电动汽车后视镜设计(附件)
毕业 设计说明书（论文）中文
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后视镜是重要的汽车主动安全装置，又称倒车镜。驾驶员坐在驾驶座位上能通过它直接获取外部的信息。后视镜的目的是达到驾驶者所期望的后视范围。但是随着人们生活品质的不断提高，后视镜所达到的目的不仅仅这么简单，随着科技的进步，人们不再满足于机械式的一般后视镜，更多地考虑其安全性、方便性、舒适性、豪华性。后视镜是汽车上的安全件，但汽车后视镜的人性化设计、电动汽车后视镜的发展已逐渐打破了传统，这是时代与历史的冲击。本文介绍了电动汽车后视镜的背景，传统后视镜与现代后视镜的比较。然后用较多的篇幅介绍了电动汽车后视镜的结构设计，最后具体阐述了通过单片机设计的一种后视镜自动调节装置。
关键词 结构，背景，设计，自动调节
目 录
1 引言 1
1．1 选题背景 1
1.2传统后视镜与现代后视镜的比较 1
1.3 研究主要内容与意义 3
2 后视镜的结构设计 3
2.1普通后视镜的结构设计 3
2.2电动后视镜结构设计 6
3 电动汽车后视镜调节 7
3.1总体设计方案 7
3.2硬件部分设计 11
3.3 软件部分设计 15
3.4仿真实验 19
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 引言
1.1 选题背景
后视镜是一种汽车安全装置，又称倒车镜。它有着十分重要的地位，有了后视镜，坐在驾驶座位上，驾驶者能直接获取外部的信息。美中不足的是，在不同的程度上，现阶段的汽车后视镜几乎都存在盲区，视野范围也显得狭小，对行驶安全有很大的影响。科学技术的日新月异的发展，致使人们不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
能简单的满足于普通后视镜的性能，而是进一步针对汽车后视镜的各方面性能作出了更多的设计，提出了更高的要求。这几年来随着汽车电子技术的质的飞跃，后视镜的产品升级蒸蒸日上。
近年来,汽车生产厂家不惜成本，积极引进尖端科学技术,于是一些高质量高品质的新型后视镜产品不断问世,各种焕然一新的后视系统应有尽有,后视镜的发展正朝着高性能、多用途、高品质的方向飞跃。
所以,电动汽车后视镜的设计对改善汽车的安全性能以及未来汽车多方面的发展具有重要意义。
1.2传统后视镜与现代后视镜的比较
传统后视镜：它仅仅能提供驾驶者车后52度左右的视野，其他的车后区域则成为视觉死角。而正因如此，当时车祸的频率才只增不减。经过大量的观察和研究表明，传统的汽车后视系统有很大的不足，驾驶员无法做到左右车况和后方、前方的路况的兼顾。
传统的汽车后视系统存在四大障碍 ：
① 存在空间盲区；
② 传统的三面镜子形成时差盲点；
③ 车门镜、广角镜存在视觉误差；
④ 存在视觉暂留盲点；
目前，安装在轿车上的后视镜可分为球面镜和平面镜两种。平面镜的优点是：把车后物体真实的距离及形状显示出来，以致于司机能借助它做出准确的判断。缺点：由于后视的范围过于狭小使得视觉盲区过大，易发生事故。球面镜特点：它的成像会使后视物体缩小，其距离也不符实际，需要驾驶员有一段适应的时间，但后视范围变大。 因此两种后视镜都在不同程度上存在盲区，致使驾驶员在超车、转弯、变道等情况下，还要身体前倾、左顾右看才能发现影响行车的障碍，对于行车的方便性和舒适性大打折扣，还有可能发生意外事故。
现代后视镜：
(1) 后视镜加贴小镜子：
圆形小镜子在市场中是很常见的，它的价格低廉且安装简易。原理类似于凸面镜，白天时能使视野范围扩大，但小镜子弧度较大，后方有来车时在后视镜中看到的像会变得很小，所以在行车距离判断上驾驶员要花更多的时间去适应和注意。夜间时，驾驶员通过后视镜仅仅能看到一些微小的亮点，驾驶员根本分不清是车灯还是路灯，极易发生交通事故。
(2) 现存“无盲点”后视镜：
利用凸面镜代替平面镜。与一般的平面反射镜相比，驾驶员的视野更广阔，之所以称为“无盲点”后视镜是因为通过它驾驶员能看到后方更广阔的区域。然而缺点与优点共存，正是它的凸面弧度大，所以虽然视野广阔，但物体变形度也大，所以这种后视镜容易给驾驶员造成视觉误差。
