【文章內容簡介】 。德州學院 汽車工程系 2022 屆 交通運輸專業(yè) 畢業(yè)論文4圖 21：超聲波測距原理框圖當然距離測量有一個遠限，其原因就在于接收信號的幅值至少應該大于規(guī)定的閥值。這個閥值決定于對信噪比的要求。要求高些，可要求這一閥值大于噪聲幅值的倍數高些，保證信噪比可以大于要求。但是無論要求怎樣低，最小的接收信號幅值總得比噪聲幅值大，否則就很難從噪聲中分辨出所需的信號來。所以，如果想增大可測的距離，總得從兩個方面來解決，一方面就是盡量降低噪聲，另一方面就是盡可能增大發(fā)射信號的幅值。超聲波測距主要有三種方法：相位檢測法、聲波幅值檢測法、渡越時間檢測法。因為超聲波是一種聲波，其聲速與溫度有關，C=+，t 為攝氏溫度，所以在不同的溫度下，超聲波速度是不一樣的，從而會影響測距結果，但由于在某一地區(qū)使用，因溫度變化不大，可以認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間，即可求得距離。 毫米波雷達測距對于車載雷達,一般選用 60GHz 、 120GHz 、 180GHz 波段,對應的波長為毫米級故：毫米波雷達采用的是波長在 1 厘米以下，頻率 30GHZ 以上的高頻電磁波，波長短，沿直線傳播且穿透能力強，幾乎不受氣象條件的影響。不但可以探測目標的距離，還可測出相對速度和方位，但是價格昂貴，并且需要防止電磁波干擾由于存在其它通訊設施電磁波干擾以及雷達裝間的相互影響,容易發(fā)生誤動作.毫米波雷達向空間發(fā)射一定重復周期高脈沖,當遇到目標,目標反射回來的反射波將滯后與發(fā)射高頻脈沖一個時間差和一個頻移(多譜勒頻移)，根據雷達可以測出這個數據,就可以依據公式計算出目標位置。德州學院 汽車工程系 2022 屆 交通運輸專業(yè) 畢業(yè)論文5 激光測距測距 激光測距是一種雷達裝置,它是一種光子雷達系統(tǒng),原理同毫米波雷達測距，它測量精度比較高，主要用窄激光束對某一地區(qū)進行掃描，同時測距時間短，應用領域廣泛。主要優(yōu)點是測距準，探測距離遠，并且抗干擾能力強，特別是沒有盲區(qū)，測距精度可達厘米甚至毫米級，比微波雷達高近 100 倍，測角精度理論上比微波雷達高一義倍以上。但是在遇到下雨或大霧等惡劣天氣，穿透能力差，導致無法使用，目前激光測距系統(tǒng)主要有兩種即成像式激光雷達和非成像是激光雷達，兩者的工作原理相似，都是通過激光束傳播時間確定距離，只不過成像激光雷達是用激光束對整個視場進行全方位掃描，處理后獲的整個空間的信息，可以通過這些信息判斷汽車是否有碰撞的危險，進而做出反應。 攝像機測距通過高精度的攝像系統(tǒng)能夠更準確的測距，它的尺寸比較小、質量也很輕、并且噪音很低、功耗小、動態(tài)測距范圍比較大，由于這種測距方法具有很多的優(yōu)點，因此在汽車上得到了廣泛的運用，具有良好的發(fā)展前景和市場。 紅外線測距紅外線是一種肉眼看不見的光，它的波長比可見光要長,并且紅外線具有良好的熱效應和穿透云霧能力，并且物體都會發(fā)出紅外線。紅外線測距儀能夠發(fā)射紅外線，紅外線遇到物體后發(fā)生反射，測距儀能夠接收相關物體反射的紅外線, 并且能根據接收的時間差、波長的不同信號的強弱,分析出物體之間的距離以及性質。從以上五種測距技術的介紹可以看出各個測距傳感器利和弊:紅外線測距技術對環(huán)境適應性差，主要用于夜間環(huán)境。超聲波測距技術由于具有制作成本低，并且安裝簡單，對環(huán)境適應性好，因此主要用于短距離探測。雖然毫米波雷達和激光測距技術的測距精度更高，定位更準確，但是它們的成本比超聲波測距要高很多而攝像系統(tǒng)技術價格更貴，考慮到使用條件和設計要求，以及成本因素本，本設計采用超聲波測距的傳感器。