倒车雷达系统文献综述

文献综述：

汽车倒车雷达系统的设计

1 前言

自从1886年1月29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126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 主题

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。

2.1 倒车雷达的发展

倒车雷达的快速发展始于20世纪末21世纪初，经过几年的时间，随着技术发展和用户需求的变化，倒车雷达在几年的时间里大致经过了六代的演变。

2.1.1 历史革沿

第一代：倒车时通过喇叭提醒。“倒车请注意”！想必不少人还记得这种声音，这就是倒车雷达的第一代产品，只要司机挂上倒档，它就会响起，提醒周围的人注意，不能算真正的倒车雷达，基本属于淘汰产品。

第二代：采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。这是倒车雷达系统的真正开始。倒车时，如果车后1.8m～1.5m处有障碍物，蜂鸣器就会开始工作。蜂鸣声越急，

表示车辆离障碍物越近。但没有语音提示，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。

第三代：数码波段显示具体距离或者距离范围。这代产品比第二代进步很多，可以显示车后障碍物离车体的距离。如果是物体，在1.8m开始显示；如果是人，在0.9m左右的距离开始显示。

第四代：液晶屏动态显示。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障碍物的距离，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LCD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。

第五代：魔幻镜倒车雷达。结合了前几代产品的优点，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2m以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。

第六代：专为高档轿车生产。第六代产品在第五代的基础上新增了很多功能：外观上看，比第五代产品更为精致典雅；功能上看，它除了具备第五代产品的所有功能之外，还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。

2.1.2 发展现状

起初，倒车雷达只是宝马、奔驰等高档车型的专利，但是近几年，一些新出厂的中低档车型在配置中也增加了倒车雷达。

新出厂的中高档甚至部分低价位的经济型轿车大都开始配置倒车雷达，但是，仍有许多中低档车型出厂时没有配置倒车雷达，而且现行中低档车型加装倒车雷达的市场需求也越来越大，于是自行安装倒车雷达就成了一项新兴的车辆装饰项目。目前，在一些经营汽车配件或装饰美容的商家内，甚至汽车经销商处都可安装倒车雷达。

2.1.3 发展趋势

(1)由加装向原装发展。越来越多的汽车在出厂时配有倒车雷达。

(2)原装倒车雷达车型呈现高档→中档→低档的发展态势。

(3)由主流4探头向更多探头发展。

(4)功能更加强大，集成音响和音像播放功能。

(5)设备趋于小型化、人性化、智能化。

2.2 主要技术

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。

3 结束语

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。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。