汽车可视倒车雷达预警系统设计(附件)【字数:12126】
目前,我国大多数汽车倒车雷达采用超声波测距方式测量障碍汽车与障碍物的距离,使用单片机对超声波探头进行控制,使用数码管显示汽车尾部到障碍物的距离然后使用蜂鸣器进行声音报警。它只能显示车到障碍物的距离,无法显示车后方的直观影像,司机无法看到地坑和低矮的障碍物。本课题所研究的内容是使用DSP芯片作为视频采集显示模块的主控芯片,用/单片机做为超声波测距模块的主控芯片的倒车雷达可视装置。本文按照系统要求的功能设计了硬件的框架,并通过各种资料查找要实现这些功能所需要掌握的方法及原理,然后做出了硬件的原理图并用C语言编写了系统的软件部分。系统通过 DSP数字处理芯片控制 OV7740 摄像头进行图像采集,使用STC89C52作为超声波测距的主控芯片,并分别通过彩色液晶屏和/显示屏把汽车后的障碍物信息传递给驾驶员,然后通过和设定的报警距离进行比较若小于设定的报警距离则开启蜂鸣器报警。本文然后根据理论分析和需求进行硬件和软件设计。在硬件方面给出了芯片的选型,设计时用到的理论,并画出了电路的原理图;软件方面通过KeilC51C语言开发软件编写了超声波测距源程序,并做出了视频采集显示、超声波测距程序设计方框图。关键词超声波传感器,DSP芯片,STC89C52单片机
目录
第一章 绪论 1
1.1选题的目的和意义 1
1.2课题研究背景 1
1.3研究现状 1
1.4研究内容 2
1.5论文的结构 3
第二章 系统总体结构设计 4
2.1 系统的基本功能 4
2.2系统的总体结构 4
2.3测距传感器的选择 5
2.3.1激光测距 5
2.3.2毫米波测距 5
2.3.3红外线测距 5
2.3.4超声波测距 6
2.4超声波测距的原理 6
2.5超声波传感器的内部结构和性能参数 7
2.6图像传感器的选择 7
2.7DSP芯片的选择 8
2.8本章小结 8
第三章 系统的硬件设计 9
3.1系统的硬件构架 9
3.2超声波测距模块 9
3.2.1 STC89C5 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目录
第一章 绪论 1
1.1选题的目的和意义 1
1.2课题研究背景 1
1.3研究现状 1
1.4研究内容 2
1.5论文的结构 3
第二章 系统总体结构设计 4
2.1 系统的基本功能 4
2.2系统的总体结构 4
2.3测距传感器的选择 5
2.3.1激光测距 5
2.3.2毫米波测距 5
2.3.3红外线测距 5
2.3.4超声波测距 6
2.4超声波测距的原理 6
2.5超声波传感器的内部结构和性能参数 7
2.6图像传感器的选择 7
2.7DSP芯片的选择 8
2.8本章小结 8
第三章 系统的硬件设计 9
3.1系统的硬件构架 9
3.2超声波测距模块 9
3.2.1 STC89C5 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
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2芯片 10
3.2.2复位电路 10
3.2.3晶振电路 10
3.2.4超声波发射接收电路 11
3.2.5LCD接口电路 12
3.2.6蜂鸣器 13
3.2.7温度传感器 13
3.3DSP图像采集显示模块 14
3.4本章小结 15
第四章 系统软件设计 16
4.1主程序流程图 16
4.2显示数据程序流程方框图 18
4.3超声波测距程序流程图 18
4.4报警程序流程图 19
4.5温度测定程序流程图 20
4.6图像采集与显示方案 21
4.8本章小结 23
第五章仿真结果 24
总结 26
致谢 27
参考文献 28
附录(A) 29
附录(B) 30
第一章 绪论
