基于单片机的超声波测距倒车雷达设计开题报告.pdf

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毕业设计（论文）开题报

告

题目（中文）基于单片机的超声波测距倒车雷达设计

（英文）BasedonSinglechipultrasonicranging

reverse

radardesign

课题类型课题来源

学生姓名专业班级

指导教师职称

填写日期：20**年*月*日

、选题的目的及研究意
义
尤其是近几年来，汽车已逐渐成为人们不可或缺的交通工具。
然而，由于汽车的普及，因汽车所萌生的一系列问题正渐渐凸显出来。
倒车，是每位驾驶员都必须掌握的技能，如同前行一样需要小心谨慎，每年都有倒
车引起事故的报道，轻则对自己的车和他人的财物造成损伤，重则可能危及人的性命，
尤其是对儿童危害较大，他们体型较小，仅从后视镜来获取视野指导倒车仍有可能会对
让们造成伤害。现如今后视镜已越来越不能满足人们安全倒车的需求了。
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。
本系统介绍了一种基于51单片机的超声波测距倒车系统的硬件和软件设计，该系统
可以精确测得车尾与障碍物的距离，指导司机安全倒车。

二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领

域等

超声波是指频率在20kHz～106kHz的机械波,波速一般为1500m/s,波长为
～10cm。超声波的波长远大于分子尺寸,说明超声波本身不能直接对分子起作
用,而是通过周围环境的物理作用影响分子,所以超声波的作用与其作用的环境密切
相关。超声波既是一种波动形式,又是一种能量形式,在传播过程中与媒介相互作用
产生超声效应。超声波与媒介相互作用可分为机械作用、空化作用和热作用。随着科
学技术的发展,相关技术领域相互渗透,使超声波技术广泛应用于工业、化工、医学、
石油化工等许多领域。超声波作为一种特殊的能量输入方式,所具有的高效能在材料化
学中起到光、电、热方法所无法达到的作用。仅从超声波在液体中释放的巨大能量来
说就是其他方法所望尘莫及的,更不用说超声波定量控制的效果了。近年来,随着超
声波技术的日益发展与成熟,其在新材料合成、化学反应、传递过程的强化以及废水处
理等领域都得到了广泛的应用。在材料合成中,尤其是纳米材料的制备中,超声波技
术有着极大的潜力。通过超声波方法制备纳米材料,达到了目前我们采用激光、紫外
线照射和热电作用所无法实现的目标,具有很好的前景。
20年前出现的倒车雷达，严格而言，不属于雷达（无线电波）的产品。以最早出
现的类似装置来讲，它是利用红外线的发射与接收的原理而做出的“倒车雷达”。最大
的缺点是红外线波易受干扰，整个系统的警示音常呈现不稳定的乱鸣状态，另外对深
黑色粗糙表面物体的反应也较差。但更糟糕的是，无论是红外线发射器或接受器，只
要任何一方让一层薄薄的冰雪或泥尘覆盖，系统就会失效。
最近在欧美又出现了一种电磁感应倒车雷达。在一线路套上一环型的感应圈（此
线圈贴在后保险杠的内侧，车外表完全看不出有此装置），以感应车后物体的有无。
此种装置价格中等，并且完全隐密，算是一种好产品，但可惜的是，安装困难（必须
卸下保险杠贴在内侧），而且只能探测动态物品，当车在后退行进时，可探测到物体，
但车一旦停止后退行进，则任何物体都不被认可。换言之，如有任何物品贴在后保险杠，
当车一旦停止再启动后，此装置并不会告知驾驶者后方有物品贴在保险杠，此车不能再
后退等。因此，实用性也相当有限。
日本、美国和欧洲等国的大汽车公司都投入了相当的人力、物力，采用先进的毫米波
雷达、CCD摄像机、GPS和高档微机等制成安全预警系统，使用在其所开发的高级汽车
上。据海外媒体报道，戴姆勒——克莱斯勒公司日前成功开发出供商用车（尤指卡车）
使用的电子刹车系统，它与其他刹车系统的区别在于，其在卡车车头设有雷达感应器，
感应器在车前观察四周环境，并将所有收集的信息交由一控制器加工处理，形成一虚拟
景象。之后再借助演算法的辅助来判断所发生状况是否需要利用刹车。未来两三年内
这种新型刹车系统即可量产上市，但价格昂贵，目前定为3745欧元，其过高的成本限
国际车展上，通用公司的Precept概念车装了Donnelly
公司生产的以摄像机为基础的后视
镜系统。该系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象，三个景象合成一
个全景图像在中控台的视屏上显示出来，还用文字说明来传达信息。摄像机也可在倒车
时使用，当车后近处有障碍物时，就及时让驾驶员知晓。
迄今为止，国内外许多学者均着眼于测距传感器的研究。
通常的倒车雷达主