【正文】 駕駛員的習(xí)慣初始倒車速度 312km/月 ，即 m/s,?，F(xiàn)以平均 m/s計(jì)算，倒車?yán)走_(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)僅有 s，對行人只 有 s。如此以來，等報(bào)警器報(bào)警后汽車再減速就很緊張，明顯感到預(yù)警時(shí)間不足。 (2) 反映速度遲鈍 多數(shù)成品倒車?yán)走_(dá)的顯示速度因?yàn)榭紤]到抗干擾等因素，顯示更新的速度約，即在 顯示一次距離，根據(jù)以上的推斷，從倒車?yán)走_(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)到發(fā)出警報(bào)如果需要 3s秒，這時(shí)車已經(jīng)行使了 ，這顯然感到反應(yīng)遲鈍。 (3) 探測盲區(qū)問題 多數(shù)倒車?yán)走_(dá)的超聲波傳感器為 23 個(gè)，單個(gè)傳感器的水平探測角度約6070176。，這樣勢必造成 23 個(gè)盲區(qū)，如圖 1，而增加傳感器的個(gè)數(shù)不但增加成本， 而且提高報(bào)警器的故障率。另外，由于等同與水平探測角度的垂直探測角度顯得過大，往往對粗糙地面發(fā)生誤報(bào)，如果改為探測角度為 30176。的傳感器不會(huì)誤報(bào)，但是不能有效的探測約 30cm高的路堤，造成倒車時(shí)碰到后保險(xiǎn)杠的問題。 4 圖 1 三只傳感器 圖 2 兩只傳感器 本設(shè)計(jì)的目的 本設(shè)計(jì)可望成為駕駛員特別是貨車以及公共汽車駕駛員的好幫手，可有效的減少和避免那些視野不良的大型汽車的如冷藏車、集裝 箱車、垃圾車、食品車、載貨車、公共汽車等倒車交通事故，另外還特別適用于夜間輔助倒車、倒車入庫以及進(jìn)入停車場停車到位，甚至還能防止盜賊扒車，本設(shè)計(jì)成本低廉，性能優(yōu)良，市場前景極為廣闊，對提高我國汽車工業(yè)實(shí)際水平，具有較大的時(shí)間意義。 研究意義 超聲波測距法是最常見的一種距離測距方法，應(yīng)用于汽車停車的前后左右防撞的近距離，低速狀況，以及在汽車倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)中，超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦?—— 折射，反射，干涉，衍射，散射。超聲波測距即是利用其反射特性，當(dāng)車輛后退時(shí)，超聲波距離 傳感器利用超聲波檢測車輛后方的障礙物位置，并利用指示燈及蜂鳴器把車輛到障礙物的距離及位置通知駕駛?cè)藛T，起到安全的作用。 方案比較 在現(xiàn)代測距系統(tǒng)當(dāng)中，還有以下測距方法： 1）毫米雷達(dá)測距 毫米雷達(dá)測距能夠探測多目標(biāo)，多目標(biāo)分辨力好，探測精度高，受天氣影響小，但存在電磁干擾問題，必須防止因雷達(dá)裝置相互間以及其他通信設(shè)施的電磁波干擾而發(fā)生誤動(dòng)作。其多用于高速公路上的防追尾碰撞。 5 2）攝相系統(tǒng)測距 目標(biāo)攝像系統(tǒng)模仿人體視覺原理，測量精度高，但目前價(jià)格較高，同時(shí)受到軟件和硬件制約，成像速度角慢。 3）激光測距 由于激光測距受惡劣的天氣，汽車的激烈震動(dòng)，反射鏡表面摩損，污染等因素的影響，使反射的激光束在一定功率上探測距離比可能探測的最大距離減少1/2到 1/3損失很大，影響探測精度，所以它一般都應(yīng)用于防追尾碰撞當(dāng)中。 4）紅外測距 它主要應(yīng)用于夜間行車或在軍事上使用。 5）超聲波測距 超聲技術(shù)是一門以物理、電子、機(jī)械及材料學(xué)為基礎(chǔ)的通用技術(shù)之一。超聲技術(shù)是通過超聲波產(chǎn)生、傳播及接收的物理過程而完成的。超聲波具有聚束、定向及反射、透射等特性。 超聲波遙控是近距 離遙控中的一種實(shí)際方法，人耳能夠聽到的聲音頻率大約為 20Hz20kHz，低于 20Hz和高于 20kHz的聲音，人耳一般都聽不到，人把高于20kHz 的聲波稱為超聲波。它是一種機(jī)械振動(dòng)波，可以在氣體 、液體和固體中傳播，在空氣中的傳播速度為 340m/s，與光波、電磁波相比是非常緩慢的。超聲波具有方向性，即傳播的能量比較集中，這一點(diǎn)與可聽見的聲波不同。