波的汽车倒车防撞报警系统软件设计【开题报告】
超声波检测的倒车雷达开题报告
《基于超声波检测的倒车雷达设计》开题报告一、课题的目的和意义1.研究目的(1)研究了一种汽车倒车雷达预警系统。
该系统在常见的汽车倒车预警装置的基础上采用计算机控制技术和超声波测距技术,通过显示障碍物与汽车的距离并根据其距离远近实时发出报警,解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰,提高了驾驶安全性。
(2)在研究汽车倒车雷达预警系统过程中,运用理论分析、电路设计和计算机仿真等研究手段,完成了倒车雷达预警系统硬件和软件的设计,采用了模糊控制算法,进行了系统的计算机仿真。
2.研究意义随着中国经济的持续增长和汽车价格的持续下降,越来越多的家庭拥有自己的汽车。
在享受汽车给我们带来的便利同时,由于倒车而产生的问题也日益突出。
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,新司机及非专职司机越来越多,因倒车引起的纠纷越来越多,车辆之间、车辆与人、车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生。
在2006年汽车事故的发生比例中,倒车引起的事故占28%,倒车己成为令人们头痛的一项任务,即使是经验丰富的司机也在抱怨倒车是件费力费神的事。
据统计危险境况时,如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间,则可分别减少追尾事故的30%,路面相关事故的50%,迎面撞车事故的60%。
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,可将车快速准确地停放到指定的位置。
二、文献综述国外汽车倒车雷达预警系统早期大多采用红外线的发射与接收原理,不属于雷达(无线电波)的产品,最大的缺点是红外线波易受干扰,整个系统的警示音常呈现不稳定的乱鸣状态,另外对深黑色粗糙表面物体的反应也较差。
但更糟糕的是,无论是红外线发射器或接收器,只要任何一方让一层薄薄的冰雪或泥尘覆盖,系统就会失效。
最近在欧美出现的一种电磁感应倒车雷达。
基于超声波的汽车倒车防撞报警系统软件设计[设计、开题、综述]
BI YE SHE JI(二零届)基于超声波的汽车倒车防撞报警系统软件设计所在学院专业班级测控技术与仪器学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要随着经济的发展,汽车的数量也在大幅攀升。
停车场越来越拥挤,车辆在倒车时,因后视镜的盲区较大,驾驶员的视野受到了限制,并且由于受到光线照明度影响(夜间时尤为突出),所以碰撞事故时有发生。
因此,本文将详细介绍一种超声波测距系统及汽车倒车防撞测距报警器的软件设计。
利用超声波对色彩、光照度的不敏感,可工作于比较恶劣的环境,且超声波传感器具有结构简单、体积小、成本低等优点。
设计以单片机为控制核心,能在汽车倒车时自动检测并显示车尾与最近障碍物之间的距离,当达到安全极限距离时,会发出声光报警,使司机及早采取行动,避免车辆相撞事故的发生。
关键词:超声波,单片机,测距,防撞报警The Software Design of Anti-collision Alarm system for AutoReversing Based on ultrasonicAbstractWith the rapid development of economy of our country , the automobile quantity climbs in the first mate. In the more and more crowded parking lot, when reversing the vehicle, because of the larger blind area of rearview mirror, driver's field of vision is restricted, and the effects due to light illumination (when especially at night), so collisions occur. Therefore, this article will detail an ultrasonic ranging system and collision distance vehicle reversing alarm software design .Using ultrasound on the color, light, non-sensitive, can work in relatively harsh environments, and ultrasonic sensor has a simple structure, small size and low cost. Design of a