王淼兒+李文龍+孫偉峰
摘 要:伴隨我國(guó)交通事業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,汽車已成為當(dāng)前人們出行的常見(jiàn)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(shí)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(wèn)題。在交通事故中,追尾是汽車事故中的常見(jiàn)現(xiàn)象之一,按照常規(guī)交通行駛規(guī)則來(lái)說(shuō),汽車在行駛過(guò)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(shí),因視覺(jué)因素往往無(wú)法注意與后車之間的車距,在倒車時(shí)也因該問(wèn)題時(shí)常發(fā)生意外,為解決這一問(wèn)題,生產(chǎn)商開(kāi)始研發(fā)了超聲波測(cè)距儀技術(shù),該技術(shù)能夠有效測(cè)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(cè)距儀是一項(xiàng)具有指向性的超聲技術(shù),該技術(shù)能夠幫助汽車測(cè)量與其他物體之前的距離,使車輛在倒車時(shí)能夠防止與其它障礙物體發(fā)生意外。超聲波是一項(xiàng)能量消耗少的技術(shù),其在介質(zhì)中能夠達(dá)到較遠(yuǎn)距離的傳播,將其應(yīng)用于車輛測(cè)距儀中能夠使技術(shù)變得更靈敏與簡(jiǎn)單,同時(shí),該技術(shù)還具備倒車防撞警報(bào)系統(tǒng),能夠使車輛在倒退時(shí)通過(guò)超聲檢測(cè)后方各個(gè)障礙物,若檢測(cè)顯示在安全范圍內(nèi),則可繼續(xù)進(jìn)行倒車運(yùn)行,當(dāng)車輛倒車至一定距離時(shí),警報(bào)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的提示警報(bào),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(cè)距儀的設(shè)計(jì)在倒車技術(shù)上的應(yīng)用
1.1 設(shè)計(jì)方法
本次設(shè)計(jì)選擇使用TCT40-16T/R超聲波傳感器,對(duì)超聲波測(cè)距儀的各個(gè)運(yùn)行原理進(jìn)行研究,在了解理論知識(shí)的基礎(chǔ)上掌握各個(gè)操作方法。對(duì)超聲波測(cè)距儀的各個(gè)電路走向進(jìn)行研究,并了解不同硬件的作用,設(shè)計(jì)出具有超聲波的電路,使測(cè)距儀能夠?qū)Τ暡ǖ母袘?yīng)有所接收,使超聲波測(cè)距儀能夠?qū)σ欢ǚ秶鷥?nèi)的障礙物距離進(jìn)行測(cè)量。在設(shè)計(jì)使,其首先需設(shè)計(jì)一個(gè)超聲波測(cè)距器,該器械主要包含單片機(jī)、超聲波接收電路、超聲波發(fā)出電路、警報(bào)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(diǎn),其在介質(zhì)環(huán)境中,超聲的傳播距離會(huì)更遠(yuǎn),這也是使得汽車測(cè)距儀采用超聲波技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的緣故。超聲波在車輛測(cè)距儀中應(yīng)用其設(shè)計(jì)內(nèi)容十分簡(jiǎn)單,且對(duì)距離的檢測(cè)計(jì)算過(guò)程也十分快捷,測(cè)量的精準(zhǔn)度極高,能夠滿足當(dāng)前人們對(duì)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(jī)械型超聲波,一種是電氣型超聲波。機(jī)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(dòng)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(cè)距儀中最為常見(jiàn)的超聲波類型屬于壓電類,其能夠根據(jù)控制器的運(yùn)行達(dá)到動(dòng)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(cè)距儀的硬件設(shè)計(jì)
