汽车泊车辅助系统设计-开题报告

毕业设计开题报告
学生姓名系部汽车交通与工程学院专业、班级
指导教师姓
名职称实验师
从事
专业
汽车运用是否外聘□是□
√否
题目名称汽车泊车辅助系统设计
一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义
设计目的和意义：
随着我国经济的快速发展，交通运输车辆及私家用车的不断增加，不可避免的交通问题瞬时成为人们关注的问题。

其中由于泊车事故发生的频率高，已引起了社会和交通部门的高度重视。

泊车事故发生的原因是多方面的，造成泊车时的事故率远大于汽车正常行驶时的事故率，尤其是非职业驾驶员以及女性更为突出。

而泊车事故给车主带来许多麻烦，不仅经济上，更有人身伤害，例如撞上别人的车，如果伤及儿童更是不堪设想，基于此基础，汽车高科技产品中，专为汽车泊位设置的“汽车泊车辅助系统”应运而生，汽车泊车辅助系统的加装可以解决司机的不少麻烦，大大降低了泊车事故的频率。

由于存在视觉盲区，无法看清车附近状况，司机在泊车时很容易发生事故。

为了减少带来的损失，需要有一种专门帮助司机安全泊车的装置。

目前市场上用于辅助司机泊车的装置主要有：语音告警装置、后视系统以及倒车雷达等。

语音告警装置用于播放提示语以提醒车后的行人注意避让正在泊车的汽车。

这种装置价格便宜且使用方便，缺点是只能对车后的行人起告警作用，对于其他障碍物则不起作用，所以其应用范围有限。

后视系统是由视频捕捉装置和视频播放装置组成，通过视频司机可以很直接地看到车后的障碍物。

由于这类装置的价钱较高，目前还没有普及。

汽车泊车辅助系统，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者后视镜的显示通告司机车附近的状况，解除了司机泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的麻烦，并帮助司机解决由视觉引起的缺陷，提高驾驶的安全性，泊车辅助系统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。

司机在倒车时，启动倒车雷达，在控制器的控制下，由车尾保险杠上的探头发送超声波，遇到障碍物，产生回波信号，传感器接收到回波信号后经控制器进行数据处理，从而计算出车体与障碍物之间的距离，判断出障碍物的位置，再由显示器显示距离并发出警示信号，从而使司机倒车时不至于撞上障碍物。

课题研究现状：
通常的汽车泊车辅助系统主要由感应器（探头）、主机、显示设备等三部分组成。

感应器发出和接受超声波信号，并将接受到的信号传输到主机，再通过显示设备显示出来。

感应器装在后保险杠上，以角45度辐射，检测目标，能探索到那些低于保险杠而驾驶员从后窗又难以看见的障碍物并报警，如花坛、蹲在车后玩耍的儿童等；显示设备装在仪表板上，提醒驾驶员汽车距后面物体还有多少距离，到危险距离时，蜂鸣器就开始鸣叫，提示驾驶员停车。

根据感应器种类不同，泊车辅助系统可分为粘贴式、钻孔式和悬挂式。

粘贴式感应器后有1层胶，可直接粘在后保险杠上；钻孔式感应器是在保险杠上钻一个洞，然后把感应器嵌进去；悬挂式感应器主要用于载货车。

根据显示设备种类不同，泊车辅助系统又可分为数字式、颜色式和蜂鸣式。

数字式显示设备是一只如传呼机大小的盒子，安装在驾驶台上，直接有数字表示汽车与后面物体的距离，并可精确到1厘米，让驾驶员一目了然。

汽车泊车辅助系统发展到现在已经历经5代。

第一代的泊车辅助系统是轰鸣器。

泊车时，如果车后1.5米-1.8米处有障碍物，轰鸣器就会开始工作，轰鸣越急，表示车辆离障碍物越近。

没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。

第二代泊车辅助系统可以显示车后障碍物离车的距离。

这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品由三种颜色来区别：绿色代表安全距离，表示障碍物离车体距离有0.8米以上；黄色代表警告距离，表示离障碍物的距离只有0.6米-0.8米；红色代表危险距离，表示离障碍物只有不到0.6米的距离，必须停止倒车。

