倒车方撞装置综述毕业论文

兰州职业技术学院毕业设计（论文）课 题 汽车倒车防撞装置综述 所属教学单位 汽车工程系 专 业 汽车检测与维修技术 年 级 11 级汽车检测与维修 3 班 学 号 20111484 姓 名 张治中 指导教师 张琪琛 2013 年 9 月 10 日兰州职业技术学院毕业设计（论文）开题报告一、选题的性质 （ ）应用理论研究 （ ）应用研究 二 、 选 题 的 目 的 和 理 论 、 实 践 意 义目的：为了更进一步的明确了解汽车倒车防撞装置的工作原理及就自己了解到的汽车防撞装置技术发表自己对这一课题的新想法。理论：就入学以来所学的有关汽车构造，汽车底盘，制动系的简单构成及工作原理及了解到的关于汽车倒车防撞装置及制动方面的技术等。实践意义：能够提高大学生自主创新能力和创新意识，同时增强自己的动手能力、开拓思维；提高汽车行驶安全性，减少生命和财产损失，提高车辆的性能。三、课题研究的主要内容这篇文章主要分析了汽车发展的趋势、倒车防撞装置的发展以及汽车防撞装置的发展前景等几方面的内容。其倒车防撞装置主要是针对汽车倒车时驾驶员无法目测到车尾与障碍物的距离而讨论的。该装置主要利用超声波在空气中的传播速度为已知量。由单片机控制超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即反射回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，再根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际长度。当所测的距离小于预设的安全距离时，再根据障碍物与车尾的距离发出不同程度的警报声。驾驶员根据不同的警报声做出相应的判断，并及时作出决定。从而减少事故的发生，保障人生与财产安全。四 、 课 题 研 究 的 方 法 、 策 略 及 基 本 条 件以车辆作为设计系统的对象、以实验室相关设备为参考，组建系统结构。结合设计要求对系统经一步分析，得出初步设计方案，初步设计方案包含了系统的结构、所需仪器及执行器的类型。在系统结构的基础上，完成雷达超声波测距系统的制作及优化。系统初步设计完成后，对系统的调试、控制运行进行优化和可行性分析，是整个设计方案能够达到安全、可靠、经济的运行。五、课题研究的步骤和总体安排一、 在指导教师的指导下，明确所选研究课题的目的和意义；二、 根据选题进行广泛调研，并检索主要参考文献；三、 拟定研究方案（包括研究内容、研究方法、预期目标、研究进度等） ；四、 编写论文提纲；五、 将包含上述内容的开题报告于 2013 年 9 月 20 日前送交指导老师，并于 2013 年 9月 20 日前完成开题；六、 请你于 2013 年 9 月 27 日前完成毕业论文（设计）的初稿； 七、 请你在 2013 年 9 月 2 日至 10 月 25 日之间反复修改初稿（要求不少于三次） ；八、 请你于 2013 年 10 月 31 日前把符合兰州职业技术学院毕业论文撰写格式要求的纸质定稿和相关的附件等材料，按要求装订后一式三份，连同对应的电子文档送交你的指导老师； 你的毕业论文（设计）如果通过了答辩资格审查，请你在 2013 年 11 月 15 日前参加本系统一组织的毕业论文答辩，并请做好抽答辩准备（具体答辩、抽答辩时间另行通知） ；六、成果形式描述1软件代码:汽车防碰撞控制系统按一定逻辑运行的程序代码； 2毕业论文:包括总体方案设计和系统组成及工作原理、软件各模块、系统测试和总结报告等。七、指导教师意见及指导安排该论文选题符合专业要求，选题的目的和意义清晰明确，内容翔实，研究方法合理。能够达到综合训练目标，同意开题。指导教师签字：张琪琛 2013 年 9 月 20 日八、所属教学单位意见同意开题 负责人签字：左玉萍 2013 年 9 月 21 日兰州职业技术学院毕业设计（论文）选题审批表申报人 张琪琛 所属教学单位 汽车工程系设计（论文）选题名称 汽车倒车防撞装置综述课题来源 自选命题课题简介：本课题研究的是一种新型的基于单片机控制的超声波倒车雷达系统，该系统采用通用型单片机作为控制电路，方便系统功能扩展。选题理由及准备情况：选题理由： 随着科学经济的不断发展，人们的生活水平不断提高，车辆已经非常普遍了，但在广大人们出行方便的背后却隐藏着不为人知的危险，那就是行车安全方面问题。这一问题看似不是那么重要但我们非常有必要防患于未然，故此我我便选择了这一课题进行研究。准备情况：论文资料已经收集完毕，并进行了筛选。论文框架已经构思完成；列出提纲并着手论文的写作。设计（论文）要求及所具备的条件：要求：（1）要有清晰地设计研究思路，并且要有较强的动手能力。（2）设计要现实，合理，充分利用周围的物质资源与环境资源。具备的条件：学校现有的硬件实验设备； 软件环境包括：Windows XP 等指导小组意见：该论文选题符合专业要求，选题的目的和意义清晰明确，内容翔实，研究方法合理。能够达到综合训练目标，同意选题。