microcontroller as the control center can automatically detect when the car reversing and displays the rear distance between the nearest obstacle, when it reaches the limit of safety distance, audible and visual alarm, the driver of early action to avoid collision of vehicles Accidents.Keywords: Ultrasonic, Microcontroller, Distance-measurement, Impact-proof alarm目录摘要 (III)Abstract ........................................................................................................................ I V 1 引言. (1)1.1课题的来源、意义 (1)1.2相关研究的最新成果及动态 (2)1.2.1 超声波传感器的研究现状 (2)1.2.2 倒车雷达的研究现状 (2)1.3课题研究的主要内容 (5)2超声波倒车防撞报警系统的总体设计与各组成单元 (6)2.1 超声波倒车雷达的工作原理与总体设计 (6)2.2 发射接收电路 (6)2.2.1 发射电路 (6)2.2.2 接收电路 (7)2.3 显示报警电路 (7)2.3.1 系统显示电路 (7)2.3.2 系统声光报警电路 (7)2.4 单片机复位电路 (7)2.5 时钟电路 (7)2.6 稳压电路 (8)2.7 系统主要参数考虑 (8)2.7.1 声速 (8)2.7.2 测量盲区 (8)3系统硬件设计说明 (10)3.1单片机硬件介绍 (10)3.1.1 单片机AT89C51介绍 (10)3.2 LM567 (10)3.3 探头UCM介绍 (11)4系统软件设计 (12)4.1 超声波传播时间的算法设计 (12)4.2 主程序 (13)4.3 超声波发生子程序 (15)4.4 超声波接收中断程序 (16)4.5 显示子程序 (18)4.6 蜂鸣报警子程序 (19)5系统误差分析及改进 (21)5.1 误差产生原因分析 (21)5.1.1 环境对测量的影响 (21)5.1.2 量化误差 (21)5.1.3 触发误差 (21)5.1.4 LM567工作时产生的误差 (21)5.1.5 超声波波束对探测目标的入射角的影响 (22)5.2 针对误差产生原因的系统改进方案 (22)结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)1 引言1.1课题的来源、意义随着经济的发展,人们的生活水平越来越高。
开题报告——基于测距原理的汽车倒车报警系统设计说明
开题报告——基于测距原理的汽车倒车报警系统设计说明基于测距原理的汽车倒车报警系统设计开题报告一、综述1 引言汽车对人们来说是一个再熟悉不过的词,自从1886年2月9日卡尔·本次发明了人类第一辆汽车,至今世界汽车工业经过了近124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。
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系统的设计。
2 国外背景20年前出现的倒车雷达,严格而言,不属于雷达(无线电波)的产品。
以最早出现的类似装置是利用红外线的发射与接收的原理而做出的“倒车雷达”。
最大的缺点是红外线波易受干扰,整个系统的警示音常呈现不稳定的乱鸣状态,另外对深黑色粗糙表面物体的反应也较差。
但更糟糕的是,无论是红外线发射器或接受器,只要任何一方被一层薄薄的冰雪或泥尘覆盖,系统就会失效。
最近在欧美又出现了一种电磁感应倒车雷达。
在一线路套上一环型的感应圈(此线圈贴在后保险杠的侧,车外表完全看不出有此装置),以感应车后物体的有无。
此种装置价格中等,并且完全隐密,算是一种好产品,但可惜的是,安装困难(必须卸下保险杠贴在侧),而且只能探测动态物品,当车在后退行进时,可探测到物体,但车一旦停止后退行进,则任何物体都不被认可。
换言之,如有任何物品贴在后保险杠,当车一旦停止再启动后,此装置并不会告知驾驶者后方有物品贴在保险杠,此车不能再后退等。
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。
基于超声波测距的汽车倒车报警器设计
基于超声波测距的汽车倒车报警器设计引言:随着汽车保有量的不断增加,交通事故的发生频率也在逐年上升。
据统计数据显示,导致交通事故的常见原因之一就是倒车操作不当。
为了减少倒车事故的发生,汽车倒车报警器应运而生。
其中,基于超声波测距的汽车倒车报警器成为一种常见的解决方案。
本文将对基于超声波测距的汽车倒车报警器进行设计。
