王淼兒+李文龍+孫偉峰

摘 要：伴隨我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展與進步，汽車已成為當(dāng)前人們出行的常見交通工具之一。但是，汽車的增多使得現(xiàn)代交通變得十分擁堵，交通事故時常發(fā)生，這使得汽車的安全性逐漸成為了當(dāng)前人們關(guān)注的問題。在交通事故中，追尾是汽車事故中的常見現(xiàn)象之一，按照常規(guī)交通行駛規(guī)則來說，汽車在行駛過程中需與其它車輛保持一定的車距，這是避免交通追尾事故發(fā)生的重要舉措。但是，許多駕駛者在駕駛車輛時，因視覺因素往往無法注意與后車之間的車距，在倒車時也因該問題時常發(fā)生意外，為解決這一問題，生產(chǎn)商開始研發(fā)了超聲波測距儀技術(shù)，該技術(shù)能夠有效測量車與車之間的距離，使車輛行駛更安全。

關(guān)鍵詞：超聲波；倒車技術(shù)；應(yīng)用研究

超聲波測距儀是一項具有指向性的超聲技術(shù)，該技術(shù)能夠幫助汽車測量與其他物體之前的距離，使車輛在倒車時能夠防止與其它障礙物體發(fā)生意外。超聲波是一項能量消耗少的技術(shù)，其在介質(zhì)中能夠達到較遠距離的傳播，將其應(yīng)用于車輛測距儀中能夠使技術(shù)變得更靈敏與簡單，同時，該技術(shù)還具備倒車防撞警報系統(tǒng)，能夠使車輛在倒退時通過超聲檢測后方各個障礙物，若檢測顯示在安全范圍內(nèi)，則可繼續(xù)進行倒車運行，當(dāng)車輛倒車至一定距離時，警報系統(tǒng)會發(fā)出相應(yīng)的提示警報，使車輛停止下一步倒退，這是當(dāng)前保障車輛倒車安全的重要技術(shù)。

1 超聲波測距儀的設(shè)計在倒車技術(shù)上的應(yīng)用

1.1 設(shè)計方法

本次設(shè)計選擇使用TCT40-16T/R超聲波傳感器，對超聲波測距儀的各個運行原理進行研究，在了解理論知識的基礎(chǔ)上掌握各個操作方法。對超聲波測距儀的各個電路走向進行研究，并了解不同硬件的作用，設(shè)計出具有超聲波的電路，使測距儀能夠?qū)Τ暡ǖ母袘?yīng)有所接收，使超聲波測距儀能夠?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的障礙物距離進行測量。在設(shè)計使，其首先需設(shè)計一個超聲波測距器，該器械主要包含單片機、超聲波接收電路、超聲波發(fā)出電路、警報系統(tǒng)LED電路[1]。

1.2 系統(tǒng)方案

超聲波具有耗能低、方向感靈敏等特點，其在介質(zhì)環(huán)境中，超聲的傳播距離會更遠，這也是使得汽車測距儀采用超聲波技術(shù)進行檢測的緣故。超聲波在車輛測距儀中應(yīng)用其設(shè)計內(nèi)容十分簡單，且對距離的檢測計算過程也十分快捷，測量的精準度極高，能夠滿足當(dāng)前人們對車輛倒車行駛的安全要求。當(dāng)前，超聲波技術(shù)在類型上可分為兩種：一種是機械型超聲波，一種是電氣型超聲波。機械型超聲波的包括氣流旋笛和加爾統(tǒng)笛，電氣型超聲波子技術(shù)主要包括電動類與壓電類。這些超聲波技術(shù)能夠根據(jù)功率及頻率等因素分別用于不同領(lǐng)域之中。而當(dāng)前在汽車測距儀中最為常見的超聲波類型屬于壓電類，其能夠根據(jù)控制器的運行達到動態(tài)掃查的方式，使LED數(shù)字能夠得到充分顯現(xiàn)[2]。