组长签字：张子成2013 年 9 月 30 日所属教学单位意见：同意选题负责人签字：左玉萍 2013 年 9 月 30 日目录1.汽车倒车防撞装置的发展及作用 .-1-1.1 汽车倒车防撞装置的发展历程 .-1-1.2 倒车防撞装置之超声波检测技术发展综述 .-3-2.超声波测距 .-1-2.1 超声波传感器介绍 .-1-2.2 超声波测距的原理及实现 .-3-3.防撞技术在现代汽车中的应用 .-4-3.1 汽车防撞钢梁的作用 .-4-3.2 倒车雷达/倒车影像系统简介 .-10-结束语 .-16-参考文献 .-17-汽车倒车防撞装置综述 1汽车倒车防撞装置综述内容摘要随着社会的进步，经济的发展和生活水平的不断提高，汽车数量逐年增长，交通事故的频繁发生，给人们的生命和财产安全带来了巨大的损失。安全驾驶成为大家关注的焦点，这种情况下，各种汽车安全辅助工具应运而生，倒车防撞装置也是其中之一。汽车倒车防撞装置是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况。解除了驾驶员泊车、倒车和启动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视野模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。而这篇文章主要分析了汽车倒车防撞装置的发展以及汽车防撞装置的发展前景等几方面的内容。其倒车防撞装置主要是针对汽车倒车时驾驶员无法目测到车尾与障碍物的距离而讨论的。该装置主要利用超声波在空气中的传播速度为已知量。由单片机控制超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，根据超声波碰到障碍物反射回来的时间计算出距离障碍物的实际长度。当所测的距离小于预设的安全距离时，再根据障碍物与车尾的距离发出不同程度的警报声。关键词 : 倒车防撞，超声波传感器，超声波发射器， 倒车雷达1.汽车倒车防撞装置的发展及作用1.1 汽车倒车防撞装置的发展历程经过日积月累的发展，打车雷达经过了六代的技术改良，无论是从外观结构上，换是从价格性能上，这六代产品都各有千秋，使用的较多的还要算数码显示、荧光屏显示和魔幻镜倒车雷达这三种。第一代倒车喇叭提醒“倒车请注意”！这种声音相信大家还非常熟悉，这就是倒车雷达的第一代产品，在快速发展的今天，只有一小部分商用车辆还在使用。只要驾驶员挂上倒车档，他就会响起，提醒周围的人注意。从某种意义上说，它对驾驶员并汽车倒车防撞装置综述 2没有直接的帮助，不是真正的倒车雷达。第二代轰鸣器提示这一阶段是倒车雷达系统的真正开始。倒车时，如果车后 1.81.5 米处有障碍物，轰鸣器就开始工作。轰鸣声越急，表示车辆离障碍物越近。由于没有距离显示虽然可以告知驾驶员有障碍物，但不能确定障碍物立车有多远，对驾驶员帮助亦不是很大。第三代数码波段显示这比起第二代改良了很多，可以显示车后障碍物离车体的距离。若是物体，在 1.8 米开始显示；如果是人，则在 0.9 米左右的距离开始显示。这代产品有两种显示方式，数码产品显示具体的数字，而波段显示产品是有三种颜色来区别的：绿色代表安全距离，表示车体距离障碍物的距离在 0.8米以上；黄色代表警告距离，表示离障碍物的距离只有 0.6-0.8 米：红色代表危险距离，表示距离障碍物只有不到 0.6 米的距离，必须停止倒车。第四代液晶荧屏显示这代产品有了质的飞跃，特别是荧屏显示开始出现动态显示系统。不用挂倒档，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案及车辆周围障碍物的距离。其外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装方便。不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度高，抗干扰能力不强，故此误报的情况也比较多。第五代魔幻镜倒车雷结合了前几代产品的优点，采用了最新仿生超雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确的测知 2 米以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能，是目前市面上最先进的倒车雷达系统。第六代无线倒车雷达全新无线液晶倒车雷达，融无线连接、倒车雷达、彩色液晶显示、BP 警示于一体。由于普通倒车雷达安装时从车后雷达主机到车前仪表台上显示器要步一条线，这样要拆装车内的装饰板、胶条等，极为不便。现在最新推出的无线液晶倒车雷达，一举解决这一问题。车后主机和显示器之间无线连接，方便快汽车倒车防撞装置综述 3捷。而且可在卡车、大巴等车身较长的车辆上使用，是安装更容易，连接更可靠。1.2 倒车防撞装置之超声波检测技术发展综述 超声的研究和发展，与媒质中超声的产生和接收的研究密切相关。