汽車倒車雷達設計

2.6 電源模塊[3]

倒車雷達是安裝在汽車的尾部，其電源應是便攜式的，以方便安裝更換。本系統選用ATmega16，其電源電壓是5 V。可以使用開關電源產生的5 V直接供電，但這樣最好把開關電源做在主控板上，傳感器等需要另配電源。因此可以選用9 V疊層電池通過低功耗、可調、低壓差穩壓器MAX667線性穩壓至5 V(VCC)后給系統供電，轉換電路如圖7所示。

2.7 聲光報警模塊
報警電路模塊如圖8所示，主要作用是在汽車尾部與障礙物距離較近時進行報警。根據實際情況，當汽車尾部與障礙物距離大于5 m時,可認為是安全狀態，液晶顯示“――”標志；在5 m和1 m之間時認為是正常的，顯示實測距離；小于1 m時,應提醒司機注意，系統發出聲音報警功能，單片機向其端口發出PWM脈沖，隨著距離的減小，通過控制PWM脈沖的占空比使蜂鳴的頻率加劇；小于0.5 m時，要求聲光同時報警，由于閃光頻率不能過高，通過單片機另一個端口控制其閃亮。

3 系統軟件設計[3-4]
系統的軟件設計采取模塊化設計，C語言編程，這樣便于閱讀與功能擴展。程序主要由主程序、測距子程序、測溫子程序、延時子程序、液晶顯示子程序等幾個部分構成。雷達測距開始由汽車倒車控制，一旦倒車開始，即啟動ATmega16片內的T1連續發射40 kHz的PWM，計數器開始計數。考慮到實際倒車環境有遠有近，為防止其他干擾可能引起的誤測，以最長距離5 m計算，超聲波發送到返回的時間△t至少為5/340≈15 ms。這樣持續發送PWM直至接收到超聲波時停止發送，這個過程大約需要15 ms以上，所以不管所測距離遠近，一律每25 ms發送一次超聲波。由于超聲波會受到被測物體不平整、反射角度、環境風速、溫度以及多次反射的影響，可能會帶來測量數據誤差增大。為了提高測量的準確性，要求連續檢測5次時間，去掉最大和最小的測量值，然后對剩下3個測量值求平均值。
4 軟硬件調試及實驗數分析
硬件制作時主要需保證發送和接收兩個換能器中心軸線平行并相距6 cm，根據測量范圍要求不同，可適當調整與接收換能器并接的濾波電容C12的大小，以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。然后通過JTAG口在線調試下載程序并運行。以300 cm2硬紙板(實際中障礙物要比這個面積大)為障礙物對倒車雷達進行了實測。為了檢驗倒車雷達的性能，對同組數據進行了三次循環測量，發現在500 cm以上時測量誤差在2 cm左右，在500 cm以內時倒車雷達最大誤差不超過1 cm。倒車雷達有效范圍為0.05～5.7 m，這足以實際泊車需要。表1列出了汽車倒車雷達在5 m以內的測量值與對應的實際值。

本文給出了一種倒車雷達的設計方案，該方案可以達到很高的采集速率和測量精度，并且具有溫度自動校正功能。同時，汽車倒車時可以通過液晶屏清晰地顯示障礙物與車尾的距離，幫助司機克服了后視鏡小，視野窄的缺點。當車至危險區域時，通過聲光報警提醒司機，消除了倒車造成的事故隱患。實驗已經驗證了汽車倒車雷達的有效性、可靠性。同時系統還預留部分接口，為系統升級和數據通信帶來方便。

參考文獻
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