文献综述-胡光勇.doc

精品文档攀枝花学院Panzhihua University本科毕业设计（论文）文献综述院 （系）： 电气信息工程学院 专 业： 测控技术与仪器 班 级： 04测控 学生姓名： 胡光勇 学 号: 200410524011 2008年 3 月27 日文献综述： 超声波倒车雷达系统软件设计1超声波倒车雷达的立题背景超声波简单的说就是音频超过了人类耳朵所能够听到的范围。一般而言是指声音超过了20KHz以上时称之为超声波。与光波不同，超声波是一种弹性机械波，它可以在气体、液体和固体中传播。我们知道，超声波在空气中的传播速度为 340m / s，其速度相对电磁波是非常慢的。超声波在相同的传播媒体里(如大气条件)传播速度相同，即在相当大的频率范围内声速不随频率变化，波动的传播方向与振动方向一致，是纵向振动的弹性机械波，它是借助于传播介质的分子运动而传播的，波动方程描述方法与电磁波是类似的。超声脉冲波在实际生活中应用非常广泛，特别是在检测、诊断及水下探测等方面，经常使用持续时间很短的脉冲波。这不但有利于更好识别来自各种目标或边界的回波信号，增强抗干扰能力;而且可以显著提高超声检测的分辨力，特别是纵向分辨力。同时，又大大减少了总的声功率，这在医学诊断上更有利于确保超声诊断的安全性。目前基于超声波精确测距的需求也越来越大，如油库和水箱液面的精确测量和控制，物体内气孔大小的检测和机械内部损伤的检测等。.超声波倒车雷达的历史概况这些年来，随着超声波技术研究的不断深入，在加上其具有的高精度、无损、非接触等优点，超声波的应用变得越来越普及。目前已经广泛地应用在机械制造、电子冶金、航海、宇航、石油化工、交通等工业领域。此外在材料科学、医学、生物科学等领域中也占据重要地位。国外在提高超声波狈I距方面做了大量的研究，国内一些学者也作了相关的研究。对超声波测距的精度主要取决于所测的超声波传输时间和超声波在介质中的传输速度，二者中以传输时间的精度影响较大，所以大部分文献采用降低传输时间的不确定度来提高测距精度。目前相位探测法和声谱轮廓分析法或二者结合起来的方法是主要的降低探测传输不确定度的方法。12超声波倒车雷达的发展现状 厦门大学的童风研究了一种回波轮廓分析法。该方法在测距中通过两次探测求取回波包络曲线来得到回波的起点，通过这样处理后超声波的传输时间的精度得到了很大提高。意大利的Carullo等人介绍了一种自适应系统，采用特殊的发射波形来获得好的回波包络，同时采用对环境的噪声进行估测，设置一定的回波开门电平，且采用自动增益的控制放大器，通过这些措施来提高超声波的探测精度。另外也有大量的文献研究采用数字信号处理技术和小波变换理论来提高传输时间的精度。这些处理方法都取得了较好的结果。2 超声波倒车雷达的分类：2.1按探头数目来分类 按探头数目来分类，有2、3、4、6、8等多种探头数的产品可选。一般探头数目越多，超声波倒车雷达的探测能力越强，用户选购最多的是24个探头的产品，它们直接安装在汽车后面的保险杆上。68个探头的倒车雷达，可以把探头按照前2/4，后4的方式安装，这样超声波倒车雷达除了能够探测到车后的位置，还能探测到车身前面左、右两边的位置。2.2按照提示方式分类 按照提示方式，超声波倒车雷达可分为液晶显示屏提示、语音提示和声音提示三种方式。其中液晶显示屏，也有前置式、后置式和两块显示屏的区别。另外，超声波倒车雷达还分为有线和无线产品。3 超声波倒车雷达硬件条件31 发射部分发射 部 分 用来对超声波换能器进行功率驱动，将由单片机产生的40KHZ脉冲信号送入发射输入端，经过驱动放大达到足够功率之后，推动超声波换能器产生超声波。32接收部分接收部分主要由接收换能器和放大电路等环节组成。其中放大电路是一个放大倍数较高的三级运算放大器133，其功能是将从目标处反射回来的微弱信号进行放大整形后送入计数控制电路部分。由于在距离较远的情况下，声波的回波信号很小，因而转换为电信号的幅度也较小，为此要求将信号放大60万倍左右。采用三级放大:前两级放大100倍，采用高精密放大器LM318，其带宽为15MHz,能充分满足要求;第三级采用LF353运算放大器，带宽为4 MHz。放大后的交流信号经光电隔离送入比较器，比较器的作用是将交流信号整形为一个方波信号，输出信号送入555单稳态触发器。在回 路 中 采取了隔直、滤波、整形措施。调试过程中使用信号发生器送脉冲信号给接收回路，在输出端通过示波器观察输出波形。4 当代主流超声波倒车雷达厂商的开发现状 当前超声波倒车雷达品牌最好的当视安。探头数：4预警提示方式：声音数码距离显示方位示意指示灯安装车辆：赛纳，预警距离测试：该倒车雷达的障碍物显示距离精度为10厘米。也就是它只能显示分米级的探测距离精度。5 超声波倒车雷达开发的总结和展望 超声波倒车雷达技术在社会生活中已有广泛的应用，它们测距精度一般较低。目前对超声波高精度测距系统的需求越来越大。为了进一步提高系统测量精度和系统稳定性，在硬件上增加了温度传感器，采取声速预置和媒质温度测量相结合的办法对声速进行修正，降低了温度变化对测距精度的影响;同时采用 CPLD芯片来完成计数功能，从而提高了系统计时的可靠性。针对噪声环境中超声波测距的情况，一种基于相移检测的时延估计方法，可有效地降低噪声对测距的干扰，有利于提高超声波测距系统的测量精度。 参 考 文 献1.李茂山.超声波测距原理及实践技术J.实用测试技术，1994, (1): 12-20.2.苏长赞，红外线与超声波遥控M.北京:人民邮电出版社，1995.3.中国计量出版社.新编电子电路大全(第四卷):测量与传感电路M.北京:中国计量出版社，20014.袁 涛.单片机C高级语言程序设计及其应用。北京航空航天大学出版社，20025.杨恒.FPGA/VHDL快速工程实践入门与提高。北京航空航天大学出版社，20036.杨辉 .大规模可编程逻辑器件与数字系统设计。北京航空航天大学出版社，20017.包明 EDA技术与数字系统设计。北京航空航天大学出版社，20028.张克彦.MCS51/1% 单片机浮点程序和实用程序。北京航空航天大学出版社，20019.苏长赞，邹殿贵.红外线与超声波遥控。人民邮电出版社，200110.窦振中，单片机外围器件实用手册输出通道器件分册，北京航空航天大学出版社，200311.金炯泰，如何使用KEIL 8051 C编译器，2002韩国12.陈云洽，CPLD应用技术与数字系统设计，电子工业出版社，200313.廖裕评陆瑞强，CPLD数字电路设计 使用MAX+plus II，清华大200214.14林敏等，VHDL数字系统设计与高层次综合，北京航空航天大学出版社，200115.