另外，超聲波在傳播途中若遇到不同的媒介，大部分能量會(huì)被反射。 超聲波測距的基本原理同聲納回聲定位法的原理是基本相同的，超聲波發(fā)生器不斷發(fā)射出 40kHz 超聲波，并給測 量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖。超聲波接收器則在接受到所發(fā)射超聲波遇障礙物反射回來的反射波后，也向測量邏輯電路提供一個(gè)短脈沖，再利用雙穩(wěn)電路把上述兩個(gè)短脈沖轉(zhuǎn)化為一個(gè)方脈沖。方脈沖的寬度即為兩個(gè)短脈沖之間的時(shí)間間隔。測量這個(gè)方波脈沖寬度就可以確定發(fā)射器與探測物之間的距離。根據(jù)測量出輸出脈沖的寬度。即測得發(fā)射超聲波的時(shí)間間隔，從而就可求出汽車與障礙物之間的距離 S： S=1/2（ Ct） 21 式中 C—— 超聲波音速 由于 超聲波也是聲波，故 C即為音速。音速為 C= 0/ ??? 式中 γ —— 氣體的絕緣體積系數(shù)（空氣為 ） P—— 氣體的氣壓（海平面為 *108Pa） Ρ 0—— 氣體的密度（空氣為 ） 對于 1ml空氣，質(zhì)量為 m，體積為 V，密度 ρ 。則 C= 0/??? = mV/?? 22 6 對于理想氣體，有 PV=RT 23 式中 R—— 摩爾氣體常數(shù) T—— 絕對溫度 因此 C= mV/?? 由于 γ、 R、 m 均為已知常數(shù)，故聲速 C 僅與溫度 T 有關(guān)，若溫度不變，則聲音在空氣中的速率與氣壓無關(guān)。在 0℃的空氣中， C0=。 對于任意溫度下，有 Ci/C0= Ti / 273 ,即 Ci= Ti / 273 在某一地區(qū)使用，因溫度變化不大，可以認(rèn)為聲速是基本恒定不變的。 確定了聲速，只要測得超聲波信號往返的時(shí)間，即可求得距離。 方案的擬定條件 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 C與溫度有關(guān)，在使用時(shí)，如果溫度變化不大，則可認(rèn)為聲速是基本不變的。如果測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。聲速確定后，只要測得超聲波往返的時(shí)間，即可求得距離。這就是超聲波測距儀的機(jī)理。 其實(shí)超聲波的特性與普通聲音 大致上沒有分別，但為何我們要用超聲波作測量手段？道理其實(shí)很簡單，因?yàn)樵跍y量過程中，我們會(huì)不斷地發(fā)出強(qiáng)力的聲音訊號，試想想，若這些訊號我們是聽得到的話，就如汽車按喇叭、火車?yán)训穆曇簦粩嗟脑谏砼园l(fā)生，不震耳欲聾才怪。所以只有選取人們聽不見，但又能音量強(qiáng)力的“超聲波”，這樣周圍的群眾才可裝聾扮啞了。 超聲波測量技術(shù)其原理很簡單，就是利用回聲的反射原理，就如在一山谷叫一聲“你好嗎”，不一會(huì)聽見好像有人學(xué)你的說話一樣“你 ...好 ...嗎 ...”。人們正由此點(diǎn)，開發(fā)出超聲波測量技術(shù)。像自然界中，以蝙蝠都可算為代表了 ，在蝙蝠洞里既要覓食，又要用聲波測距，而要在洞內(nèi)用超聲波測距是一件很困難的事情，很先進(jìn)的科技產(chǎn)品也做不到。 在空中，當(dāng)聲音鼓動(dòng)空氣而向前傳遞訊息時(shí)，遇到大小不同、軟硬不一的物體時(shí)，其會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)強(qiáng)弱的反射聲音，而我們以高峰值接收此反彈回來的聲音，計(jì)算其反彈的時(shí)間差距，從而可了解前面物體與你的距離，由其反彈的強(qiáng)弱，得知物體的大小，此為超聲波在空中測量的應(yīng)用原理，一如在機(jī)場使用的雷達(dá)。 超聲波距離傳感器采用壓電元件鋯鈦化鉛，一般稱為 RZT，這種傳感器的特點(diǎn)在于具有方向性，傳感器用蜂鳴器的紙盒為橢圓形，目的是使傳感 器的水平特性寬，而且垂直方向受到限制。超聲波距離傳感器是利用“回聲”現(xiàn)象制成汽車所用的倒車聲納系統(tǒng)，倒車時(shí)想車輛后方發(fā)射超聲波，測定超聲波遇到障礙物后返回的時(shí)間，再把這一時(shí)間置換成距離再加以顯示。 7 超聲波比人耳能聽到的聲波頻率要高，具有方向性，并且只能檢測車輛后方的障礙物。它的功能是判定和顯示車輛后方有無障礙物，障礙物到汽車的距離以及障礙物的位置。當(dāng)車后無障礙物時(shí)，隨著距離的增加，超聲波逐