一、原理介绍超声波测距是利用超声波在空气中传播到达障碍物后反射回来的时间差来计算与障碍物的距离的一种技术。
在汽车倒车报警器中,通过将超声波传感器安装在车辆的后部,可以测量车辆与障碍物之间的距离。
当距离过近时,报警器会发出声音或者光信号来提醒驾驶员。
二、硬件设计1.超声波传感器:选择一款高性能的超声波传感器,它能够发送超声波信号并接收反射回来的信号,测量距离。
2.控制器:选用一款可编程的微控制器,用于处理和控制超声波传感器的信号,以及控制报警器的工作。
3.报警器:可选用蜂鸣器、LED灯或者液晶屏等报警装置,用于向驾驶员发出警告信号。
4.电源:选用稳定的直流电源供给整个系统,包括超声波传感器、控制器和报警器等。
三、软件设计1.初始化:在系统上电后,初始化控制器和超声波传感器,设置相应的参数,如采样率、测量范围等。
2.超声波测距:控制器通过超声波传感器发送超声波信号,测量信号反射回来的时间差,然后利用速度乘以时间差的一半来计算距离。
3.距离处理:将测得的距离与设定的安全距离进行比较,如果距离过近,则控制报警器发出声音或者光信号。
4.报警模式:可以设计多种报警模式,如声音频率逐渐加快、LED灯闪烁等,以提醒驾驶员注意。
四、优化设计1.多传感器设计:可以将多个超声波传感器分布在车辆周围,以提高测距的准确性,并增加障碍物的识别能力。
2.声音控制:可以引入声音控制模块,当车内有人讲话或者发出声音时,报警器暂时关闭,避免误报。
3.防水设计:考虑到汽车经常遇到雨水等恶劣环境,对超声波传感器和控制器进行防水设计,以保证系统的稳定性和可靠性。
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。
汽车倒车防撞报警系统软件设计【开题报告】
汽车倒车防撞报警系统软件设计【开题报告】毕业设计开题报告电⽓⼯程及其⾃动化汽车倒车防撞报警系统软件设计1选题的背景、意义从1886年世界上第⼀辆汽车诞⽣⾄今,随着科学技术的不断进步,汽车制造业迅猛发展,汽车的价格也越来越便宜,这使得越来越多的⼈拥有汽车。
亚洲制造业协会⾸席执⾏官兼秘书长罗军⼆⼗四⽇透露,到2010年,全球汽车保有量将达到⼗亿辆,中国将突破七千万辆。
当然有⼀个问题不能忽视,在我们享受汽车给我们带来便利的同时,汽车的交通安全问题也越来越突显。
⽬前,在每年的车祸中有120多万⼈死亡,1200多万⼈伤残,全球50%的交通事故受害者年龄在15~24岁,每年交通事故造成的经济损失达5180亿多美元,相当于每年发⽣两次⽇本⼴岛核爆炸[1][2]。
美国⾼速公路交通安全管理局NHTSA表⽰,每年因倒车事故导致的平均死亡⼈数达292⼈[3]。
伴随着汽车保有量的增加和城市布局的⽇益密集化,汽车的活动空间越来越⼩,特别是汽车倒车时司机由于视野不能很好的达到后⾯加上车后的盲区,使得倒车事故逐年上升。
对于公路交通事故的分析表明,超过65%的交通事故属于追尾相撞,80%以上的交通事故是驾驶员由于反应不及时引起的[4]。
⼀项由Mercedes Benz主导的研究发现,只要增加0.5秒警⽰时间,就能避免60%的追撞事故;如果警⽰时间增加⾄1.5秒,更能提⾼到90%[5]。
汽车倒车防撞系统是⼀种安装在汽车上实时进⾏汽车与障碍物距离检测的装置,⼀旦发现障碍物与汽车的距离⼩于安全距离就发出警报来提醒司机。
因此,根据⽬前汽车防撞系统研发的现实意义和长远的汽车应⽤前景上考虑,越来越多的汽车⽣产⼚家和科研院所以及⼀些⼤学投⼈⼤量的⼈⼒和物⼒来研究汽车倒车防撞系统。
本课题研究的意义在于通过对汽车倒车防撞系统的研究使得汽车在⽩天和晚上倒车时都能很好的实现安全倒车防⽌碰撞,⽽且应⽤单⽚机和超声波技术汽车倒车防撞系统的可靠性和经济性都⼤⼤提⾼,从被动的防撞到主动防撞。
基于超声波的倒车防撞报警系统设计
与 应 用
壁 麴
摘 要 :超声 波倒车防撞 报警系统又称 为倒车雷 达 ,是为 了解 决倒车过 程发生的 碰撞问题 ,提高驾驶
员驾驶的 安全而设计 的 系统核心 为超声 波测 距系统 ,由主控芯片 、超声波发 射电路 、超 声波接 收
Ke wo d : y rs r v rig e e sn rd r a a; u ta o i l snc r r n i g a gn ;
Hale Waihona Puke 本 文 所 设 计 的 超 声 波 汽 车 倒 车 防 撞 报 警 系 统 是 保 障
汽 车起动和 泊车 安全 的辅助 系统 。超 声波 汽车倒 车防撞 报警 系统 具有抗 干扰 能力强 、成本低 、反 应速度 快 、功 耗低等特 点 。超声波测距 系统安装 的液 晶 L D10 C 6 2显示
