基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及雷達測距技術領域，特別是設及一種基于超聲波測距的二維倒車 雷達系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著經濟的迅速發(fā)展，汽車作為便捷的交通工具已進入越來越多的家庭。 同時，由泊車和倒車所引發(fā)的事故也越來越多。倒車時，車內、外的反光鏡可W擴展駕駛員 的視野，但是汽車后方的障礙物，特別是由于其高度不足、通過反光鏡看不到的障礙物隨時 可能處于駕駛員的視野死角中。據相關調查統(tǒng)計，15 %的汽車碰撞事故都是由倒車時汽車 的后視能力缺乏造成的。
[0003] 現有技術中，功能強大的倒車影像系統(tǒng)在市場上應用較為廣泛，但由于其價格偏 高，還無法廣泛運用于所有汽車中。與倒車影像系統(tǒng)相比，超聲波倒車雷達系統(tǒng)具有成本 低，安裝方便等優(yōu)點，目前應用更為廣泛的一維倒車雷達系統(tǒng)W聲音或者更為直觀的距離 顯示方式告知駕駛員汽車后方障礙物的情況，W提高倒車的安全性。然而，一維倒車雷達系 統(tǒng)無法探測地面路況，使得駕駛員不能確定汽車正后方的地面路況，從而導致悲劇頻頻上 演，運意味著一維倒車雷達系統(tǒng)還需要改進W適應汽車后方復雜的路面情況。 【實用新型內容】
[0004] 有鑒于此，針對一維倒車雷達系統(tǒng)的上述主要缺陷，本實用新型提供了一種基于 超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)，W解決現有技術中一維倒車雷達系統(tǒng)無法探測地面路 況，使得駕駛員不能確定汽車正后方的地面路況，從而導致悲劇頻頻上演的技術問題。 陽〇化]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系 統(tǒng)，包括：
[0006] 超聲波水平測距器，所述超聲波水平測距器向水平方向發(fā)射第一超聲波，并接收 所述第一超聲波對應于第一障礙物的第一回波；
[0007] 超聲波地面監(jiān)測器，所述超聲波地面監(jiān)測器向斜向下預設角度方向發(fā)射第二超聲 波，并接收所述第二超聲波對應于第二障礙物的第二回波；
[0008] 與所述超聲波水平測距器、超聲波地面監(jiān)測器均相連的單片機，所述單片機利用 所述第一超聲波的渡越時間和所述第二超聲波的渡越時間，分別計算得到車尾與所述第一 障礙物、第二障礙物之間的距離，并且當所述車尾與第一障礙物之間的距離小于預設第一 安全距離和/或所述車尾與第二障礙物之間的距離小于預設第二安全距離時，控制發(fā)出相 應的報警信號；
[0009] 其中，所述第一超聲波的渡越時間為所述第一超聲波的發(fā)射時刻與所述第一回波 的接收時刻之間的間隔時間，所述第二超聲波的渡越時間為所述第二超聲波的發(fā)射時刻與 所述第二回波的接收時刻之間的間隔時間。
[0010] 上述系統(tǒng)中，優(yōu)選的，還包括：
[0011] 與所述單片機相連的顯示器，所述顯示器顯示所述車尾與所述第一障礙物、第二 障礙物之間的距離。
[0012] 上述系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述顯示器為液晶顯示器。
[0013] 上述系統(tǒng)中，優(yōu)選的，還包括：
[0014] 與所述單片機相連的報警器，所述報警器接收所述單片機發(fā)送的報警信號，執(zhí)行 與所述報警信號對應的報警操作。
[0015] 上述系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述報警器為語音報警器。
[0016] 上述系統(tǒng)中，優(yōu)選的，還包括：
[0017] 與所述單片機相連，根據當前實際溫度對所述第一超聲波和第二超聲波的波速進 行校正的溫度補償器。
[0018] 上述系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述預設角度范圍為55。~65。。
[0019] 上述系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述單片機為STC89C52單片機。
[0020] 上述系統(tǒng)中，優(yōu)選的，所述超聲波水平測距器和所述超聲波地面監(jiān)測器均為 肥-SR04超聲波測距器。
[0021] W上本實用新型提供的基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)中，包括超聲波水平 測距器、超聲波地面監(jiān)測器和單片機，利用超聲波水平測距器向水平方向發(fā)射第一超聲波， 并接收第一超聲波對應于第一障礙物的第一回波；超聲波地面監(jiān)測器向斜向下預設角度方 向發(fā)射第二超聲波，并接收所述第二超聲波對應于第二障礙物的第二回波；單片機利用第 一超聲波的渡越時間和第二超聲波的渡越時間，分別計算得到車尾與第一障礙物、第二障 礙物之間的距離，并且當運兩個距離中有一個或者兩個都小于各自的預設安全距離時，控 制發(fā)出相應的報警信號，W提醒駕駛員汽車正后方的地面路況（在水平方向上的第一超聲 波和斜向下預設角度方向上的第二超聲波的配合下，能夠讓那些汽車后方高度不足的處于 駕駛員視野死角的障礙物被檢測出來），從而能夠有效提高行車安全。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還 可W根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1為本實用新型提供的一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)實施例1的一 種結構框圖示意圖；
