倒车雷达论文

倒车雷达论文 摘要 本文分析的是汽车常见的倒车雷达系统。倒车雷达的使用可以让司机在倒车时不必往后看，提高了驾驶的安全性和舒适性。在本论文中，我们对几个进行了比较，对系统模块功能作了分析，介绍了在作品调试中遇到的一些难题以及作品存在的一些问题。 硬件设计方案 作品功能 该设计作品安装在汽车的尾部，主要用于测量汽车尾部与车后方障碍物的距离，并在驾驶仪上显示该距离，当汽车离后方障碍物的距离小于安全值(20cm)的时候，单片机会驱动振荡电路报警，以提醒司机。 硬件原理 单片机发出超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射和接收回波的时间差t，然后求出距离s=vt/2，式中的v为超声波波速。 限制该系统的最大可测距离存在4个因素:超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收换能器的灵敏度。接收换能器对声波脉冲的直接接收能力将决定最小的可测距离。同时虽然测量距离比较短，但是我们决定不考虑发射换能器与接收换能器之间的距离，原因是当障碍物较远时，这个距离相对于车与障碍物的距离可以忽略，当障碍物较近时，如果距离小于一定安全值，司机须立刻刹车，否则车尾很容易撞上障碍物，此时测量距离略大于实际距离，给司机留下更多反应时间，有利于保证车辆不会撞上障碍物。 经过讨论，基本的设计方案被确定为利用单片机的一个输出脚产生频率为40KHz的方波经过发射电路后由超声波发射换能器发射，遇到障碍物后超声波反射被超声波接收换能器接收，经过接收电路处理后产生一个低电平信号输出至单片机的INT0管脚，即外部中断0请求输入端，单片机由发射超声波开始计时，知道接收到中断请求，得出时间t，利用s=vt/2算出距离，送至显示电路显示。 硬件框图 该方案的发射部分是单片机的方波信号通过CD4069六非门后接到超声波发射能换器发射，六非门用TTL器件74LS04，接收部分则选用红外线接收处理芯片CX20106A，由于红外线发射频率为38KHz，超声波为40KHz，所以只要调节好芯片的中心频率，电路也可以正常工作。 同时，该方案的报警电路采用555定时器进行控制，显示采用单片机P0口输出直接接到三位数码管的方式。 总图如下: 开始 写0~9的七段数码显示表;初始化数码管的 位和字选通端;时器0工作模式1;EA=1; 发射10个超声波;延时0.1毫秒;testok=0;EX0=1;ET0=1; 若接收到超声波testok=1; N N testok=0, Y 显示距离 N testok=1, Y EX0=0;ET0=0;计算障碍物的距离，若距离小于 20，鸣声提醒;将百位，十位，个位保存下来。 显示距离 计数器清零，显示“———” 一、 系统测试方案 经过试验，超声波倒车雷达的测距在3米以内测量误差在?2.5cm。 实际距离与测量距离的误差(cm) 实际距离 测量距离 误差 22.0 21.1 1.9 100.0 97.9 2.1 150.0 147.7 2.3 200.0 197.4 2.6 250.0 247.2 2.8 300.0 297.0 3.0 由上面的数据表明，距离越远，超声波测距的误差越大。 误差分析 (1) 因为本测距没有温度反馈，由于超声波在不同温度的速度不同造成 了测量的误差。 (2) 下图是用示波器观察到的接收端的波形 每个脉冲是24us，当距离比较小时，当第一个脉冲到达时，即可产生中断。但是当距离较远时，就只能接收到幅度一定大的脉冲。所以误差也就比较大。