在硬件設(shè)計(jì)上,超聲波測(cè)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(jì)中,該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需在合理距離內(nèi)設(shè)計(jì)相應(yīng)的無(wú)接觸測(cè)距技術(shù),并為了使車距檢測(cè)精度更高,駕駛者還需對(duì)超聲波與周圍溫度之間的影響因素進(jìn)行考慮,而該要求需要超聲波系統(tǒng)在檢測(cè)過(guò)程中能夠?qū)④囃猸h(huán)境問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè),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(cè)距儀設(shè)計(jì)中,其還需對(duì)超聲波測(cè)距儀在倒車時(shí)對(duì)周圍障礙物的感應(yīng)時(shí)間和反映時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì),再根據(jù)時(shí)間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出車輛與障礙物之前的距離長(zhǎng)遠(yuǎn)。第三,在單片機(jī)的處理上,單片機(jī)在獲取到超聲測(cè)距儀所收到的信息后,其會(huì)通過(guò)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(bào)狀況,幫助駕駛者對(duì)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(cè)距儀能夠在車輛倒車時(shí)的3米內(nèi)物體作出有效測(cè)量和感應(yīng),各項(xiàng)數(shù)據(jù)內(nèi)容能夠通過(guò)在LCD傳達(dá)于駕駛者。另外,超聲波測(cè)距儀中普遍還具有環(huán)境溫度檢測(cè)功能,其能夠?qū)囕v周圍的溫度進(jìn)行感應(yīng),改變超聲波的傳達(dá)速度,有效提高車輛在倒車行駛過(guò)程中的安全性與穩(wěn)定性[3]。
3 超聲波測(cè)距儀的軟件設(shè)計(jì)
在軟件設(shè)計(jì)上,超聲波測(cè)距儀的軟件設(shè)計(jì)普遍是以模塊設(shè)計(jì)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(xiàng)目:第一,能夠?qū)Τ暡ǖ陌l(fā)出與接收進(jìn)行控制,汽車在行駛倒車時(shí),其方向會(huì)不斷的變換,而此時(shí)超聲波測(cè)距儀的發(fā)出與接收也會(huì)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(duì)超聲波的發(fā)出與接收進(jìn)行控制,使其測(cè)距數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)。第二,倒車周圍的安全距離計(jì)算,汽車在倒退過(guò)程中,其速度與正常行駛相比普遍較慢,且倒車過(guò)程也極少一氣呵成,此時(shí)超聲波測(cè)距儀需要根據(jù)車輛的行駛快慢對(duì)車輛與障礙物之間的距離進(jìn)行測(cè)量,在超出安全范圍時(shí)立即發(fā)出提示警報(bào),使駕駛?cè)四軌蛲V估^續(xù)倒車。第三,測(cè)量出超聲波的發(fā)出時(shí)間與障礙物和車輛之間的距離,該設(shè)計(jì)是超聲波測(cè)距儀最基礎(chǔ)的一項(xiàng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),在設(shè)計(jì)時(shí),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(bào)提示功能等。在警報(bào)提示上,超聲波測(cè)距儀能夠根據(jù)所檢測(cè)的信息選擇警報(bào)類型,使駕駛員能夠分辨問(wèn)題。當(dāng)主程序在運(yùn)行時(shí),程序內(nèi)容需在檢測(cè)上一個(gè)環(huán)境后恢復(fù)初始化狀態(tài),對(duì)超聲波測(cè)距儀的各個(gè)時(shí)間及信息進(jìn)行調(diào)整,使其工作模式得到更新,在汽車進(jìn)入下一個(gè)倒車環(huán)節(jié)時(shí),能夠根據(jù)新環(huán)境進(jìn)行重新檢測(cè),使其達(dá)到初始化目的。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,超聲波測(cè)距儀在倒車技術(shù)上的設(shè)計(jì)主要圍繞硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)兩大模塊進(jìn)行,并根據(jù)超聲波的特質(zhì)及優(yōu)勢(shì)將其應(yīng)用于測(cè)距儀的感應(yīng)系統(tǒng)中,使汽車在倒車過(guò)程中能夠?qū)χ車系K物的信息進(jìn)行有效發(fā)出與接收,在一定安全范圍內(nèi)遇到障礙物時(shí)能夠快速提示駕駛員停止倒車行為,使車輛在倒車過(guò)程中避免了以往的盲目現(xiàn)象,因此可得出,超聲波測(cè)距儀能夠?yàn)檐囕v倒車帶來(lái)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(xiàn)
[1]王博.基于超聲波測(cè)距技術(shù)的倒車?yán)走_(dá)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息,2014,12(06):26.
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