【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告理工類(lèi)題 目: 汽車(chē)倒車(chē)防撞自動(dòng)測(cè)距報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電子信息工程 學(xué)生姓名： 陳 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)目前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人民生活水平不斷提高。汽車(chē)已經(jīng)成為很多人日常生活中必不可少的一部分，我國(guó)汽車(chē)的數(shù)量逐年增加,但是隨著汽車(chē)數(shù)量和駕駛員的逐漸增加也引發(fā)了一系列問(wèn)題。隨著汽車(chē)的日益普及,道路和停車(chē)場(chǎng)越來(lái)越擁擠, 車(chē)輛常常需要在停車(chē)場(chǎng)穿行、掉頭或倒車(chē)。由于這些低速行駛的車(chē)輛與其它車(chē)輛非常接近,加之駕駛員的視野受限制,碰撞和拖掛的事故時(shí)有發(fā)生,在雨霧天氣更有難度。為降低此類(lèi)事故發(fā)生頻率, 本文介紹一種超聲波測(cè)距自動(dòng)報(bào)警裝置, 可有效地避免車(chē)輛倒車(chē)時(shí)發(fā)生碰擦。此裝置主要是針對(duì)汽車(chē)倒車(chē)時(shí)駕駛員無(wú)法目測(cè)到車(chē)尾與障礙物體的距離而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。 汽車(chē)輔助倒車(chē)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀目前在國(guó)內(nèi)，汽車(chē)倒車(chē)輔助系統(tǒng)大多數(shù)仍停留在語(yǔ)音報(bào)警或圖像顯示的階段上，還沒(méi)有智能可視倒車(chē)輔助系統(tǒng)出現(xiàn)。最近隨著GPS在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，借助GPS的屏幕來(lái)顯示車(chē)后圖像的可視倒車(chē)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)開(kāi)始不斷出現(xiàn)。該類(lèi)產(chǎn)品借助車(chē)載GPS的屏幕，通過(guò)連接在車(chē)后的攝像頭，將車(chē)后景像傳送給駕駛員，從而實(shí)現(xiàn)安全倒車(chē)。但是此類(lèi)產(chǎn)品在輔助倒車(chē)方面也只能提供車(chē)后的視頻圖像信息，對(duì)距離信息仍然無(wú)法感知。在輔助倒車(chē)研究領(lǐng)域，美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在前面。他們?cè)谄?chē)信息化技術(shù)的研究上起步較早，并且自身在半導(dǎo)體、微電子領(lǐng)域也具有很大的優(yōu)勢(shì)，因此在這些國(guó)家智能化車(chē)載電子設(shè)備的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。很多高科技車(chē)載電子設(shè)備已經(jīng)相當(dāng)普及。隨著汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，在輔助倒車(chē)領(lǐng)域，國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了停車(chē)入位導(dǎo)航系統(tǒng)。梅賽德斯車(chē)廠已經(jīng)在使用雷達(dá)探測(cè)技術(shù)來(lái)幫助駕駛者更快更安全地停車(chē)。導(dǎo)航雷達(dá)探測(cè)器能夠探測(cè)出經(jīng)過(guò)路線上的停車(chē)空位，并向駕駛者發(fā)出信號(hào)。這個(gè)時(shí)候，駕駛者可以通過(guò)探測(cè)器顯示的位置找到空位。在整個(gè)停車(chē)過(guò)程中，當(dāng)駕駛員切換到倒檔后，導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)由始至終地監(jiān)測(cè)汽車(chē)的位置和角度。如果駕駛者中斷了倒車(chē)，導(dǎo)航系統(tǒng)還會(huì)自動(dòng)計(jì)算出新的最佳停車(chē)路線和角度。在日本，豐田公司研制的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的全自動(dòng)停車(chē)。當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)鎖定一個(gè)合適的停車(chē)空位之后，只要駕駛者切換了倒檔，儀表盤(pán)上的屏幕上就會(huì)開(kāi)始顯示由安裝在汽車(chē)背部的攝像頭傳送過(guò)來(lái)的車(chē)后圖像。