[发明专利]基于超声波定位技术的汽车障碍探测系统

说明书

技术领域

本发明属于超声波定位技术领域。

背景技术

声音是与人类生活紧密相联的一种自然现象，人们对声音早有认识，在人们的日常生活中存在着各式各样的声音。在科学史上，声学是发展最早的学科之一。然而，超声是人耳听不到的信号。直到18世纪，人们开始研究海豚、蝙蝠等动物时，才推测自然界存在超声。声波是一种能在气体、液体和固体中传播的机械波，超声波是声波的一种。

由于人耳听域有限，所以在自然界中似乎超声不存在，其实超声是广泛存在的。人耳听到的声音只是自然界声音的一部分，即可听声部分，而即使是可听声部分的声音，有时仍然含有超声成分，只是人耳听不到。比如自然界中许多动物发出的声音中就含有超声成分，蝙蝠就是最典型的例子。它可以利用超声进行探测洞穴、捕获昆虫，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,由待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与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,并且它有易于定向发射，方向性好，强度易控制的特性，因而人类利用超声波测距。

超声波在对障碍物进行定位方面具有以下突出的优点：

(l)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，因而其准确度也较高。

随着科学技术的发展，超声波障碍探测技术在国防、汽车工业、公路监测及日常生活中无处不在。例如，在汽车工业领域制成的倒车、防撞系统已广泛投入使用，避免了汽车事故的发生。

目前障碍探测产品主要是以微处理器为核心，以大规模集成芯片为外围电路的智能化仪器。由于硬件的束缚，这种系统具有成本高、智能化程度低、设计复杂、功能固化等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有障碍探测产品成本高、智能化程度低、设计复杂、功能固化等问题，本发明提供一种基于超声波定位技术的汽车障碍探测系统。

本发明的基于超声波定位技术的汽车障碍探测系统，

它包括发射系统、接收系统、测温系统、单片机系统和虚拟仪器显示系统；

发射系统，用于产生40KHz的超声波，并向汽车障碍物发射；

接收系统，用于接收汽车障碍物反射的回波信号；

测温系统，用于测量环境温度；

单片机系统，用于根据测量的环境温度修正补偿发射系统发射超声波的速度并控制其发射，并记录发射系统发送超声波和接收系统接收回波信号的时间间隔，根据所述时间间隔计算与汽车障碍物的距离，并根据所述距离向汽车的电机驱动系统发送驱动信号，将所述距离发送给虚拟仪器显示系统；

虚拟仪器显示系统，用于通过串口通信与单片机交换数据，并将接收的距离信号进行显示。

本发明的有益效果在于，本发明所述的基于超声波定位技术的汽车障碍探测系统，用了测温系统、单片机系统及其外围芯片，加入了温度补偿减小了误差，从而提高了测距精度，完成了硬件电路和软件的设计工作，利用串口通信实现单片机系统和虚拟仪器显示系统6之间的通信。本发明与现有障碍探测产品相比，具有成本低，智能化程度高，设计简单，功能多样化的优点。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的基于超声波定位技术的汽车障碍探测系统的原理示意图。

图2为具体实施方式二所述的发射系统的原理示意图；

图3为具体实施方式三所述的接收系统的原理示意图；

图4为具体实施方式四所述的温度传感器的原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的基于超声波定位技术的汽车障碍探测系统，它包括发射系统1、接收系统2、测温系统3、单片机系统4和虚拟仪器显示系统6；

发射系统1，用于产生40KHz的超声波，并向汽车障碍物发射；

接收系统2，用于接收汽车障碍物反射的回波信号；