二、超声波测 距原理 本文超 声波测距所 采用 的方法 是渡越 时问法 ( OF 。原理 :在 空气中 ,超 声波 发射器 向某 一方 向发 T ) 射 超声波 ,在发射 时刻 同时打开计 时器开始 计时 ,超 声波在传 播 的过 程 中碰 到障碍物 就马上 反射 回来 , 超 声波接 收器接收 到回波就立 即停止计时 。 时通过计 时器 就可 以知 道超声波往 返所用 的时间 t 在 2  ̄ 此 , 0C 室温 时超 声波 的速 度 为 v 3 0 s = 4 m/,根据 公式 S:VX / t 2,计算 出障碍 物离 发射 点之 间 的距离 【。经 过 1 】 SC 9 5 T 8 C 1单片机处 理后 ,液 晶 L D10 C 6 2显示 出距离 ,同时设定 一个 临界值 ,低于这个 临界值就报警 。 超声波测 距系统 的原理如 图 1 示 。 所
基于单片机的超声波倒车防撞系统设计
基于单片机的超声波倒车防撞系统设计摘要:本文设计是基于 51 单片机,设计的一个简易的超声波倒车报警防碰撞安全系统。
在车尾分别安装超声波和热释电模块,测量障碍物距离是使用 HC-SR04超声波模块,使用 HC-SR501 热释电模块来检测是否有人体靠近。
该防碰撞系统通过对模块返回的数据分析然后通过无源蜂鸣器进行报警提示,并在 LCD1602液晶屏上显示报警等数据,提示车主障碍物的出现以及时地做出反应。
关键字:HC-SR04 超声波模块;LCD1602液晶显示屏;51单片机最小系统板1.项目背景:近年来随着车辆的增加,不论是汽车还是其它类型车辆,驾驶员都会面临倒车这一挑战,在倒车过程中驾驶员并不能很好的掌握后方车尾情况,车尾部分位置处于驾驶员的视野盲区,而且许多驾驶人员在倒车这一方面并不熟练,因此造成了许多事故的发生,全球每年由于倒车事故造成的人员和财产损失的数目是惊人的,因此,车辆倒车问题已引起人们的高度重视。
对大量交通事故的分析表明,80%以上的车祸是由于驾驶员反应不及时引起的,超过65%的车辆相撞属于追尾相撞,其余则属于侧面相撞和正面相撞。
有关研究表明,若驾驶员能够提早1s 意识到有事故危险并采取相应的措施,则 90%的追尾事故可以避免。
2.项目目的:为了减少驾驶员倒车交通事故,车载系统的功能需得到改善。
在驾驶员信息系统的关键技术挑战是降低生产成本,同时提供智能安全的系统。
例如,目前国内大多数普通汽车和一些小型车辆并没有类似的倒车报警防撞系统,国外绝大多数车辆也并没有此种防撞系统,一方面是部分车辆公司并没意识到倒车的安全隐患,另一方面便是报警防撞系统过于昂贵,而我们所设计的倒车防撞系统,不仅价格低廉,而且具有极高的安全性能。
防撞系统开发技术的主要挑战是降低成本的同时,也提高了感应功能,以提高准确性和可靠性。
车辆将共享许多防撞系统的传感元件,可以不断地评估不断变化的环境和驾驶环境。
这样就会大大提高汽车倒车的安全性,减少车祸的发生。
超声波倒车雷达系统设计开题报告
表3:银川能源学院届本科毕业设计(论文)开题报告学院(部):专业:图一、超声波倒车雷达系统结构图二、研究的主要方法超声波是频率高于20KHZ 的声波,具有指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远的特点,因而超声波经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在液位、井深、管道长度的测量、移动机器人定位和避障等领域得到了广泛的应用。
基于此,本次设计尝试使用STC89C51与HY-SRF05模块来实现超声波的测量,结合外围电路模块实现距离显示及语音播报构成超声波测距系统。
本次超声波测距系统由单片机计时及控制电路、超声波发射接收模块、测量距离显示电路、蜂鸣报警电路等部分组成。
详细介绍了超声波测距模块及STC89C51单片机的测距原理。
以HY-SRF05超声波测距模块为核心实现超声波的发射与接收。
整体电路结构简单,成本低廉,工作稳定,测量精度也达到实际应用要求。
系统基本为了达到预期的目标,实现了既定的功能。
系统采用STC89C51单片机,充分利用了其丰富的片上资源使得系统功能丰富,使用的外围芯片减少,提高了系统可靠性。
主要研究方法包括:1、根据文献资料了解国内超声波传感器的研究现状,理解各种测距原理,了解超声波的相关知识。
2、完成了系统的总体设计以及硬件电路设计。
在远距离测量时,驱动功率相对不够。
测量距离较近,测量距离较大时,显示的数据就会有较大的误差,如何进行调试。
3、完成了超声波测距雷达软件设计,并且调试通过,基本实现了系统的设计目标,最终完成程序烧S T C 8 9 C 5 1 蜂鸣报警 LCD1602显示系统超声波HY -SRF05温度传感器按键注:可附页。
超声波测距在汽车倒车防撞系统中的应用--开题报告
毕业论文(设计)开题报告选题的目的、意义(理论意义、现实意义):本产品将会是汽车驾驶员的好帮手,可有效地减少或避免些后视野不良的大型汽车的如冷藏车、集装厢车、圾车、食品车、载货汽车、公共汽车等倒车交通事另外还特别适于夜间辅助倒车、倒车入库及进入停场停车到位,甚至还能防止盗贼扒车。
由于本仪器能多,成本低廉,性能优良,目前处于国内领先水平又是国家八·五重点开发项目,市场极其广阔,对高我国汽车电子工业水平,具有较大的实际意义。