1.1选题的目的和意义
我国的机动车行业在最近几年的发展速度较改革开放前有质的飞跃,已经超过日本紧跟美国成为第二大机动车制造消费国。然而随着汽车数量的整加,道路边的停车位和停车场越来越拥挤,由于倒车而产生的安全问题越来越突出。汽车影像倒车雷达报警装置可大大地降低由于倒车而引发事故的概率,避免此类事故的发生。
1.2课题研究背景
由于我国经济迅猛发展,交通运输车辆数量在近几年里大量增加,发生的交通问题的增加已经成为一个令有关部门头疼的问题。在这些事故中发生在倒车时的安全事故的几率之高,已引起了汽车生产厂家和公路交通监管部门的相当高的关注。有很多种因素会引发倒车事故,比如司机用眼看目测障碍物时的距离不准, 视线不清,倒车后视镜存在死角等因素使得汽车在倒车时的发生事故的机率远大于轿车行进时的事故发生机率,尤其在在非专业司机以及女性身上倒车事故发生机率很高。倒车事故会让司机遇到各种各样的安全隐患,例如剐蹭他人的汽车、撞上电线杆等,要是伤及小朋友事故则更加严重。为了避免上述事故的发生,在现有的轿车高新技术装置家族里,专门为辅助司机进行倒车入库的倒车雷达被发明出来 ,倒车雷达的存在可以降低司机的倒车难度,使倒车事故防患于未然。
1.3研究现状
在初期的倒车雷达装置中都是采用以红外线的发射与接收作为测距方式的红外线测距仪来探测汽车后方障碍物的情况。红外线测距在测距时容易受到外界环境因素的干扰,装置的提示音出现杂乱不稳的状况,而且对颜色较深或表面凹凸不平的物体的探测能力也不好。其中关键更严重的问题在于,不管是红外线发射探头或接收探头,只要其中一个探头被一层薄薄的冰雪或灰尘遮盖,装置就会失灵。
之后美国福特汽车公司研制出了一种应用电磁感应原理的雷达,这种雷达装置是在一个线路安上一圆型电磁杆应线圈,这个线圈安装在车尾后保险杆的内侧部分,从汽车的外部根本看不出这辆车安装了这个雷达。此种装置价格在大多数人可承受的范围内,并且完全隐藏在汽车的内部。不过安装方式比较麻烦要拆下保险杠然后固定在内侧部分,并且这个雷达只能探测到运动的障碍物,就是说,若有障碍物或墙壁在汽车的后方,当汽车停下来再发动后,此电磁感应雷达感应不到障碍物就不会提示司机汽车后方有障碍物贴近在车尾,若此时汽车再往后退就会发生碰撞。
近几年德国大众公司改进了初期的倒车雷达将超声波测距技术应用到了上面,并且对汽车的前方和后方都有探测能力。目前国对这一技术尚不能国产化,向德国进口产品进行安装。因此实用性相当有限。
现有功能比较完全的倒车雷达感应装置通常由智能处理器、摄像传感器、超声波传感器、LCD显示屏、语音提示报警设备等部分组成。本倒车雷达报警装置应用超声波测距技术对汽车后的物体墙面的距离进行测量。在汽车挂倒档时,倒车雷达报警装置就开始公作,并在智能处理芯片的操控下,控制超声波探头发射超声波。当超声波接触到物体或墙面时,超声波就会反射回来,探头接收到反射回来的超声波信号后经单片机进行数据处理并通过程序计算得出车尾到墙面等物体相距的远近,然后通过显示屏显示或语音报警等方式提示给司机,使其停车或倒车更方便、更安全。
探头是超声波传感装置的俗称,也是倒车雷达预警系统中最关键的器件之一。它利用超声波的发射接收原理,由装在于车尾保险杠上的探头发射超声波接触到障碍物后反射回探头,然后通过单片机计算出汽车至障碍物或墙面间的距离。一个探头的最大探测的角度为90度,所以要探测整个车尾部的情况,至少需要安装2个探头,但由于安装的技术问题两个探头还是会存在盲区,考虑到安全因素,当然是探头数量越多,探测的能力越好。现在市场上的倒车雷达最多能有8个探头。一般来讲,倒车雷达探头的个数决定了探测的范围。安装有多个探头的倒车雷达能够探测汽车左右和后方的障碍物,在汽车进行转弯倒车运动时计算障碍物的距离。
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