基于超声波测距的倒车雷达系统设计

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1、万方数据基于超声波测距的倒车雷达系统设计自动控制与仪器仪表王红云(军械工程学院，河北石家庄050003)摘要：介绍了以单片机为核心的倒车雷达系统。它利用超声波实现无接触测距。系统主要包括超声波发射接触以及温度测量电路．突出点是利用数字传感器DSl8820对温度进行测量，并利用声速与温度之问的校正公式对声速进行校正。提高了渡越时间的测量精度。进而提高了测量距离的准确度。适合测量的距离在5m以下，可以满足倒车安全的要求。关键词：汽车；超声波；倒车雷达；温度补偿；单片机中图分类号：TP368文献标识码：A文章编号：1006—6977(2008)08—

2、0070-03Designofautomobile—reVersingradersystemb嬲edOnllltr嬲Ounddistance—measurementWANGHong—yun(0rfZ唧配eE嚼船erf增co如伊，_s^驴娩^∞昭050003，劬i眦)Abstract：Inthispaper，theautomobile—reversingradersystemwhichusestllesindechipascoreisintmduced．Thesystemusestheultrasoundtorealizeddistancemea

3、surementwithoutcontract．Thesystemmainlyincludestheblas卜_o伍r{eceivingandtemperaturemeasurementelectriccircuit．ThetempemturemeasurementcircuitwhichusesadigitalsensorDSl8820isgiven．TheaccuratedegreeofdistanceiscompeIeted．Thissystemi88uitedtomesuredistancewhichbelow5metersescanm

4、eetthes越btyrequestmentofreversingacar．Xeywords：automobile；ultmsound；肌tomobile—reversingrader；temperaturecompensate；MCUl1引言近年来．随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高。我国的汽车数量正逐年增加。同时汽车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增加。在公路、街道、停车场、车库等拥挤、狭窄的地方倒车时，驾驶员既要前瞻，又要后顾，稍微不小心就会发生追尾事故。据相关调查统计。15％的汽车碰撞事故是因倒车时汽车的后视能力不良

5、造成的。因此。增加汽车的后视能力．研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。安全避免障碍物的前提是快速、准确地测量障碍物与汽车之间的距离。为此，设计了以单片机为核心．利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。2整体设计及原理超声波一般指频率在20kHz以上的机械波，具有穿透性强．衰减小，反射能力强等特点IIl。工作时。超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲。给测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理．自动计算出车与障碍物之间的距离。超声波测距原理简单，成本低。制作方便，但其传输速度受天气影响较大，

6、不能精确测距；另外，超声波能量与距离的平方成正比衰减，因此，距离越远，灵敏度越低，从而使超声波测距方式只适用于较短距离。目前。国内外一般的超声波测距仪，其理想的测量距离为4．5m。因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中。该倒车雷达系统采用单片机控制．如图l所示。利用超声波实现无接触测距。并考虑测量环境温度对超声波波速的影响．而且通过温度补偿法对速度进行校正。使用由集成数字传感器DSl8820构成的温度测量电路，可直接读取温度值．再根据温度补偿得出超声波在某一温度下的波速，由单片机计数脉冲个数获得传播时间，根据超声波测距原理测得并显示距离．再根据

7、显示的距离控制蜂鸣器的发声频率。收稿日期：2008一05一16稿件编号：200805048图l整体设计框图作者简介：王红云(1980一)，女，河北衡水人，教师。研究方向：测量控制。一69—万方数据《国外电子元器件》2008年第8期2．1超声波测距原理目前，利用超声波测距的方法闭有相位检测法、声波幅值检测法、渡越时间检测法三种。相位检测的精度高。但检测范围有限；声波幅值检测易受反射波的影响：渡越时间检测工作方式简单、直观，在硬件控制和软件设计容易实现，其原理是检测从发射传感器发射超声波到经气体介质传播后接收传感器接收超声波的时间差，即渡越时间t。

8、距离s=ct佗(c为声速)。t可由单片机计脉冲个数的方法实现。2．2温度与声速的关系由于超声波也是一种声波．其声速”与温度r有关。表1列出了几种不同温