(3) 双曲率镜面与变曲率镜面 ：
这种后视镜抓住了车型、视野要求、后视镜位置与驾驶员视点的相对位置三个要素，把光学原理和数据处理方法有机的结合起来，依据车的不同视野角度选择出不同的曲率半径，保证能够平滑过度，以达到在不失真的条件下扩大视野范围、减少盲区的目的。然而该后视镜由于制造的工艺复杂、成本昂贵不便推广。
(4) 数字式后视镜系统：
数字式后视镜系统的优点:不仅仅能真实地反映出清晰的景物，做到无失真、效果好，而且还能通过传感器捕捉和现实不明显的信息，大大增强了驾驶员的视觉效果。其上安装的传感器能使物与物间的光线反差发生改变，使在光线不好的情况下难以看见的物体显示出来，而且能发现强光下单独放置的危险物品。系统是由两个外后视镜和一个内后视镜组成，通过它们采集景象，继而合成为一个全景图像，最终显示在屏幕上，并传达信息。加装的摄像机可在倒车时使用，当有障碍物在车后面时，能够及时提醒驾驶员。
(5) 主动式后视镜和后向式摄像机 ：
它实质上是把数字技术和可监控技术结合起来的装置，通过车门上的后视镜与后保险杠上的传感器产生的视频信号，警示观察车后方从“盲区”驶来的车辆。当情况严重时，通过由视频和音频信号共同组成的警报提醒驾驶者注意。而且，车两侧后视镜处还安装了“向后式摄像机”，通过拍摄画面，把图像视频结果在仪表板的显示器上显示出来，驾驶员可以通过它获得更好的帮助，更好地观察情况。
总的来说，现代后视镜与传统后视镜相比，加装的设备更加的先进与人性化，虽然也有些不足之处，但是行车安全性大大加强了，驾驶员操作也更加简洁方便了，这是时代的进步。
1.3 研究主要内容与意义
本文首先介绍了后视镜的设计，分别从普通后视镜与电动后视镜两个方面阐述了其结构设计。
然后提出了电动汽车后视镜自动调节的总体设计方案，接着阐述了软件和硬件部分的设计，最后通过仿真实验检验并证明了本设计的成功性。
电动汽车后视镜的设计不仅让驾驶员更方便安全地驾驶汽车，而且电动化、智能化、人性化的设计使得这个方面的发展有着更加正面的方向，更加具有潜力，不久的将来一定会发展成为一个行业，代表着社会新兴的潮流，更加的具有竞争力。
然而后视镜的设计并不是那么简单的，需要软硬件的设计以及多次实验，才能达到目的所需的要求，本文会逐一论述。
2 后视镜的结构设计
2.1普通后视镜的结构设计
2.1.1后视镜曲率半径的确定
图1视野随R的变化情况
1-视点 2-左后视镜
(1)
式中 u - 物距
v - 像距
f - 焦距
从图2可知:
(2)
1 引言 1
1．1 选题背景 1
1.2传统后视镜与现代后视镜的比较 1
1.3 研究主要内容与意义 3
2 后视镜的结构设计 3
2.1普通后视镜的结构设计 3
2.2电动后视镜结构设计 6
3 电动汽车后视镜调节 7
3.1总体设计方案 7
3.2硬件部分设计 11
3.3 软件部分设计 15
3.4仿真实验 19
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 引言
1.1 选题背景
后视镜是一种汽车安全装置，又称倒车镜。它有着十分重要的地位，有了后视镜，坐在驾驶座位上，驾驶者能直接获取外部的信息。美中不足的是，在不同的程度上，现阶段的汽车后视镜几乎都存在盲区，视野范围也显得狭小，对行驶安全有很大的影响。科学技术的日新月异的发展，致使人们不 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
能简单的满足于普通后视镜的性能，而是进一步针对汽车后视镜的各方面性能作出了更多的设计，提出了更高的要求。这几年来随着汽车电子技术的质的飞跃，后视镜的产品升级蒸蒸日上。
近年来,汽车生产厂家不惜成本，积极引进尖端科学技术,于是一些高质量高品质的新型后视镜产品不断问世,各种焕然一新的后视系统应有尽有,后视镜的发展正朝着高性能、多用途、高品质的方向飞跃。
所以,电动汽车后视镜的设计对改善汽车的安全性能以及未来汽车多方面的发展具有重要意义。
1.2传统后视镜与现代后视镜的比较
传统后视镜：它仅仅能提供驾驶者车后52度左右的视野，其他的车后区域则成为视觉死角。而正因如此，当时车祸的频率才只增不减。经过大量的观察和研究表明，传统的汽车后视系统有很大的不足，驾驶员无法做到左右车况和后方、前方的路况的兼顾。
