基本信息
- 项目名称：
- 基于人性化设计的全方位车载雷达
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 对于产品设计的基本思路是通过超声波的信号反馈在车内的显示屏上通过直观的显示和警报器的蜂鸣来警示驾驶者，提高倒车行车安全。 接下来是对我们的设计所拥有的功能介绍：本车载雷达根据用户的实际需要设计多种人性化功能于一体，更加提高车载雷达的易用性和直观性.设计产品是由两个有源探头，pic主板和实时显示米面板构成。对于功能方面的设计，我们基本基于人性化的出发点，并兼顾经济效益。
- 详细介绍：
- 第一：我们的车载雷达是自动启动的，在加速度过程中速度>15Km/h时车载雷达停止工作，在减速过程中速度<10Km/h时车载雷达开始工作。当发动机工作时车载雷达工作，当发动机关闭时到车雷达停止工作。特点：虽然在技术上完成这样一个效果非常简单，但是增加这样一个功能后让车载雷达更加人性化。 第二：开机自检 如果各路探头和电路都完好数码管显示‘－――’，然后进入探测状态。如果有探头和电路出现问题数码管显示‘ERR’，对应的那路的红灯亮0.3秒－灭0.3秒－亮0.3秒－灭0.3秒，相应蜂鸣器响0.3秒－停0.3秒－响0.3秒－停0.3秒，然后进入探测状态。 第三：前探头提示当物体由远及近时，80cm～40cm时蜂鸣器以8Hz报警，40cm以下蜂鸣器长鸣。当由近及远时60cm以下蜂鸣器长鸣60cm～80cm蜂鸣器以8Hz报警。指示灯显示进入0cm～40cm时红灯亮，进入40cm～65cm时红黄灯亮，进入65cm～80cm时红黄绿灯亮。 第四：后探头提示当物体由远及近时，120cm～80cm时蜂鸣器以4Hz报警，80cm～40cm时蜂鸣器以8Hz报警，40cm以下蜂鸣器长鸣。当由近及远时60cm以下蜂鸣器长鸣，60cm～80cm蜂鸣器以8Hz报警，80cm～120cm蜂鸣器以4Hz报警。指示灯显示进入0cm～40cm时红灯亮，进入0cm～80cm时红黄灯亮，进入0cm～120cm时红黄绿灯亮。 注：距离显示数码管显示的是最近那一路的距离，单位为厘米、精度达到5cm。同时此路对应的灯以5Hz闪烁。未进入雷达探测区的探头对应的灯不显示。距离低于40cm的统一显示40cm。虽然我们的设计理念在实现上并不是十分的完美，但基本实现了我们所预期的功能。 我们设计的目的基于中国经济的持续增长和汽车价格的持续下降，越来越多的家庭拥有自己的汽车。在享受汽车给我们带来便利的同时，由于倒车而产生的问题也日益突出。在汽车事故的发生比例中，倒车引起的事故占有一定比例，倒车已成为令人头痛的一项任务，即使是经验丰富的司机也在抱怨倒车是件费力费神的事。公路、街道、停车场、车库的拥挤不堪，车辆之间、车辆与人、车辆与墙壁等障碍物之间的碰撞时有发生，针对这一情况，人们对汽车操纵的便捷性提出了更高的要求，希望有种装置能够解决汽车倒车给人们带来的问题，消除驾驶中的不安全因素，可将车快速准确地停放到指定的位置。 车载雷达是汽车泊车或者倒车时的安全辅助装置，由超声波传感器(俗称探头)、控制器和显示器(或蜂鸣器)等部分组成。它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线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。 近年来由于电子技术的飞跃发展，使得相关技术日新月异，尤其是汽车电子作为一个新兴产业的迅速发展，使得研制高度信息化，电子化的车辆有了基础。有调查表明，越是高档的汽车，车上所配置的电子设备越多，宝马公司新款 760i 就配备有近 150 多种汽车电子产品，许多先进技术将被引入汽车的安全性和舒适性设计。各大汽车厂家也在提高燃油经济性、降低汽车排放的同时，越来越多地注重提高汽车的安全性能，舒适性能。使得驾驶员在轻松和舒适的条件下更安全的行驶。 目前越来越多的轿车装有驾驶辅助车载雷达。随着人们对汽车驾驶辅助系统易用性要求的提高，以及单片机价格不断下降和汽车电子系统网络化发展的要求，新型的车载雷达都是以单片机为核心的智能测距传感系统。要求车载雷达连续测距并显示障碍物距离，并采用不同间歇鸣叫频率的声音报警提示距离，以尽量不占用驾驶员的视觉让驾驶员全神贯注地注视场景，汽车电子系统网络化发展还要求作为驾驶辅助系统子系统的车载雷达具有通信功能，能够把数据发送到汽车总线上去。以往的设计限于单片机及电子技术的发展水平，系统使用元器件较多，功能也较简单。而本设计是基于新型单片机 PIC16F874 的车载雷达可以弥补以往产品的不足。它的运用可极大地减轻驾驶者的体力、脑力劳动强度，降低倒车难度，避免驾驶员因方向感不强、判断和操作失误而引起的事故。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 对于产品设计的基本思路是通过超声波的信号反馈在车内的显示屏上通过直观的显示和警报器的蜂鸣来警示驾驶者，提高倒车行车安全。 接下来是对我们的设计所拥有的功能介绍：本车载雷达根据用户的实际需要设计多种人性化功能于一体，更加提高车载雷达的易用性和直观性.设计产品是由两个有源探头，pic主板和实时显示米面板构成。对于功能方面的设计，我们基本基于人性化的出发点，首先我们采用超声波的原理，不同于市面上大多采用红外线和激光，成本大大降低，且提高了其灵敏度和抗干扰性。第二，采用有源探头。第三，自动启动和关闭。
