汽车倒车雷达设计

2.6 电源模块[3]

　倒车雷达是安装在汽车的尾部，其电源应是便携式的，以方便安装更换。本系统选用ATmega16，其电源电压是5 V。可以使用开关电源产生的5 V直接供电，但这样最好把开关电源做在主控板上，传感器等需要另配电源。因此可以选用9 V叠层电池通过低功耗、可调、低压差稳压器MAX667线性稳压至5 V(VCC)后给系统供电，转换电路如图7所示。

2.7 声光报警模块

报警电路模块如图8所示，主要作用是在汽车尾部与障碍物距离较近时进行报警。根据实际情况，当汽车尾部与障碍物距离大于5 m时,可认为是安全状态，液晶显示"――"标志；在5 m和1 m之间时认为是正常的，显示实测距离；小于1 m时,应提醒司机注意，系统发出声音报警功能，单片机向其端口发出PWM脉冲，随着距离的减小，通过控制PWM脉冲的占空比使蜂鸣的频率加剧；小于0.5 m时，要求声光同时报警，由于闪光频率不能过高，通过单片机另一个端口控制其闪亮。

3 系统软件设计[3-4]

系统的软件设计采取模块化设计，C语言编程，这样便于阅读与功能扩展。程序主要由主程序、测距子程序、测温子程序、延时子程序、液晶显示子程序等几个部分构成。雷达测距开始由汽车倒车控制，一旦倒车开始，即启动ATmega16片内的T1连续发射40 kHz的PWM，计数器开始计数。考虑到实际倒车环境有远有近，为防止其他干扰可能引起的误测，以最长距离5 m计算，超声波发送到返回的时间△t至少为5/340≈15 ms。这样持续发送PWM直至接收到超声波时停止发送，这个过程大约需要15 ms以上，所以不管所测距离远近，一律每25 ms发送一次超声波。由于超声波会受到被测物体不平整、反射角度、环境风速、温度以及多次反射的影响，可能会带来测量数据误差增大。为了提高测量的准确性，要求连续检测5次时间，去掉最大和最小的测量值，然后对剩下3个测量值求平均值。


4 软硬件调试及实验数分析

硬件制作时主要需保证发送和接收两个换能器中心轴线平行并相距6 cm，根据测量范围要求不同，可适当调整与接收换能器并接的滤波电容C12的大小，以获得合适的接收灵敏度和抗干扰能力。然后通过JTAG口在线调试下载程序并运行。以300 cm2硬纸板(实际中障碍物要比这个面积大)为障碍物对倒车雷达进行了实测。为了检验倒车雷达的性能，对同组数据进行了三次循环测量，发现在500 cm以上时测量误差在2 cm左右，在500 cm以内时倒车雷达最大误差不超过1 cm。倒车雷达有效范围为0.05～5.7 m，这足以实际泊车需要。表1列出了汽车倒车雷达在5 m以内的测量值与对应的实际值。

本文给出了一种倒车雷达的设计方案，该方案可以达到很高的采集速率和测量精度，并且具有温度自动校正功能。同时，汽车倒车时可以通过液晶屏清晰地显示障碍物与车尾的距离，帮助司机克服了后视镜小，视野窄的缺点。当车至危险区域时，通过声光报警提醒司机，消除了倒车造成的事故隐患。实验已经验证了汽车倒车雷达的有效性、可靠性。同时系统还预留部分接口，为系统升级和数据通信带来方便。