基于激光测距,电磁波测距,毫米雷达测距,摄像系统测距,红外线测距,超声波测距有以下优势:1、超声波指向性强,穿透能力强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远2、超声波的速度相对光速的要小的多,其传波时间就比较容易检测,并且易于定向发射,方向性好,强度好控制选题的研究现状(理论渊源及演化、国外相关研究综述、国内相关研究综述):超声波检测技术是我国重点发展和推广的新技术,其具有高精度,无损,非接触等优点。
目前,已经广泛地应用在机械制造,电子冶金,航海,宇航,石油化工,交通等工业领域。
此外,在材料科学,医学,生物科学等领域中也占具重要地位。
目前国内外在超声波检测领域都向着数字化方向发展,数字式超声波检测仪器的发展速度很快。
国内近几年也相继出现了许多数字式超声波仪器和分析系统。
国际上对超声波检测数字化技术的研究非常重视,国外生产类似产品和研究的公司有美国的泛美(PANAMETRICS)公司、METEC公司,加拿大的R/D TECH公司,德国的K-K公司、法国的SOFRA TEST公司和西班牙的TECNA TOM公司等等,上述这些公司生产的超声波检测采集、分析和成像处理系统的技术水平较高,在世界上处于领先水平。
随着检测技术研究的不断深入,对超声检测仪器的功能要求越来越高,单数码显示的超声检测仪测读会带来较大的测试误差。
进一步要求以后生产的超声仪能够具有双显及内带有单板机的微处理功能。
汽车后侧防撞智能报警系统开题报告
第5周:收集资料,进行方案论证
第6—8周:硬件设计
第8—10周:软件设计
第11—13周:撰写报告
第16周:毕业设计答辩
4.指导老师意见:
指导教师签名:年月日
障碍物;能向司机及乘员提前发出即将发生撞车危险的信号,促使司机采取应急措施来应付特殊情况,避免损失。
随着现代社会工业化的发展,汽车这一交通工具正为越来越多的人使用,但是随之而来的问题也显而易见,那就是随着车辆的增多,交通事故的频繁发生,由此导致的人员伤亡和财产损失数目惊人。
对于公路交通事故的分析表明,80%以上的车祸忧郁驾驶员反应不及所引起的,超过65%的车辆相撞属于追尾相撞,其余则属于侧面相撞。奔驰汽车公司对各类交通事故的研究表明:若驾驶员能够提早1S意识到有事故危险并采取相应的正确措施,则绝大多数的交通事故都可以避免。
毕业设计(论文)开题报告
题目
汽车后侧防撞智能报警系统
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析):
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。同时,随着汽车工业的飞速发展,汽车的产量和保有量都在急剧增加。但公路发展、交通管理却相对落后,导致了交通事故与日俱增,城市里尤其突出。智能交通系统ITS是目前世界上交通运输科学技术的前沿技术,它在充分发挥现有基础设施的潜力,提高运输效率,保障交通安全,缓解交通堵塞,改善城市环境方面的卓越效能,已得到各国政府的广泛关注,中国政府也高度重视智能交通的研究开发玉推广应用。汽车防撞系统作为ITS发展的一个基础,它的成功与否对整个系统有这很大的作用。从传统上说,汽车的安全可以分为两个主要研究方向:一是被动式安全技术,即防止事故的发生,该方式是目前汽车安全研究的最终目的;二是主动式安全技术,即防止事故发生后的乘员保护。目前汽车安全领域被动安全研究较多,主要从安全气囊、ARS(防抱死系统)和悬架等方面着手,以保证驾乘人员的安全,从经济型和安全性两方面来说,这些被动措施是在事故发生时刻对车辆和人员进行保护,有很大的局限性,因而车辆的主动安全研究尤为重要,引出了本文研究的基于单片机的超声波测距系统。这个系统是一种可向司机预先发出视听语言信号的探测装置。它安装在汽车上,能探测企图接近车身的人,车辆或周围
超声波测距倒车雷达系统的设计【开题报告】
毕业设计开题报告电子信息工程超声波测距倒车雷达系统的设计一、选题的背景、意义随着经济的飞速发展的进程,作为交通运输的车辆的不断增多,由此产生的交通问题越来越成为人们关注的问题。
在享受汽车给我们带来的便利同时,由于倒车而产生的问题也日益突出。
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,新司机及非专职司机越来越多,因倒车引起的纠纷越来越多,车辆之间、车辆与人、车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生。
其中倒车事故由于发生的频率极高,已引起了社会和交通部门的高度重视。
倒车事故发生的原因是多方面的,倒车镜有死角,驾车者目测距离有误差,视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率。
在2006年汽车事故的发生比例中,倒车引起的事故占28%,倒车已成为令人们头痛的一项任务,即使是经验丰富的司机也在抱怨倒车是件费力费神的事。
据统计,危险境况时,如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间,则可分别减少追尾事故的30%,路面相关事故的50%,迎面撞车事故的60%。