此時(shí)，駕駛者只需對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)選擇的停車(chē)位置進(jìn)行確認(rèn)，在此之后，就可以松開(kāi)方向盤(pán)和腳剎，保持適當(dāng)?shù)乃俣?。從這里開(kāi)始，停車(chē)過(guò)程便由配備了超聲波雷達(dá)和攝像頭的停車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)全權(quán)接手。如果想要中止停車(chē)程序，駕駛者只需踩下剎車(chē)就可以了。而且這款設(shè)備現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始在一些高檔轎車(chē)上裝配使用。淮海工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告，可能遇到的困難，提出解決問(wèn)題的方法和措施此系統(tǒng)是在單片機(jī)的控制下, 利用超聲波測(cè)距原理, 測(cè)量汽車(chē)在倒車(chē)過(guò)程中與障礙物之間的距離。當(dāng)汽車(chē)與障礙物的距離小于安全距離時(shí), 發(fā)出聲光報(bào)警并顯示車(chē)輛與障礙物之間的距離, 提醒駕駛員及時(shí)采取減速或剎車(chē)等措施, 以防發(fā)生事故。整個(gè)系統(tǒng)的硬件由發(fā)送部分、接收處理部分、溫度檢測(cè)部分、語(yǔ)音部分和距離顯示及聲光報(bào)警部分組成。超聲波測(cè)距裝置通常由超聲波(探頭)、控制器、顯示器或報(bào)警器等部分組成。當(dāng)駕駛員換到倒車(chē)檔位(R)時(shí)，倒車(chē)?yán)走_(dá)自動(dòng)開(kāi)啟，在控制器的控制下，由傳感器(探頭)發(fā)射超聲波信號(hào)，當(dāng)遇到障礙物后，就會(huì)有回波信號(hào)返回，傳感器(探頭)接收到回波信號(hào)后傳到控制器，經(jīng)過(guò)控制器的數(shù)據(jù)處理后可以計(jì)算出汽車(chē)與障礙物之間的距離，然后根據(jù)距離的遠(yuǎn)近不同發(fā)出警示信號(hào)(顯示器顯示，或者聲音報(bào)警)，從而使駕駛者不至于撞上障礙物。這樣就可以大大提高倒車(chē)和泊車(chē)的效率和安全性。該設(shè)備可以大大提高倒車(chē)的效率和安全性，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。本課題可能遇到的困難：對(duì)于超聲波測(cè)距的原理沒(méi)有理解透徹，會(huì)導(dǎo)致實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)不能熟練運(yùn)用。另外，在實(shí)際駕駛環(huán)境中，倒車(chē)的環(huán)境不如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理想，如車(chē)后的物質(zhì)會(huì)影響超聲波判斷確切距離。對(duì)車(chē)后方的水溝、凸出的鋼筋、竹竿等物質(zhì)其都無(wú)法感知，這也是安全上的隱患。解決問(wèn)題的方法和措施：（1）查閱超聲波測(cè)距相關(guān)書(shū)籍資料，透徹理解其原理，制成設(shè)計(jì)的方案；（2）根據(jù)方案，結(jié)合實(shí)際環(huán)境中問(wèn)題設(shè)計(jì)電路，使設(shè)計(jì)電路與實(shí)際要求結(jié)合。（途徑）和可行性分析此課題利用單片機(jī)控制的超聲波測(cè)距系統(tǒng)的原理,給出系統(tǒng)構(gòu)成。該系統(tǒng)由單片機(jī)控制時(shí)間計(jì)數(shù)、控制超聲波的發(fā)射和接收。通過(guò)上網(wǎng)查詢(xún)資料及學(xué)習(xí)相關(guān)的書(shū)籍，請(qǐng)教指導(dǎo)教師等有效途徑來(lái)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。此系統(tǒng)具有易控制、工作可靠、測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)等。超聲波傳感器的特性:(1) 在自身特性諧振點(diǎn)40kHz 附近可獲得較高的靈敏度。(2) 諧振帶寬、波束角可以通過(guò)制作工藝控制得很窄, 有利于抗聲波干擾設(shè)計(jì)。(3) 不受無(wú)線電頻譜資源限制, 易于抗電磁干擾設(shè)計(jì)。(4) 超聲系統(tǒng)成本低、性能穩(wěn)定可靠, 應(yīng)用前景好。因此該汽車(chē)倒車(chē)防撞裝置中采用了超聲波測(cè)距。