科学性、先进性
- 本作品的突出特性在于运用了超声波探测障碍物的技术. 1超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，由单片机实时检测出超声波传播所用的时间ΔT 。利用超声波在同种介质中传播速度基本不变的性质，在声速 V 已知的条件下，得到障碍物离传感器的距离S。距离测量有一个远限，其原因就在于接收信号的幅值至少应该大于规定的阀值。这个阀值决定于对信噪比的要求。如果想增大可测的距离，总得从两个方面来解决，一方面就是尽量降低噪声，另一方面就是尽可能增大发射信号的幅值。 超声波是一种具有一定频率范围的声波。它具有在同种媒质中以恒定速率传播的特性，而在不同的媒质界面处，会产生反射现象。具体来讲，本系统测距原理类似于数字式雷达原理，测距开始发出一串脉冲串，单片机开计数器 ，中断单片机关计数器，所以，测量实际上变成读出距离计数器的数码值n。对目标距离d的测定转换为测量脉冲数n，从而把时间 这个连续量变成了离散的脉冲数。
获奖情况及鉴定结果
- 没有举行过鉴定，评比，展示活动。柳州五菱采用此雷达。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 技术入股
作品可展示的形式
- 实物，产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 通过对超声波在媒介中的传播特性和超声换能器的工作机理及测距算法分析，研究超声波信号的衰减以及脉冲信号的驱动特性，并根据此设计脉冲信号的发射电路。基于microchip PIC16f874微控制器作主控芯片完成车载雷达测距系统的设计，为充分考虑其实用性，采用六路探头轮巡测距，应用脉冲测距原理，对回波信号进行滤波放大，经过二值检波，检测回波信号，然后通过得到的传播时间计算距离。本设计充分考虑现实中在汽车上应用的恶劣条件，相应的采用滤波，去耦合以及防电磁干扰设计，根据设计实用性出发，采用收发一体防水探头。
同类课题研究水平概述
- 随着我国汽车产业的高速发展，尤其是近两三年我国开始进入私家车时代，汽车电子产业成了新的增长点，汽车电子产品的高利润和市场广阔性倍受商家关注，音响和防盗器就是明证，近两年来，车载雷达成了商家的电子新爱，众多生产防盗器的厂家纷纷涉足车载雷达，可以这么说，几乎生产防盗器的厂家都在生产车载雷达。市场上经销的车载雷达品牌多达几十种，在全国零售市场上销售的主要有固地、铁将军、伊莱、豪迪、奇贞、铭品、全安、佐敦、永泰和、俊邦视宝等品牌，基本上国产品牌占90%，而进口产品在终端市场上零售的较少。处在我国汽车用品大行业环境的繁荣背景下车载雷达已渐渐形成一个较大的行业，而且已呈现出一派激烈竞争的态势。日本、美国和欧洲等国的大汽车公司都投入了相当的人力、物力，采用先进的毫米波雷达、CCD摄像机、GPS和高档微机等制成安全预警系统，使用在其所开发的高级汽车上。据海外媒体报道，戴姆勒——克莱斯勒公司日前成功开发出供商用车(尤指卡车)使用的电子刹车系统，它与其他刹车系统的区别在于，其在卡车车头设有雷达感应器，感应器在车前观察四周环境，并将所有 收集的信息交由一控制器加工处理，形成虚拟景象。之后再借助演算法的辅助来判断所发生状况是否需要利用刹车。未来两三年内这种新型刹车系统即可量产上市，但价格昂贵，目前定为3745欧元，其过高的成本限制了它应用的普遍性。在底特律国际车展上，通用公司的Precept概念车装了Donnelly公司生产的以摄像机为基础的后视镜系统。该系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象，三个景象合成一个全景图像在中控台的视屏上显示出来，还用文字说明来传达信息。摄像机也可在倒车时使用，当车后近处有消火栓等障碍物时，就及时让驾驶员知晓。迄今为止，国内外许多学者均着眼于测距传感器的研究。可以预见今后车用测距系统并不会是单一的某一方式，而将是一综合系统，即集某两种或两种以上装置于一体，互相取长补短，进一步提高系统的精度和可靠性。如日本三菱汽车公司即采用了扫描式激光雷达与视频成像系统相结合的方式。随着技术的发展，现代汽车的测距技术必将越来越完善，未来的智能汽车也一定不再是人类的一个幻想。
