雷达防撞系统

基于超声波的倒车雷达摘要:随着生活质量的提高，工作的需要，科技的发展，人们将越来越多的在生活中和工作中将汽车作为其日常的生活工具。

给汽车安装倒车雷达系统，将使汽车安全性大大提高，以确保行车安全。

本文的内容是基于超声波测距的倒车防撞系统的设计，将超声波测距系统和AT89S52单片机结合于一体，设计出一种基于AT89S52单片机得倒车防撞系统。

驾驶员能够通过系统的声音、显示，清楚车后障碍物的状况，并通过报警信号避免撞车，安全倒车。

关键词:倒车雷达单片机超声波报警显示一、技术指标：1、系统设计要求汽车倒车雷达预警系统由三个部分组成，分别为测距部分、控制系统部分和显示报警部分。

本系统的主要功能是：1.当汽车倒车时能实时显示、LED显示车与障碍物的距离值：XXX厘米。

使驾驶员能随时看到车后的障碍物距离汽车的距离。

2.超声波探测距离不小于1米，当在探测的范围有障碍物时，蜂鸣器提示报警。

3.汽车与障碍物不同距离时，发出不同的警报声。

距离越近蜂鸣器的报警频率也越大，当距离小于最小安全距离时，蜂鸣器不间断报警。

二、方案比较与论证:2.1测距系统方案设计目前汽车倒车雷达预警系统测距技术主要有激光、毫米波雷达、摄像系统、红外线、超声波等一些测距技术，不同的目标探测方式其工作过程和原理有不同之处，但它们的主要目的都是通过前方返回的探测信息判断前方车辆和本车间的相对距离，并根据两车间的危险性程度做出相应的预防措施。

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，并且利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。

由上述叙述可知，超声波测量能够达到系统中所要求的测量精度，一般应用在汽车倒车系统上。

2.2控制系统方案设计在控制系统的方案选择上，由于整个系统的设计涉及到数据处理，控制实时性等问题，选用基于微控制器的系统，电路的实现不仅简单而且成本低、功耗低、能大大缩小整个系统的体积。

保障汽车驾驶时的自动性、舒适性和安全性是智能汽车一直追求的目标。

为保障驾车安全，发展汽车防撞技术十分关键。

世界各国对汽车防撞技术的研究和发展投入了大量的人力、物力和财力。

而这一技术的关键却是车辆测距技术。

汽车必须凭借一定的装备测量前方障碍物的距离，并迅速反馈给汽车，以在危急的情况下，通过报警或自动进行某项预设定操作如紧急制动等，来避免由于驾驶员疲劳、疏忽、误判断所造成的交通事故。

据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30％，路面相关事故的50％，迎面撞车事故的 60％。

与此同时，在智能汽车中，测距并反馈路况信息是汽车的自动化行驶的关键。

由此可见，测距技术对保障行车安全，提高汽车智能化水平有重要意义。

现在运用在汽车上的测距方法主要有超声波短距离测距，毫米波雷达长距离测距，摄像系统测距，激光测距，夜间应用的红外线测距等几种方法。

—、超声波距离测距超声波一般指频率在20KHE以上的机械波，具有穿透性较强、衰减小、反射能力强等特点，超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。

工作时，超声波发射器不断发出一系列连续的脉冲，并给测量逻辑电路提供一个短脉冲。

超声波接收器则在接收到遇障碍物反射回来的反射波后，也向测量逻辑电路提供一个短脉冲。

最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车与障碍物之间的距离。

超声波测距原理简单，成本低、制作方便，但其在高速行驶的汽车上的应用有一定局限性，这是因为超声波的传输速度受天气影响较大，不同的天气条件下传播速度不一样；另一方面是对于远距离的障碍物，由于反射波过于微弱，使得灵敏度下降。

故超声波测距一般应用在短距离测距，最佳距离为4—5米，一般应用在汽车倒车防撞系统上。

二、性能稳定的毫米波雷达长距离测距雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。

汽车上应用的雷达采用的是30GHZ以上的毫米波雷达。

毫米波频率高、波长短，一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度，从而减少由于不需要的反射所引起的误动作和干扰，另一方面由于多普勒频移大，相对速度的测量精度高。

一种雷达防追尾预警系统设计一种雷达防追尾预警系统设计1引言追尾碰撞是目前我国高速公路各类事故中较多的一类事故，占事故总数的33%左右。

根据对沈大、合宁、广深、西临等高速公路交通事故的统计分析，交通事故类型如表1所示。

有关研究表明，若驾驶员能够提早1秒意识到有事故危险并采取相应的措施，则90%的追尾事故和60%的正面碰撞事故都可以避免。

美、英、德、日的不少汽车公司（如德国的奔驰、日本的三菱、马自达、日产、本田及富土重工等公司）都开展了高速公路车载毫米波雷达防追尾碰撞预警系统的研究。

我国主要有清华大学、浙江大学、上海交通大学、吉林大学等高校和部分研究所在进行车辆主动防撞报警、辅助驾驶系统等相关技术研究。

例如上海交通大学卓斌教授等研究开发了“人—车—路综合环境下主动安全性模拟系统”，实现了行车环境数据采集、通讯和驾驶软件仿真的编制。

在现行的高速公路交通管理中，为保证行车安全，常依据公路工程技术标准中的行车视距要求，规定一定行驶速度下的车辆必须保持相应的间距。

那么如何准确跟踪车辆之间的距离信息，就成了汽车毫米波雷达防追尾预警系统的关键。

把交互多模型（IMM）机动目标跟踪算法运用到汽车毫米波雷达防追尾预警系统当中，当毫米波雷达存在一定测量误差和噪声时，目标跟踪算法能使毫米波雷达能够准确地探知前方车辆的运动状态，如车间距离、行驶速度等，从而提高驾驶员在高速公路上行驶安全性。