[0024] 圖2為本實用新型提供的一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)實施例1的超 聲波水平測距器的工作示意圖；
[00巧]圖3為本實用新型提供的一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)實施例1的反 射波返回探頭的極限情況示意圖；
[00%]圖4-1為本實用新型提供的一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)實施例1的 安裝側視圖；
[0027]圖4-2為本實用新型一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)實施例1的安裝正 視圖；
[0028] 圖5為本實用新型提供的一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)實施例I的另 一種結構框圖示意圖；
[0029] 圖6為本實用新型提供的一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)實施例1的系 統(tǒng)設計流程圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0031] 本實用新型的核屯、是提供一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng)，W解決現有 技術中一維倒車雷達系統(tǒng)無法探測地面路況，使得駕駛員不能確定汽車正后方的地面路 況，從而導致悲劇頻頻上演的技術問題。
[0032] 為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面結合附圖和具體實施 方式對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0033] 請參考圖1，示出了本實用新型提供的一種基于超聲波測距的二維倒車雷達系統(tǒng) 實施例1的結構框圖示意圖，該二維倒車雷達系統(tǒng)100可W包括如下內容：
[0034] 超聲波水平測距器101，超聲波水平測距器向水平方向發(fā)射第一超聲波，并接收第 一超聲波對應于第一障礙物的第一回波；
[0035] 超聲波地面監(jiān)測器102,超聲波地面監(jiān)測器向斜向下預設角度方向發(fā)射第二超聲 波，并接收第二超聲波對應于第二障礙物的第二回波；
[0036] 本實用新型中，預設角度范圍為55°~65°，本文W預設角度為60°為例進行說 明。當然，預設角度范圍并不局限于55°~65°，本領域技術人員可W依據實際需求進行 設定，此處不做嚴格限定。
[0037] 與超聲波水平測距器、超聲波地面監(jiān)測器均相連的單片機103,單片機利用第一超 聲波的渡越時間和第二超聲波的渡越時間，分別計算得到車尾與第一障礙物、第二障礙物 之間的距離，并且當車尾與第一障礙物之間的距離小于預設第一安全距離和/或車尾與第 二障礙物之間的距離小于預設第二安全距離時，控制發(fā)出相應的報警信號，W提醒駕駛員 車后方存在障礙物，請立即停止向后倒車；
[0038] 本實用新型中，單片機可W為STC89C52單片機，也可W采用其它型號的單片機， 此處不做嚴格限定。超聲波水平測距器和超聲波地面監(jiān)測器均為肥-SR04超聲波測距器， 當然，同樣也可W采用其它型號的超聲波測距器，此處不做嚴格限定，只要能實現本實用新 型所提供的技術方案中超聲波測距器的功能即可。
[0039] 其中，第一超聲波的渡越時間為第一超聲波的發(fā)射時刻與第一回波的接收時刻之 間的間隔時間，第二超聲波的渡越時間為第二超聲波的發(fā)射時刻與第二回波的接收時刻之 間的間隔時間。
[0040] 針對超聲波水平測距器，本實用新型采用=個（但不僅限于=個）超聲波收發(fā)一 體測距模塊肥-SR04 (簡稱超聲波測距模塊）組成超聲波水平測距器完成測距任務，此模塊 包括超聲波發(fā)射探頭、接收探頭、控制電路，能夠實現3~400cm距離測量。超聲波發(fā)射探 頭發(fā)出的超聲波頻率為40曲z，波束角為30°，探測范圍為軸向±30°的弧狀區(qū)域。超聲 波水平測距時，S個超聲波模塊等間距方式排列。每個超聲波模塊的TRIG和EOlO引腳分 別與單片機I/O口相連。單片機依次給TRIG引腳一個大于10yS的高電平，超聲波測距模 塊就可W給發(fā)射探頭8個40曲Z的周期電平，此時發(fā)射探頭發(fā)出超聲波。接收探頭檢測到 回波后，ECHO引腳輸出一個與超聲波從發(fā)射到接收相同時間T的高電平。高電平時間T通 過單片機內部的定時器加W采集。當單片機采用12MHz的外部晶振時，每執(zhí)行一個機器周 期需要1yS，計數加1需要一個機器周期，所W通過定時器計算得到的時間T(單位為秒） 為：
[0041]T=燈冊巧56巧LO) *10 6 (1)
[0042] 式（1)中，T即為超聲波從發(fā)射到接收所用的時間，則探頭與障礙物間的距離S 為：
(2 )
[0044] 二維倒車雷達系統(tǒng)運行時，超聲波水平測距器中的=個超聲波測距模塊依次發(fā)出 超聲波，間隔至少需要大于60msW保證超聲波回波不會相互影響。超聲波水平測距器的工 作示意圖，如圖2所示。
[0045] 針對超聲波地面監(jiān)測器，同樣也是采用=個（但不僅限于=個）超聲波收發(fā)一體 測距模塊HC-SR04完成測距任務，其超聲波測距的關鍵是探頭要接收到回波。探頭發(fā)出的 聲波沿直線傳播，遇到不同介質的界面會產生反射和散射現象。聲波向斜面入射時，反射波 會沿著反射角方向傳播，可能并不指向探頭。圖3示出了反射波返回探頭的極限情況。運 種情況下，可測距離H與界面傾角a，接收發(fā)射探頭距離之間的關系為：
[0046] H= 1/2 (OiAi+OA) 做
W例當界面傾角a為30。、0化為38mm時，