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,可将车快速准确地停放到指定的位置。
因此,提出了基于超声波测距的汽车用倒车雷达的设计。
汽车倒车雷达全称为“倒车防撞雷达”,也叫“泊车辅助装置”,是汽车泊车安全辅助装置,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,解除驾驶员泊车和起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野死角和视线模糊的缺陷,提高驾驶的安全性。
倒车雷达的原理与普通雷达一样,是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。
通过感应装置发出超声波,然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物,以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。
只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制,目前其主要功能仅为判断障碍物与车的距离,并做出提示。
倒车防撞系统的设计【开题报告】
开题报告电气工程及其自动化倒车防撞系统的设计一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义(一)国内外研究现状和发展趋势随着社会经济的不断发展,特别是中国加入WTO以来,中国的生产总值不断上升,国际地位不断提高。
特别是在2009时的世界金融危机时,世界大部分国家的汽车产业都走下坡路。
然而中国的汽车行业还是在不断增长,在当年一举超过了美国成为世界第一大汽车消费国。
与此同时,汽车的数量的不断增加,势必会加大交通压力,撞车事故也越来越多,停车时也越来越困难。
随之而来的是倒车和停车的问题成为困扰光大驾驶员的一大难题,并且由倒车时发生的刮擦事故尤为突出。
然而现在的车子还有很多汽车没有安装倒车雷达系统,归其原因就是成本较高,像倒车雷达这种产品的使用性,市场是认可的,必然会带动产品的开发与研究。
倒车雷达的种类较为繁多,有红外测距的,有超声波测距的等等。
如果你去百度或谷歌上去搜索,你会发现有各种各样的倒车雷达系统,其报价不一,有较为便宜的只有两三百的,但其功能非常简单只有一个报警语音提示。
但是贵的就要上千,但却增加了很多功能,有的还直接带有摄像头可以看见倒车时的车尾实况,还附有倒车轨迹,并且还带有最近障碍物的距离数码显示,由于其价格偏贵,就没有推广与使用,只有些高档车上才会出现。
所以经济的停车辅助功能的研制就显得尤为重要,针对这种情况,设计一种可靠性强,反应快较为经济的的汽车倒车防撞系统势在必行,而超声波是一种常见的测距方式,其有很多特点,首先可测范围较广,其次是超声波的产生较为方便并且可靠性好。
出于这种原因,市面上的倒车防撞系统等一系列产品都是以超声波测距方式为主。
而对超声波技术的研究是非常成熟的,接收与发射都可以非常熟练地运用。
综上所述,以后的倒车防撞系统在现有的前提下会不断的改进,在加工成本上会不断的降低,技术运用会不断创新。
以此来满足消费者对此类产品的需求。
(二)选题的依据和意义微机的出现使电子数字计算机在人们的日常工作和生活中得到广泛的运用。
基于超声波测距的倒车报警系统设计
基于超声波测距的倒车报警系统设计一、本文概述Overview of this article随着汽车工业的快速发展和智能化技术的进步,车辆安全性能越来越受到人们的关注。
倒车安全作为其中的重要环节,直接关系到驾驶员和行人的安全。
因此,设计一种高效、可靠的倒车报警系统显得尤为重要。
本文旨在探讨基于超声波测距技术的倒车报警系统设计。
With the rapid development of the automotive industry and the advancement of intelligent technology, vehicle safety performance is receiving increasing attention from people. Reverse safety, as an important aspect, directly affects the safety of drivers and pedestrians. Therefore, designing an efficient and reliable reverse alarm system is particularly important. This article aims to explore the design of a reverse alarm system based on ultrasonic ranging technology.超声波测距技术以其非接触、高精度、响应速度快等优点,在倒车报警系统中具有广泛的应用前景。
