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自制汽车倒车防撞定位系统 电子与信息工程系 电子信息工程专业 118702005023 杨庆峰 指导老师 何华 【摘 要】本文介绍的系统采用单片机AT89S52作为核心控制芯片，控制发射与接收超声波，利用单片机的定时器测量出超声波经过路径所用的时间，从而用单片机程序计算出障碍物与汽车之间的距离，来判断后方有无障得物，进而以LED直观地显示告知驾驶员周围障碍物的距离，便于驾驶者更好地做出判断及反应，解除了驾驶员倒车时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 【关键词】汽车防撞；单片机；超声波 1 引言 随着我国汽车产业的发展和人们生活水平的不断提高，越来越多的家庭拥有自己的汽车。在享受汽车给我们带来的便利同时，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，新司机及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、车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生。在2002年汽车事故的发生比例中，倒车引起的事故占21%,到2006年，倒车引起的事故占28%，到2008年甚至到达了30％，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。 汽车倒车时，由于驾驶员看不清车后部的人或物件，往往会引发事故，由于存在视觉盲区，无法看清车后的障碍物，司机在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、后车灯或后箱撞坏。倒车是一个复杂的工程，它依赖于驾驶者的驾驶经验、驾驶技巧及反应灵敏程度、任一环节出问题都导致驾驶员无法快速准确地完成倒车任务。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。解决汽车的倒车难问题目前有两种思路，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，短期内尚未能推广应用；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%。所以采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安全倒车。即“倒车雷达”。 倒车雷达(Car Reversing AidSystem)[1]，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，要针对汽车倒车时无法目测到车尾的物体和距离车身的距离而设计开发的。倒车雷达发展大概经历三个阶段，开始的倒车防撞仪可以测试车后一定距离范围的障碍物从而发出警报，后来发展到根据距离分段报警，前两个阶段的倒车雷达一般采用专用集成电路，功能较简单。随着人们对汽车驾驶辅助系统易用性要求的提高。以及单片机价格不断下降和汽车电子系统网络化发展的要求，新型的倒车雷达都是以单片机为核心的智能测距传感系统。要求倒车雷达连续测距并显示障碍物距离，并采用不同间歇鸣叫频率的声音报警提示距离，以尽量不占用驾驶员的视觉让驾驶员全神贯注地注视场景。 本设计根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障得物相撞的原理设计，利用指向性强，能量消耗缓慢，遇到障碍物后反射效率高的超声波，采用单片机AT89S52作为核心控制芯片，控制发射与接收超声波，单片机的定时器测量出超声波所经过路径所用的时间，从而用单片机程序计算出障碍物与汽车的距离，来判断后方有无障得物，进而以LED直观地显示告知驾驶员周围障碍物的情况，便于驾驶者更好地做出判断及反应，解除了驾驶员倒车时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 2 系统的设计原理 2.1 测距的原理 距离公式[2]：距离(S)=时间(T)×速度(v)。 在设计时，实时得出时间和速度，再进行相乘运算，得出距离。其原理图如图2-1 图2-1 超声波测距原理图 根据图2-1,可以求得： 距离（S）=。 （2-1） 2．2 超声波测距的原理[3][4][5] 超声波简单的说就是音频超过了人类耳朵所能够听到的范围。一般而言是指声音频率超过了20KHz以上时称之为超声波。与光波不同，超声波是一种弹性机械波，它可以在气体、液体和固体中传播,在固体中传播速度最快，在气体中传播速度最慢，而且声速c与温度有关，电磁波的传播速度为3×108m/s，而超声波在空气中的传播速度约为v=344m