2汽车防追尾预警系统工作原理高速公路汽车防追尾预警系统由信息采集单元、信息处理单元和信息输出装置3部分组成。

信息采集单元通常由毫米波雷达、自车速度传感器、转向角传感器、制动传感器、加速踏板传感器和路面情况选择开关等组成；信息处理单元主要为中央处理器；信息输出装置包括液晶显示屏、报警蜂鸣器、报警指示灯等，图1是车载雷达防追尾预警系统组成方框图。

信息采集单元不断地采集相关信息，利用车载毫米波雷达获得前方目标车辆的运动信息，如车间距离、相对速度；利用自车传感系统获得自车运行状态信息，如自车速度、有无转向、有无制动等，并将此信息传送至信息处理单元。

智能交通系统中的车辆安全防撞技术研究现代社会中，交通拥堵、车流量大成为了常态，同时也给车辆安全带来了巨大的挑战。

为此，智能交通系统应运而生，并且成为未来交通发展的趋势。

尤其是车辆安全防撞技术的研究，能使得车辆在行驶过程中避免碰撞，进一步保障行车安全。

一、防撞技术概述智能交通系统中的车辆安全防撞技术，是应用了计算机、传感器、通信等先进技术，实现车辆高度自动化、主动避让、主动控制等智能化功能的交通系统。

防撞技术的核心在于车辆间的通信，车辆能够感知周围环境，并且动态调整行驶速度和路线，以保障车辆行驶安全。

目前，防撞技术主要有雷达、摄像头、毫米波、激光雷达等不同的技术手段。

其中，雷达是最常见的一种防撞技术，主要应用于自动紧急制动和主动巡航控制。

摄像头主要用于障碍物检测和识别，毫米波技术则是车道保持和自动泊车的主要手段。

二、车辆安全防撞技术的应用及优势1、主动避让智能交通系统中的车辆安全防撞技术，能够实现车辆之间的实时通信，根据周围车辆的实际情况，动态调整行驶速度和路线，实现主动避让的功能。

例如，在高速公路上，当车辆前方出现障碍时，防撞系统能够自动感知并警告驾驶员，如果驾驶员没有及时反应，则车辆会自动刹车或者转向避让，以防止发生碰撞事件。

2、安全驾驶辅助智能交通系统中的车辆安全防撞技术，还能够为驾驶员提供安全驾驶辅助功能。

例如，预测碰撞功能，能够实时识别前方车辆的距离和速度，并且根据数据进行分析，提前预测可能发生的碰撞事件。

同时，还能够为驾驶员提供实时路况信息、交通状况等安全驾驶辅助功能。

3、减少交通事故智能交通系统中的车辆安全防撞技术，通过车辆之间的相互通信和协调，能够有效地避免车辆之间的碰撞事故，从而减少交通事故的发生。

据统计，防撞技术的应用，可以将交通事故率降低40%以上，对于缓解交通拥堵，提高道路运输效率也具有重要意义。

三、未来趋势随着科技的不断发展，车辆安全防撞技术的发展也将加速。

未来，智能交通系统将逐步实现自动化驾驶，车辆将不再需要人工操控，智能交通系统将会负责车辆运行的所有环节。

基于FPGA的超声波测距倒车雷达防撞系统设计李营;夏景云;吕兆承;陈帅【摘要】提出一种基于FPGA的超声波测距倒车雷达防撞系统设计方案.采用Altera公司Cyclone IV E系列的EP4CE6E22C8为核心控制芯片,根据回波检测原理将系统划分为高精度分频器、均值滤波处理和回波信号检测,数值转换,数码管显示及蜂鸣器发声驱动等模块,并使用硬件描述语言Verilog设计实现各功能模块.实验结果表明,利用该方案设计的倒车雷达系统具有较高的距离测量精度,有一定的实用价值.【期刊名称】《宿州学院学报》【年(卷),期】2019(034)001【总页数】4页(P76-79)【关键词】FPGA;超声波测距;回波检测【作者】李营;夏景云;吕兆承;陈帅【作者单位】淮南师范学院电子工程学院,安徽淮南,232038;淮南师范学院电子工程学院,安徽淮南,232038;淮南师范学院电子工程学院,安徽淮南,232038;淮南师范学院电子工程学院,安徽淮南,232038【正文语种】中文【中图分类】TP332.3;TN402在日常车辆启动和停车及驾驶过程中，由于存在视线盲区，驾驶员对有些事物或小孩总会看不见，容易引起事故，而超声波测距仪作为一种常见的非接触式距离测量工具[1-2]，因其具有定向性好、价格低廉、抗干扰能力强，便携性等优点，常用于工业测量、车辆避障、安全预警、车辆自动导航[3-4] 以及机器人等领域。

然而，目前市场上大多数超声波测距仪的控制器采用51 单片机，其测量精度受到定时器时钟频率的限制[5]，效果较差。

FPGA 作为高密度可编程处理器，具有IO口多、并行运算、集成度高等特点，能够弥补单片机为控制核心的不足。

鉴于此，本文根据回波检测原理，采用软硬件结合方法和自定义用户IP 核技术，利用层次化建模思想将系统划分为高精度分频器、均值滤波处理和回波信号检测，数值转换，数码管显示及蜂鸣器发声驱动等模块，并使用硬件描述语言Verilog设计实现各功能模块。