通过发射超声波并接收其回波,可以精确测量车辆与障碍物之间的距离,从而及时提醒驾驶员,避免发生碰撞事故。
Ultrasonic ranging technology has broad application prospects in reverse alarm systems due to its non-contact, high precision, and fast response speed advantages. By emitting ultrasonic waves and receiving their echoes, the distance between the vehicle and obstacles can be accurately measured, thereby timely alerting the driver and avoiding collision accidents.本文将详细介绍基于超声波测距的倒车报警系统的设计原理、硬件组成、软件编程以及实际应用效果。
汽车倒车防撞报警器的设计与实现开题报告书
论文(设计)题目汽车倒车防撞报警器的设计与实现课题目的、意义及相关研究动态: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。
本设计可望成为驾驶员特别是货车以及公共汽车驾驶员的好帮手,可有效的减少和避免那些视野不良的大型汽车的如冷藏车、集装箱车、垃圾车、食品车、载货车、公共汽车等倒车交通事故,另外还特别适用于夜间辅助倒车、倒车入库以及进入停车场停车到位,甚至还能防止盗贼扒车,本设计成本低廉,性能优良,市场前景极为广阔,对提高我国汽车工业实际水平,具有较大的时间意义。
汽车倒车防撞测距报警器是国家八•五期间重点开发的重大科研项目之一。
以往的汽车倒车测距一般有四种:1 嘀嘀声加闪光,2 音乐声加闪光,3 语音声加闪光,4 倒车到危险距离时发出警报声的超声波倒车报警器,由于很多研究都采用的是特殊难购的专用元件,使其难以推广。
课题的主要内容(观点)、创新之处:主要是基于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单片机的倒车防撞报警系统。
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。
倒车防撞系统由四路收发一体封闭(防水)型超声波传感器及其超声波发射与回波接收电路、超声波电信号放大电路、单片机控制电路、LED数码管显示电路和蜂鸣器声音报警电路组成。
本设计成本低廉,性能优良。
研究方法、设计方案或论文撰写提纲:研究方法:1. 查阅有关书籍,借助于网上数字图书馆收集资料,对课题进行研究分析,形成系统的外部资料,把握国内及国外此方面的研究动向和研究理论。
2. 总结前人的经验技术,提出对相关课题的新意见解。
3. 在指导老师的安排帮助下解决困难和问题。
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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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软件设计1选题的背景、意义[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。
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相关研究的最新成果及动态[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。
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。
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。
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,通常通过数字显示的方式来显示,并且伴有声音的报警和提示。
图3 中端倒车雷达系统框图高端倒车雷达系统图4是一个高端的倒车雷达系统的系统框图。
可以看到,本来处于主控端的一些功能模块都被转移到探头一端,它的特点是在探头上带有信号放大电路以及处理器,测量信号在传感器上实现处理,因此没有长线传输存在的信号干扰问题。
另外,它可对每个传感器进行单独校准,通过LIN或其他串行方式与主CPU进行通讯。
因为通常探头部分的体积都比较小,为了在探头上实现信号的放大和处理,就需要较高集成度的器件以方便传感器和PCB板的集成。
图4 高端倒车雷达系统框图图5给出了倒车雷达传感器覆盖区域的要求,它要求在水平方向上70±5cm 范围内最小100°;在100±5cm范围内,最小40°。