1883 年Galton 首次制成超声气哨，其原理是将压缩气体经过狭缝喷嘴形成气流，吹动圆形刀口振动形成共振腔，从而产生超声。此后又出现了各种形式的汽笛和液哨等机械型超声换能器。由于这类换能器成本低，所以经过不断改进，至今仍广泛地用于超声处理技术中。20 世纪初，电子学的发展使人们能利用某些材料的压电效应和磁致伸缩效应制成各种机电换能器。材料科学的发展，使得应用广泛的压电换能器也由天然压电晶体发展到机电耦合系数高、价格低廉、性良好的压电陶瓷、人工压电单晶、压电半导体以及塑料压电薄膜(PVDF)等。产生和检测超声波的频率，也由几十千赫提高到上千兆赫。产生和接收的波型也由单纯的纵波扩大为横波、扭转波、弯曲波、表面波等。如频率为几十兆赫到上千兆赫的微型表面波都己成功地用于雷达、电子通信和成像技术等方面。利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段，也就是由生物体发射不被人们听到的超声波(20kHz 以上的机械波)，借助空气媒质传播由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物性质或障碍位置的方法。由于超声波的速度相对于光速要小的多，其传播时间就比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声波测距是一种利用声波特性、电子计数、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。它在很多距离探测应用中有很重要的用途，包括非损害测量、过程检测、机器人检测和定位、以及流体液面高度测量等。超声波方法在某些方面具有突出的优点：(1)超声波对色彩、光照度不敏感，可用于识别透明及漫反射性差的物体(如玻璃、抛光体)；(2)对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗、有灰尘或烟雾、电磁干扰强、有毒等恶劣环境中；(3)超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，易于小型化和集成化。因此超声检测法己越来越引起人们的重视，被广泛应用在液位测量、机械手控制、车辆自动导航、物体识别等方面。特别是在空气测距中，由于空气中波速较慢，其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来，具有很高的分辨力，因而其准确度也较其它方法高。汽车倒车防撞装置综述 42 超声波测距2.1 超声波传感器介绍超声波由于其指向性强、能量消耗缓慢、传播距离较远等优点，而经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，例如液位、井深、管道长度等场合。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在测控系统的研制上得到了广泛应用。超声传感器是一种将其他形式的能转变为所需频率的超声能或是把超声能转变为同频率的其他形式的能的器件。目前常用的超声传感器有两大类，即电声型与流体动力型。电声型主要有：1 压电传感器； 2 磁致伸缩传感器；3 静电传感器。流体动力型中包括有气体与液体两种类型的哨笛。由于工作频率与应用目的不同，超声传感器的结构形式是多种多样的，并且名称也有不同，例如在超声检测和诊断中习惯上都把超声传感器称作探头，而工业中采用的流体动力型传感器称为“哨”或“笛” 。压电传感器属于超声传感器中电声型的一种。探头由压电晶片、楔块、接头等组成，是超声检测中最常用的实现电能和声能相互转换的一种传感器件，是超声波检测装置的重要组成部分。压电材料分为晶体和压电陶瓷两类。属于晶体的如石英，铌酸锂等，属于压电陶瓷的有锆钛酸铅，钛酸钡等。其具有下列的特性：把这种材料置于电场之中，它就产生一定的应变；相反，对这种材料施以外力，则由于产生了应变就会在其内部产生一定方向的电场。所以，只要对这种材料加以交变电场，它就会产生交变的应变，从而产生超声振动。因此，用这种材料可以制成超声传感器。传感器的主要组成部分是压电晶片。当压电晶片受发射电脉冲激励后产生振动，即可发射声脉冲，是逆压电效应。当超声波作用于晶片时，晶片受迫振动引起的形变可转换成相应的电信号，是正压电效应。前者用于超声波的发射，后者即为超声波的接收。超声波传感器一般采用双压电陶瓷晶片制成。这种超声传感器需要的压电材料较少，价格低廉，且非常适用于气体和液体介质中。在压电陶瓷上加有大小和方向不断变化的交流电压时，根据压电效应，就会使压电陶瓷晶片产生机械变形，这种机械变形的大小和方向在一定范围内是与外加电压的大小和方向成正比的。也就是说，在压电陶瓷晶片上加有频率为 f0 交流电压，它就会产生同频率的机械振动，这种机械振动推动空气等媒介，便会汽车倒车防撞装置综述 5发出超声波。如果在压电陶瓷晶片上有超声机械波作用，这将会使其产生机械变形，这种机械变形是与超声机械波一致的，机械