1、 1 1 绪 论 1.1 课题背景 随着我国经济的飞速发展，交通运输车辆的不断增多，由此产生的交通问题越来越 成为人们关注的问题。其中倒车事故由于发生的频率极高，已引起了社会和交通部门的 高度重视。倒车事故发生的原因是多方面的，倒车镜有死角，驾车者目测距离有误差， 视线模糊等原因造成倒车时的事故率远大于汽车前进时的事故率，尤其是非职业驾驶员 以及女性更为突出。而倒车事故给车主带来的许多麻烦，有鉴于此，汽车高科技产品家 族中，专为汽车倒车泊位设置的“倒车雷达”应运而生，倒车雷达的加装可以解决驾驶 人员后顾之忧，大大降低倒车事故的发生。 超声波倒车雷达全称叫“倒车防撞雷达” ，也叫“泊车辅助装置”
2、 ，是汽车泊车安全 辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员 泊车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除视野的死角和视线模 糊的缺陷,提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里 高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发生超声波，然后 通过反射回来的超声波判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状 等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能仅为判断障碍物与 车的距离，并做出提示。 1.2 国内外研究现状 一般认为，关于超声波的研究最初起始于 1876 年 F.Galt
3、on 的气哨实验，这是人类 首次有效产生的高频声波。在之后的三十年中，超声波仍然是一个鲜为人知的东西，由 于当时电子技术发展缓慢，对超声波的研究造成了一定程度的影响。在第一次世界大战 中， 对超声波的研究逐渐受到重视。 法国人 Langevin 使用一种晶体传感器在水下发射和 接收相对低频的超声波。他提出的这种方法可以用来检测水中是否存在潜艇并进行水下 通信。 1929 年，Sokolov首先提出用超声波探查金属物内部缺陷的建议。相隔 2 年，1931 年 Mulhauser 获准一项关于超声检测方法的德国专利，不过他并未做更多的工作。4 年 之后，1934 年 sokolov首次发表了关于在
4、液体槽子里用穿透法作实物试验的结果，他用 了各种方法做了实验，用来检测穿过试件的超声能量，其中之一是用简单的光学方法观 2 察液体表面由超声波形成的波纹。德国人 Bergrnann在他的论著ULTRASONIC中， 详细的论述了有关超声波的大量早期资料，该论著一直被认为是该领域的经典之作。 美国的 Firestone 首次介绍了脉冲回波探伤仪， 使超声波检测技术发展到了更重要的 阶段。在各种系统中，这是最成功的一种，因为它有最广泛的通用性，其检测结果也最 容易解释。这种方法除可用于手工检测外，还可与采用先进技术的自动系统联用，自第 一种脉冲回波仪器问世以来，根据相同的原理，有无数种其他仪器得到
5、了发展，并有许 多改进和精化。目前，在超声无损检测中，脉冲回波系统仍是使用最为广泛的一种。 八十年代后期，由于计算机技术和高速器件的不断发展，使超声波信号的数字化采 集和分析成为可能。目前国内也相继出现了各类数字化超声波测距设备，并已成为超声 波检测的发展方向。厦门大学的某位学者研究了一种回波轮廓分析法。该方法在测距中 通过两次探测求取回波包络曲线来得到回波的起点，通过这样处理后超声波传播时间的 精度得到了很大的提高。另外，也有大量的文献研究采用数字信号处理技术和小波变换 理论来提高传输时间的精度。这些处理方法都取得了较好的效果。 目前国内外在超声波检测领域都向着数字化方向发展，数字式超声波测
6、距系统的发 展速度很快。国内近几年也相继出现了许多数字式超声波仪器和分析系统。随着测距技 术研究的不断深入，对超声测距系统功能要求越来越高，单数码显示的超声测距系统会 带来较大的测试误差。进一步要求以后生产的超声测距仪能够具有双显及内带有单板机 的微处理功能。随后具有检测，记录，存储，数据处理与分析等多项功能的智能化检测 分析仪相继研制成功。超声仪研制呈现一派繁荣景象。其中，煤炭科学研究院研制的 2000A 型超声分析检测仪，是一种内带微处理器的智能化测量仪器，全部操作都处于微 处理器的控制管理之下，所有测量值，处理结果，状态信息都在显像管上显示出来，并 可接微型打印机打印。其数字和波形都比较清晰稳定，操作简单，可靠性高，具有断电 存储功能，其串口可以方便用户对仪器的测试数据进行后处理及有关程序的开发。与国 内同类产品相比，设计新颖合理，功能齐全，在仪器设计上有重大突破和创新，达到了 国际先进水平。 1.3 课题研究内容 本文介绍基于单片机控制的倒车雷达系统，由单片机控制，计算超声波自发射至接 收的往返时间，利用声波在空气中的传输速度，从而得到实测距离。再根据