通常, 超身波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。當(dāng)它的兩級(jí)外加脈沖信號(hào), 其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí), 壓電晶片將會(huì)發(fā)生振,動(dòng) 并帶動(dòng)共振板振動(dòng), 便產(chǎn)生超聲波。在超聲波探測(cè)電路中, 發(fā)射端輸出一系列脈沖方波, 其寬度為發(fā)射超聲波與接收超聲波的時(shí)間間隔, 被測(cè)物距越遠(yuǎn), 脈沖寬度越大, 輸出脈沖個(gè)數(shù)與被測(cè)距離成正比。超聲波測(cè)距的方法有多種, 如相位檢測(cè)法、聲波幅值檢測(cè)法和往返時(shí)間檢測(cè)法等。因此，在技術(shù)上，此課題是完全可行的。超聲波系統(tǒng)成本較低，而且單片機(jī)控制，單片機(jī)的典型特點(diǎn)就是性?xún)r(jià)比高。在經(jīng)濟(jì)上，此系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題。近年來(lái)隨著微電子技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的小型價(jià)廉的微處理器單片機(jī)的出現(xiàn), 使超聲波測(cè)距傳感器的功能得到了提升。有了微處理器不僅使測(cè)距的精度大為提高, 而且為超聲波測(cè)距技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)辟更大的空間。利用超聲波制作汽車(chē)防撞雷達(dá)可以幫助駕駛員及時(shí)了解車(chē)周?chē)璧K情況, 防止汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎、倒車(chē)等情況下撞傷、劃傷。硬件電路部分，單片機(jī)對(duì)外圍電路的適時(shí)控制, 并提供給外圍電路各種所需的信號(hào), 包括頻率振蕩信號(hào)、數(shù)據(jù)處理信號(hào)和譯碼顯示信號(hào)等, 大大簡(jiǎn)化了外圍電路的設(shè)計(jì)難度。同時(shí)更重要的是該設(shè)計(jì)方案大大節(jié)省了設(shè)計(jì)成本, 并且由于是采用軟件編程技術(shù), 所以其移植性能好, 在設(shè)計(jì)電路時(shí)可以將其它更多的功能設(shè)計(jì)進(jìn)去。綜上所述，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)是完全可行的。淮海工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的預(yù)測(cè)）指導(dǎo)教師（簽名） 年 月 日系審查意見(jiàn)：系主任(簽名)： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯學(xué) 院： 電子工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電子信息工程 電子063 學(xué)生姓名： 陳 芬 學(xué) 號(hào)：030611301 指導(dǎo)教師： 曹雙貴(講師) 外文出處： (外文)Obstacle Detectability of Ultrasonic Ranging System and Sonar Map Understanding 附 件：； 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：簽名： 年 月 日超聲波測(cè)距系統(tǒng)的障礙物檢測(cè)摘要從超聲波傳感器獲取的信息受傳感系統(tǒng)的特性如敏感度，方向性等影響。為了探討其影響力，我們建立了兩個(gè)特性互不相同的超聲波測(cè)距系統(tǒng)，相互借鑒，研究，以檢測(cè)他們的性能如障礙物檢測(cè)性及合成的聲納圖。關(guān)鍵詞：超聲波測(cè)距，障礙物檢測(cè)，聲納地圖。Ⅰ 引言對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人，無(wú)論是否具有環(huán)境地圖，其都需要具有識(shí)別環(huán)境的功能來(lái)尋找不可預(yù)知的障礙物和機(jī)器人可以通過(guò)的路徑。至于射程傳感器，可以測(cè)量與物體間的距離，超聲波傳感器普遍用于移動(dòng)機(jī)器人中，因?yàn)樗w積小，價(jià)格低廉，更易于距離的計(jì)算。目前的超聲波傳感器系統(tǒng)通常使用的飛行時(shí)間計(jì)算距離（飛行時(shí)間）方法。到反射物的距離l通過(guò)公式l=ct/2計(jì)算。其中c是超聲波在空氣中的傳播速度，t是往返飛行時(shí)間（圖1）。飛行時(shí)間方法在回波幅度首次超過(guò)臨界值后產(chǎn)生一個(gè)范圍值。盡管像這樣簡(jiǎn)單的方法，從超聲波