传统的汽车后视系统存在四大障碍 ：
① 存在空间盲区；
② 传统的三面镜子形成时差盲点；
③ 车门镜、广角镜存在视觉误差；
④ 存在视觉暂留盲点；
目前，安装在轿车上的后视镜可分为球面镜和平面镜两种。平面镜的优点是：把车后物体真实的距离及形状显示出来，以致于司机能借助它做出准确的判断。缺点：由于后视的范围过于狭小使得视觉盲区过大，易发生事故。球面镜特点：它的成像会使后视物体缩小，其距离也不符实际，需要驾驶员有一段适应的时间，但后视范围变大。 因此两种后视镜都在不同程度上存在盲区，致使驾驶员在超车、转弯、变道等情况下，还要身体前倾、左顾右看才能发现影响行车的障碍，对于行车的方便性和舒适性大打折扣，还有可能发生意外事故。
现代后视镜：
(1) 后视镜加贴小镜子：
圆形小镜子在市场中是很常见的，它的价格低廉且安装简易。原理类似于凸面镜，白天时能使视野范围扩大，但小镜子弧度较大，后方有来车时在后视镜中看到的像会变得很小，所以在行车距离判断上驾驶员要花更多的时间去适应和注意。夜间时，驾驶员通过后视镜仅仅能看到一些微小的亮点，驾驶员根本分不清是车灯还是路灯，极易发生交通事故。
(2) 现存“无盲点”后视镜：
利用凸面镜代替平面镜。与一般的平面反射镜相比，驾驶员的视野更广阔，之所以称为“无盲点”后视镜是因为通过它驾驶员能看到后方更广阔的区域。然而缺点与优点共存，正是它的凸面弧度大，所以虽然视野广阔，但物体变形度也大，所以这种后视镜容易给驾驶员造成视觉误差。
(3) 双曲率镜面与变曲率镜面 ：
这种后视镜抓住了车型、视野要求、后视镜位置与驾驶员视点的相对位置三个要素，把光学原理和数据处理方法有机的结合起来，依据车的不同视野角度选择出不同的曲率半径，保证能够平滑过度，以达到在不失真的条件下扩大视野范围、减少盲区的目的。然而该后视镜由于制造的工艺复杂、成本昂贵不便推广。
(4) 数字式后视镜系统：
数字式后视镜系统的优点:不仅仅能真实地反映出清晰的景物，做到无失真、效果好，而且还能通过传感器捕捉和现实不明显的信息，大大增强了驾驶员的视觉效果。其上安装的传感器能使物与物间的光线反差发生改变，使在光线不好的情况下难以看见的物体显示出来，而且能发现强光下单独放置的危险物品。系统是由两个外后视镜和一个内后视镜组成，通过它们采集景象，继而合成为一个全景图像，最终显示在屏幕上，并传达信息。加装的摄像机可在倒车时使用，当有障碍物在车后面时，能够及时提醒驾驶员。
(5) 主动式后视镜和后向式摄像机 ：
它实质上是把数字技术和可监控技术结合起来的装置，通过车门上的后视镜与后保险杠上的传感器产生的视频信号，警示观察车后方从“盲区”驶来的车辆。当情况严重时，通过由视频和音频信号共同组成的警报提醒驾驶者注意。而且，车两侧后视镜处还安装了“向后式摄像机”，通过拍摄画面，把图像视频结果在仪表板的显示器上显示出来，驾驶员可以通过它获得更好的帮助，更好地观察情况。
总的来说，现代后视镜与传统后视镜相比，加装的设备更加的先进与人性化，虽然也有些不足之处，但是行车安全性大大加强了，驾驶员操作也更加简洁方便了，这是时代的进步。
1.3 研究主要内容与意义
本文首先介绍了后视镜的设计，分别从普通后视镜与电动后视镜两个方面阐述了其结构设计。
然后提出了电动汽车后视镜自动调节的总体设计方案，接着阐述了软件和硬件部分的设计，最后通过仿真实验检验并证明了本设计的成功性。
电动汽车后视镜的设计不仅让驾驶员更方便安全地驾驶汽车，而且电动化、智能化、人性化的设计使得这个方面的发展有着更加正面的方向，更加具有潜力，不久的将来一定会发展成为一个行业，代表着社会新兴的潮流，更加的具有竞争力。
然而后视镜的设计并不是那么简单的，需要软硬件的设计以及多次实验，才能达到目的所需的要求，本文会逐一论述。
2 后视镜的结构设计
2.1普通后视镜的结构设计
2.1.1后视镜曲率半径的确定
图1视野随R的变化情况
1-视点 2-左后视镜
(1)
式中 u - 物距
v - 像距
f - 焦距
从图2可知:
(2)
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