摘要：针对现有一维倒车雷达体系无法勘探地上路况的问题，规划了一款根据超声波测距的二维倒车雷达体系。两列超声波探头别离监测车后方水平障碍物和车后方地上障碍物，对体系的地上监测即超声波斜面测距给出了理论依据，若车后方有障碍物，则体系宣布语音提示。试验测验结果表明，该体系可完结车距在水平方向3～400 cm的精确测距，一起对地上呈现的障碍物与凹坑有较高辨识才干，体系可靠性高。
导言
近年来，跟着经济的迅速发展，轿车作为快捷的交通工具已进入越来越多的家庭，一起，由泊车和倒车所引发的事端也越来越多。倒车时，车内、外的反光镜能够扩展驾驶员的视界，可是轿车后方的障碍物，以及因为高度缺少，经过反光镜看不到的障碍物都或许处于驾驶员的视界死角中。据相关查询核算，15%的轿车磕碰事端都是由倒车时轿车的后视才干缺少形成的。
本文针对一维倒车雷达体系的首要缺点，规划了一款根据超声波测距的二维倒车雷达体系。该体系可及时区分轿车后方凸起、山崖以及后方处于驾驶员盲区内的其他障碍物，一起所参加的智能语音报警功用，可及时提示驾驶员车后的具体状况。
1 体系总体规划
本体系首要由STC89C52单片机、超声波水平测距模块、超声波地上监测模块、稳压电源模块、温度补偿、智能语音报警模块及液晶显现电路等组成，体系总体规划原理框图如图1所示。
体系作业原理如下：轿车挂倒档，体系通电发动完结初始化。因为声速与温度有关，运用温度传感器丈量现场温度，并送回单片机进行声速补偿。超声波水平测距模块从轿车尾部向水平方向发射超声波，超声波地上监测模块从轿车尾部方向发射超声波(装置角与水平面成60°)。超声波在空气中传达，遇到障碍物时会发生出回波，回波别离由超声波水平测距模块和超声波地上监测模块接纳。回波经过前置扩大、带通滤波、电压比较器后，由单片机检测回波抵达的时刻，并核算超声波从发射到接纳所运用的时刻(即渡越时刻)，由此核算出车尾与障碍物的间隔。间隔实时显现在液晶显现屏上，并经过智能语音报警模块宣布提示语音。
2 首要硬件模块规划
2.1 超声波水平测距模块规划
选用超声波收发一体测距模块HC—SR04完结测距使命，此模块包含超声波发射探头、接纳探头、控制电路，能够完结3～400cm间隔丈量。超声波发射探头宣布的超声波频率为40 kHz，波束角为30°，勘探规模为轴向±30°的弧状区域。
超声波水平测距时，3个超声波模块以等问距方法摆放，每个超声波模块的TRIG和ECHO引脚别离与单片机I/O口相连。单片机顺次给TRIG引脚一个大于10μs的高电平，这样超声波测距模块就能够给发射探头8个40 kHz的周期电平，此刻发射探头宣布超声波。接纳探头检测到回波后，ECHO引脚输出一个与超声波从发射到接纳所用时刻T相同的高电平，高电平时刻T经过单片机内部定时器0加以收集。当单片机选用12 MHz的外部晶振时，每履行一个机器周期则需求1μs，计数加1需求一个机器周期，所以经过定时器核算得到的时刻T(单位s)为：
T=(TH0×256+TL0)×10-6 (1)
其间，T为超声波从发射到接纳所用的时刻，THO与TLO别离表明单片机定时器O的高字节和低字节寄存器值。探头与障碍物间的间隔S为：
体系运行时，超声波水平测距电路中的3个超声波测距模块顺次宣布超声波，间隔至少大于60 ms，以确保超声波回波不会相互影响。超声波水平测距模块作业图，如图2所示。
2.2 超声波地上监测模块规划
超声波测距的关键是探头要接纳到回波，探头宣布的声波沿直线传达，遇到不同介质的界面会发生反射和散射现象。声波向斜面入射时，反射波会沿着反射角方向传达，或许并不指向探头。图3是反射波回来探头的极限状况。
该状况下，H为可测间隔，α为界面倾角，接纳发射探头间隔之间的关系为：
当界面倾角α为30°、O1O2为38 mm时，探头只能在H小于32.9 mm时才干接纳到反射波，实践斜面丈量间隔远大于此间隔，所以实践丈量中反向散射波成为回波的首要成分。超声波测距时，关于具有必定歪斜视点的粗糙斜面，不计声传达衰减时的散射回波强度为：
其间，Is为散射回波;Wo为超声波探头发射功率;v为轴向会集系数，其与辐射面的形状有关，如为圆形辐射面，则v=π·d/λ;H为探头到斜面的垂直间隔;△θ为波束角;β
为入射波倾角。
由式(5)可知：在探头发射功率、轴向会集系数以及波束角固定不变的状况下，散射回波强度与丈量间隔、入射波倾角有关。当β=60°时，散射回波能量较β=90°时的状况削减不多，仍旧能够进行回波检测。
将3个超声波模块HC—SR04固定在体系尾部，与地上成60°夹角，在实践的轿车倒车体系中，此模块能够装置在车尾的适宜处。探头装置侧视图和正视图如图4所示。
