基于超声波倒车雷达 文献综述.docx

浙江理工大学本科毕业设计（论文）文献综述报告班 级09自动化2班姓 名课题名称基于单片机的倒车预警系统的设计文献综述报告（包括国内外本课题及相关研究的现状、分析及参考文献目录，理工类要求不少于2000字）目 录1 前言2 倒车预警系统的研究现状2.1倒车预警系统中的测距技术2.1.1测距原理2.2.2 测距方法2.2 倒车预警系统的核心处理器 2.3 倒车预警系统的构成2.3.1 超声波发射器2.3.2单片机最小系统2.3.3 超声波接收器2.3.4显示电路3 总结参考文献基于单片机的倒车预警系统的设计严团09自动化2班 B093302241前言我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。超声波具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远等特点。可用于测距，测速，清洗，焊接，碎石等。在医学,军事,工业,农业上有很多的应用，本次设计主要是利用超声波做汽车的倒车预警系统。倒车预警系统主要是由超声波测距。超声波测距是一种非接触式的检测方式。与其它方法相比，如电磁的或光学的方法，它不受光线、被测对象颜色等影响。对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。特别是应用于空气测距，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辨力，因而其准确度也较其它方法为高。超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控和移动机器人的研制上，也可在潮湿高温，多尘等恶劣环境下工作。例如：液位、厚度、管道长度等场合，汽车在行驶的过程中，各种恶劣的环境都会遇到，如何保证在汽车倒车时不受到周围环境的干扰呢？我们可以利用超声波超强的搞干扰特性，保证汽车在各种情况下都能准确的做出倒车预警。2 倒车预警系统的研究现状倒车预警系统目前有很多种，但目前应用得最多的还是基于单片机的超声波倒车预警系统，超声波倒车预警系统的主要原理是测量汽车到障碍物的距离，一般都采用波在介质中的传播速度和时间关系进行测量。常用的技术主要有激光测距、微波雷达测距和超声波测距三种。红外测距的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。激光测距的优点是精确，缺点是需要注意人体安全，且制做的难度较大，成本较高，而且光学系统需要保持干净，否则将影响测量。激光测距主要运用于军事方面，而在汽车领域，要求设备成本低，安全可靠，所以基本单片机的超声波倒车预警系统将成为首选。相信将来随着科学技术的不断进步，超声波倒车预警系统也会越来越完善。2.1倒车预警系统中的测距技术声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场合，诸如工业自动控制，建筑工程测量，机器人视觉识别，倒车防撞雷达，海洋测量，物体识别等方面得到广泛的应用。超声波具有指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远的优点。与激光测距、红外线测距相比,超声波对外界光线、色彩和电磁场不敏感,更适于黑暗、电磁干扰强、有毒、灰尘或烟雾的恶劣环境,可在潮湿高温，多尘等恶劣环境下工作，例如：液位、厚度、管道长度等场合。在识别透明及漫反射性差的物体上也更有优势[7]。由于声波在空气中传播速度远远小于光线和无线电波的传播速度，对于时间测量精度的要求远小于激光测距、微波测距等系统。相比于其它定位技术而言，超声波定位技术成本低、精度高、操作简单、工作稳定可靠，非常适合于短距离测量定位。因而超声波测距器电路易实现、结构简单和造价低，而且以声速传播，便于检测和计算。然而基于超声波倒车预警系统在实际应用也有很多局限性，这都影响了超声波预警的精度。一是超声波在空气中衰减极大,由于测量距离的不同,造成回波信号的起伏,使回波到达时间的测量产生较大的误差; [8]二是超声波脉冲回波在接收过程中被极大地展宽,影响了测距的分辨率,尤其是对近距离的测量造成较大的影响。这两个是主要影响倒车预警系统的精度因素，当然还有一些其他的因素,诸如环境温度、风速等也会对测量造成一定的影响,这些因素都限制了超声波测距在一些对测量精度要求较高的场合的应用,由于汽车倒车预警系统对精度要求并不是那么，这些误差都是在允许接受的范围内的[9]。2.1.1测距原理超声波倒车预警的原理一般采用渡越时间法TOF（time off light）。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为c，这样只要计算出从发出超声波信号到接受到返回信号所以的时间，就可以计算出汽车距障碍物的距离（s），即：s=c*t/2[5]。2.2.2 测距方法声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场合，诸如工业自动控制，建筑工程测量，机器人视觉识别，倒车防撞雷