第三代用液晶荧屏显示，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。

不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围的障碍物的距离。

该雷达动态显示，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。

不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。

结合一、二、三代泊车辅助系统的优缺点，本设计采用蜂鸣器与数字显示结合的设计。

第四代魔幻镜倒车雷达，采用了最新仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2米内的障碍物，并一不用等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。

魔幻镜倒车雷达把后视镜倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多功能整合在一起，并设计了语音功能，是目前市面上最先进的倒车雷达系统。

其外型就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内倒视镜的位置。

第五代倒车雷达是专门为高档轿车生产的，它的整合了高档轿车具备的影音
系统，可以在显示器上观看DVD影像。

因为是新品，售价也较高。

第四、五代泊车辅助系统造价较高，结构复杂，所以不选用其设计作为参考。

泊车辅助系统的测距方式有很多，（1）激光方式：激光具有高定向性，能以定向的光束无发散地直线传播，单色性好，它可以达到的亮度比太阳光还高几百亿倍，相干性好，激光的频率、振动方向、相位高度一直。

因此激光波束近似直线性，很少扩散，波束能量集中，传输距离较远。

但它在对气候的适应能力方面具有局限性，因为激光测距方式受恶劣天气、汽车激烈振动、发射镜表面磨损、污染等因素影响，故不选择此方式。

（2）红外线方式：红外线可以人为制造，自然界中也广泛存在，一般的生物都会辐射出红外线，体现出来的宏观小樱就是热度。

红外线测距系统成本低廉，但是容易受到天气和路边等物体红外干扰的影响，在恶劣的天气与环境下探测距离不能满足要求。

（3）毫米波方式：毫米波是微波的一个波段，品路在30-300G，显影波长为1-10MM。

不易受电子干扰，多目标鉴别性能好，雷达分辨率高，但其价格昂贵，结构复杂，故不选用。

（4）超声波方式：超声波是频率大于20khz的声波，具有方向性强、能量衰减缓慢、在介质中传播距离远等特点，用于测距计算方法简单，常用于非接触式距离测量，其传感器种类较多，用于超声波指向性强，在传输过程中能量损耗慢，反射能力强，故选择超声波传感器测距。

倒车雷达的发展实际上已经融入了整车的设计，随着技术的成熟，价格的降低，倒车雷达将会逐渐普及成为标准配置。

二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题
1、设计内容：
单片机及超声波传感器认识及选择
传感器：超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。

电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。

它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。

目前较为常用的是压电式超声波发生器。

单片机：抗干扰性好，适用于恶劣环境的场合。

耗能小，可用电池供电。

保证各模块之间协调工作
软件的编写
掌握零部件的焊接技术
2、模拟解决的主要问题
（1）学习有关编程的知识
（2）单片机认识及选择
（3）学习有关超声波传感器的知识
（4）超声波发送和接受器设计
（5）主机电路及软件设计研究方法：
（6）系统总体设计
（7）报警器设计
（8）显示电路设计
（9）总体电路焊接
（10）调整与测试
三、技术路线（研究方法）
基于超声波防撞报警系统整体设计框图
收集相关资料
学习超声波传感器
相关知识学习单片机相关
知识
超声波发送和接受
器设计单片机的选择
撰写开题报告
显示电路设计软件设计
系统总体设计
主机电路设计报警器设计
总体电路焊接
成品雏形
测试与调整
四、进度安排
1、对课题有关资料进行收集，完成开题报告第1~2周（3.1~3.13）
2、完成说明书纲要及目录第3周（3.14~3.20）
3、整体结构及系统设计方案（草稿）第4周（3.21~3.27）
4、传感器的选择及设计和应用第5~6周（3.28~4.10）
5、超声波发射和接收电路设计第7~9周（4.11~5.1）
6、主机（单片机）电路及软件设计与分析第10~13周（5.2~5.29）
7、完成说明书的撰写及修改第14周（5.30~6.5）
8、设计审核与修改第15~16周（6.6~6.19）
9、毕业答辩第17周（6.20~6.21）
五、参考文献
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[13]黄培康，殷红成，许小剑雷达目标特性[专著] 北京:电子工业出版社，2005，1-338
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六、备注
指导教师意见：
签字：年月日。