2 超聲波測距儀的硬件設(shè)計

在硬件設(shè)計上，超聲波測距儀的硬件內(nèi)容主要為超聲波的發(fā)送與接收：首先，在車輛的倒車系統(tǒng)設(shè)計中，該系統(tǒng)的設(shè)計需在合理距離內(nèi)設(shè)計相應(yīng)的無接觸測距技術(shù)，并為了使車距檢測精度更高，駕駛者還需對超聲波與周圍溫度之間的影響因素進行考慮，而該要求需要超聲波系統(tǒng)在檢測過程中能夠?qū)④囃猸h(huán)境問題進行檢測，從而根據(jù)車外溫度觀察超聲波的傳播效率；第二，在倒車系統(tǒng)中的超聲波測距儀設(shè)計中，其還需對超聲波測距儀在倒車時對周圍障礙物的感應(yīng)時間和反映時間進行設(shè)計，再根據(jù)時間數(shù)據(jù)統(tǒng)計出車輛與障礙物之前的距離長遠。第三，在單片機的處理上，單片機在獲取到超聲測距儀所收到的信息后，其會通過數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換形成其它信息，并在顯示屏中將信息內(nèi)容充分顯示，或者部分可根據(jù)功能的不同發(fā)生警報狀況，幫助駕駛者對周圍障礙物之間的距離做到完全掌握。因傳感器的限制因素，超聲波測距儀能夠在車輛倒車時的3米內(nèi)物體作出有效測量和感應(yīng)，各項數(shù)據(jù)內(nèi)容能夠通過在LCD傳達于駕駛者。另外，超聲波測距儀中普遍還具有環(huán)境溫度檢測功能，其能夠?qū)囕v周圍的溫度進行感應(yīng)，改變超聲波的傳達速度，有效提高車輛在倒車行駛過程中的安全性與穩(wěn)定性[3]。

3 超聲波測距儀的軟件設(shè)計

在軟件設(shè)計上，超聲波測距儀的軟件設(shè)計普遍是以模塊設(shè)計為主，其模塊內(nèi)容主要包括：主程序模塊、超聲波發(fā)射程序、超聲波接收程序、顯示程序等。在倒車系統(tǒng)的具體功能上，其主要包含這些功能項目：第一，能夠?qū)Τ暡ǖ陌l(fā)出與接收進行控制，汽車在行駛倒車時，其方向會不斷的變換，而此時超聲波測距儀的發(fā)出與接收也會隨之發(fā)生變化，這需要倒車系統(tǒng)能夠根據(jù)汽車位置的不同對超聲波的發(fā)出與接收進行控制，使其測距數(shù)據(jù)更精準。第二，倒車周圍的安全距離計算，汽車在倒退過程中，其速度與正常行駛相比普遍較慢，且倒車過程也極少一氣呵成，此時超聲波測距儀需要根據(jù)車輛的行駛快慢對車輛與障礙物之間的距離進行測量，在超出安全范圍時立即發(fā)出提示警報，使駕駛?cè)四軌蛲Ｖ估^續(xù)倒車。第三，測量出超聲波的發(fā)出時間與障礙物和車輛之間的距離，該設(shè)計是超聲波測距儀最基礎(chǔ)的一項設(shè)計環(huán)節(jié)，在設(shè)計時，其功能內(nèi)容主要包括發(fā)射功能、接收功能、顯示功能與警報提示功能等。在警報提示上，超聲波測距儀能夠根據(jù)所檢測的信息選擇警報類型，使駕駛員能夠分辨問題。當(dāng)主程序在運行時，程序內(nèi)容需在檢測上一個環(huán)境后恢復(fù)初始化狀態(tài)，對超聲波測距儀的各個時間及信息進行調(diào)整，使其工作模式得到更新，在汽車進入下一個倒車環(huán)節(jié)時，能夠根據(jù)新環(huán)境進行重新檢測，使其達到初始化目的。

4 結(jié)束語

綜上所述，超聲波測距儀在倒車技術(shù)上的設(shè)計主要圍繞硬件設(shè)計與軟件設(shè)計兩大模塊進行，并根據(jù)超聲波的特質(zhì)及優(yōu)勢將其應(yīng)用于測距儀的感應(yīng)系統(tǒng)中，使汽車在倒車過程中能夠?qū)χ車系K物的信息進行有效發(fā)出與接收，在一定安全范圍內(nèi)遇到障礙物時能夠快速提示駕駛員停止倒車行為，使車輛在倒車過程中避免了以往的盲目現(xiàn)象，因此可得出，超聲波測距儀能夠為車輛倒車帶來更多的安全保障，有效提高了車輛駕駛的安全系數(shù)。

參考文獻

[1]王博.基于超聲波測距技術(shù)的倒車雷達的應(yīng)用和設(shè)計[J].黑龍江科技信息，2014，12（06）：26.

[2]黃韜.超聲測距倒車雷達及其車載CAN總線智能節(jié)點研究[D].安徽大學(xué)，2014，3（11）：125-126.

[3]李子梅.基于近景攝影測量的石質(zhì)文物裂隙識別定位的研究[D].中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2012，（11）：7-8.