垂直方向上,在50±5cm范围内最小60°;在110±5cm范围内,最小20°。
图5 倒车雷达传感器覆盖区域要求3课题的研究内容及拟采取的研究方法(技术路线)、研究难点及预期达到的目标3.1课题研究的主要内容与基本要求[2] [5] [7]主要内容包括:利用单片机作为系统的主控制器,测量汽车在倒车过程中与其后方物体的距离,反馈信号经A/D变换后,送入单片机中进行处理,实时显示测量结果,达到设定值时声光报警。
基本要求:设计超声波发射和接收电路、键盘显示、声光报警、误差分析及其补偿方法,单片机的开发及系统应用软件的开发等。
以软件件设计为主。
1、汽车倒车防撞报警系统的总体设计和思路;2、各部分原理说明;3、汽车倒车防撞报警系统的硬件设计,需要有理论依据,有分析计算过程,选择的主要元件要有原理和说明,所有元件必须有型号和参数;4、超声波测距系统的软件设计,设计思路和实现方法。
使用汇编语言或C 语言编程。
主要程序的流程图和程序清单,主要软件必须能在设计制作的硬件电路上正确运行。
软件控制系统是本系统的核心,可采用模块化设计,由主程序、超声波发射子程序、超声波接收子程序、温度补偿子程序、报警子程序以及显示子程序组成。
超声波发射电路:超声波发射器包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两部分,超声波探头选用CSB40T。
可采用软件发生法和硬件方法产生超声波。
超声波接收电路:由于超声波在空气中传播,其能量会随传输距离的增大而减小,从远距离障碍物反射的回波信号一般比较弱,所以在设计超声波接收电路时,要有较大的放大倍数;为减小环境噪声对回波信号的影响,也要考虑选用滤波特性较好的电路,使回波易于检测。
超声波测距原理:超声波传感器是一种将其他形式的能转变为所需频率的超声能或是把超声能转变为同频率的其他形式的能的器件。
超声波测距原理是利用单片机在超声波传感器发射超声波的同时单片机的T0计数器开始计数,当检测到回波信号后单片机的T0计数器停止计数。
测得的时间和声速相乘就可以得到超声波往返过程中走过的路程,所以所测距离S为声波传输距离的一半:S=Ct/2 式中:S为超声波发射点与被测障碍物之间的距离;C为声波在介质中的传输速率;t为超声波发射到超声波返回的时间间隔。
声波在空气中传输速率为:C=C01+T/273 式中:T为绝对温度;C0=331.45m/s。
采用单片机脉冲计数的方法,可精确测出t的值。
假设单片机的机器周期为T机,则有t=NT机,则测得的距离为:S=Ct/2=CNT机/2。
报警器工作原理:报警器的主要原理是由单片机控制发射电路将超声信号发射出去,遇到障碍物则返回由接收电路接收,根据发射和接收超声波的时间差,以及它在空气中传播的速度来计算汽车尾部与障碍物的距离。
系统软件主程序完成系统的初始化、控制超声波的发射与接收,以及处理后产生BCD码和相应频率的脉冲信号,以驱动后续电路,实现整个装置的功能。
温度补偿电路是用来补偿因为环境温度的不同使得超声波在空气中传播的速度变化而引起的测距误差,从而保证测距精度。
显示采用动态扫描方式,小数点为固定一直点亮显示,数码显示的单位是m,范围为0.1~9.9m,显示精度为0.1m。
温度测量电路:由于超声波的传播速度v会受温度、湿度、压强等的影响,其中温度的影响尤为严重。
因此在测量精度要求高的场合,应通过温度补偿对超声波的传播速度进行校正,以减小误差。
键盘和显示电路:显示电路是用来对所测得的结果进行实时显示,键盘电路是用来对最大测距、最小测距以及有关参数进行设置。
3.2主要任务与目标由于超声波指向性强,因而常于距离的测量利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在料位和液位测量、移动机器人、汽车安全、海洋测量等上得到了广泛的应用。
本课题要求采用超声波传感器,利用单片机为控制器,实现汽车在倒车过程中与其后方物体距离的测量,实时显示测量结果,达到警戒位置时声光报警。
3.3研究方法利用单片机作为系统的主控制器,测量汽车在倒车过程中与其后方物体的距离,反馈信号经A/D变换后,送入单片机中进行处理,实时显示测量结果,达到设定值时声光报警。
本文将介绍了一种超声波泊车防撞系统,利用超声波对色彩、光照度不敏感,可工作于比较恶劣的环境,且超声波传感器结构简单、体积小、成本低等特点,以单片机为控制核心,完成对多路障碍物的实时检测和精确测距,用于倒车防撞报警。
根据超声测距的基本原理, 然后给出了基于单片机的电路软硬件设计,对自制的倒车雷达进行了测距误差分析,并给出了结论。
3.4研究难点及预期达到的目标[11][13]倒车雷达超声测距的误差分析及软件编程是难点。
通过使用超声测距倒车雷达对汽车后方的障碍物进行了测距,同时使用普通钢卷尺对障碍物与超声传感器的距离也进行了测量,得出超声测距倒车雷达的报警距离与实测距离的数据,再分析出现偏差的原因,采取合理方法对数据进行修正,减小测量值与实际值的偏差,使修正后的超声波测距系统测量值与实际值的偏差尽可能减小,满足系统测量误差的要求。