3 雷達傳感器倒車雷達裝置有倒車雷達偵測器（也稱超聲波轉換器、聲吶傳感器，俗稱電眼） 、控制器、蜂鳴器組成?？傮w上講,雷達探頭可以分為兩大類:一類是用電氣方式產生超聲波,一類是用機械方式產生超聲波，按作用原理不同，超聲波傳感器可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等數種，在原理上利用壓電陶瓷材料在電能與機械能之間相互轉換的功能。壓電效應有逆效應和順效應，超聲波發(fā)送器就是利用壓電逆效應的原理。目前為常用的德州學院 汽車工程系 2022 屆 交通運輸專業(yè) 畢業(yè)論文6,其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時,壓電晶片將會發(fā)生共振,并帶動共振板振動,便產生超,如果兩電極間未外加電壓,當共振板接收到超聲波時,將壓迫壓電晶片作振動,將機械能轉換為電信號,這時它就成為超聲波探頭，它通常被安裝在車輛后部的保險杠上，數目一個到多個不等，在倒車時它向汽車后部發(fā)射超聲波，并接受反射回來的超聲波，它有一個無線電收發(fā)機和一個處理器組成，處理器將回波信號轉換成數字信號傳遞給控制單元。壓電式傳感器意圖如圖 31 所示： 圖 31 壓電晶片示意圖屏蔽減震環(huán)錐形諧振板雙壓電晶片振子支點外殼圖 32 壓電晶片示意圖雷達探頭傳感器由壓電陶瓷晶片、錐形諧振板、底座、端子、金屬殼及金屬網構成如上圖 32 所示。其中，壓電陶瓷晶片是傳感器的核心，錐形諧振板使發(fā)射和接收超聲波的能量集中，并使傳感器有一定的指向角。金屬殼可防止外界力量對壓電陶瓷晶片及錐形諧振板的損害，金屬網也是起保護作用的，但不影響發(fā)射和接收超聲波。雷達探頭傳感器按其作用距離可以分為大、中、小三種量程。其中，小量程探測距離小于 2m，工作頻率在 60300kHz 之間；中量程探測距離約為 210m，工作頻率在 4060kHz 之間；大德州學院 汽車工程系 2022 屆 交通運輸專業(yè) 畢業(yè)論文7量程探測距離約為 2050m，工作頻率處在 1630kHz 之間。 [3]4 系統(tǒng)硬件組成部分汽車防撞熄火保護系統(tǒng)主要實現汽車尾部到障礙物之間的距離控制，保證倒車安全。硬件系統(tǒng)包括單片機控制模塊設計、熄火裝置的設計。其中控制系統(tǒng)設計主要對AT89S51單片機系統(tǒng)進行設計。熄火裝置是對執(zhí)行機構的設計?？刂破髑袛喙┯碗娐凤@示電路發(fā)射電路超聲波發(fā)射傳感器接收電路超聲波接收傳感器障礙物圖 41 系統(tǒng)硬件原理圖上圖為系統(tǒng)硬件原理圖，系統(tǒng)由超聲波發(fā)射，回波信號接收，記時測量，數據處理，顯示和報警等構成。整個系統(tǒng)由微處理器控制，根據回波測距的原理設計。由超聲波的發(fā)射電路發(fā)射超聲波，超聲波在空氣中傳播至障礙物后發(fā)生反射，反射的回波經空氣傳播給超聲波接收換能器接收并轉換成電信號，再經放大、濾波、整形和比較后，輸入到微處理器的外部中斷口 INT0 處產生中斷，計數器停止計數，測出從超聲波發(fā)射脈沖串時刻到接收回波信號時刻差，將時刻差與聲速相乘，得出距離，并顯示。一旦檢測到距離很近時，則輸出相應信號，然后進行放大，并經比較器輸出中斷信號，由單片機控制切斷供油電路。(1) 控制器是由 AT89S51 單片機組成的是整個系統(tǒng)的核心部分，主要任務有:控制一個由555 定時器構成的自激多諧振蕩器，啟動振蕩電路工作，振蕩電路振蕩出與超聲波發(fā)射器的固有頻率相同頻率，使換能器能最大效率工作。實現 T0 計時，完成測距數據的計算和結果顯示，如果距離達到一定的值時駕駛員沒有做出動作，那么雷達的控制部分會通過