基于超聲波定位原理的智能停車輔助系統(tǒng)(共9頁)

1、中國科技論文在線- PAGE 9 - FORMTEXT 基于(jy)超聲波定位原理的智能停車輔助系統(tǒng) FORMTEXT 王治國， FORMTEXT 李雅梅， FORMTEXT 邱微SET bkContact 李雅梅 * MERGEFORMAT李雅梅通信聯(lián)系人：李雅梅，（1966-），女，副教授，研究方向：智能檢測技術(shù)，自動(dòng)化儀器儀表，計(jì)算機(jī)控制等. E-mail: 作者簡介：王治國，（1990.05-），男，在讀本科生，專業(yè)：測控技術(shù)與儀器SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.

2、5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET bkCompanyEN Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105;Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105;Electrical and Control Engineering, Li

3、aoning Technical University, Huludao 125105 * MERGEFORMATElectrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105;Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105;Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 1251

4、05SET bkCompanyCHN 遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣(dinq)與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105;遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105;遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105 * MERGEFORMAT遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣(dinq)與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105;遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105;遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105SET bkPostcode 125105;125105;125105 * MERGEFORMAT125105;125105;12

5、5105SET bkMobile13591999098* MERGEFORMA13591999098ET bkTelphone13591999098* MERGEFORMA13591999098ET bkAddress 遼寧省葫蘆島市興城市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū);遼寧省葫蘆島市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū);遼寧省葫蘆島市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大

6、學(xué)葫蘆島校區(qū) * MERGEFORMAT遼寧省葫蘆島市興城市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū);遼寧省葫蘆島市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū);遼寧省葫蘆島市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)SET bkEmail 787622896;749151492 * MERGEFORMAT787622896;749151492SET bkIntroduction 王治國，（1990.05-），男，在讀本科生，專業(yè)：測控技術(shù)與儀器;李雅梅，（1966-），女，副教授，研究方向：智能檢測技術(shù)，自動(dòng)化儀器儀表，計(jì)算機(jī)控制等;邱微，（1993.03-），女，在讀本科，專業(yè)：測控

7、技術(shù)與儀器 * MERGEFORMAT王治國，（1990.05-），男，在讀本科生，專業(yè)：測控技術(shù)與儀器;李雅梅，（1966-），女，副教授，研究方向：智能檢測技術(shù)，自動(dòng)化儀器儀表，計(jì)算機(jī)控制等;邱微，（1993.03-），女，在讀本科，專業(yè)：測控技術(shù)與儀器SET bkAuthorCHN 王治國;李雅梅;邱微 * MERGEFORMAT王治國;李雅梅;邱微SET bkAuthorEN wangzhguo;liyamei;qiuwei * MERGEFORMATwangzhguo;liyamei;qiuweiSET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET bkFund *

8、 MERGEFORMAT SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.

9、5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET version 1.5 * MERGEFORMAT1.5SET bkReferencesInfo 1*|*期刊*|*董蘇華，章超漢.部分國家及

10、地區(qū)停車問題研究J.國外城市規(guī)劃.1999，（4）：37-412*|*學(xué)位論文*|*司春寧.基于超聲波的距離測量系統(tǒng)的研究及其應(yīng)用D.上海：東華大學(xué)，2009，1:20-21.3*|*專著*|*張毅剛，彭喜元，彭宇.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：高等教育出版社，2010.4*|*專著*|*周杏鵬.現(xiàn)代檢測技術(shù)M.北京：高等教育出版社，20105*|*專著*|*郁有文，常建，程繼紅.傳感器原理及工程應(yīng)用（第四版）M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2014.6*|*學(xué)位論文*|*郭新.海底超聲波定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)D.吉林大學(xué).2013.6:32 * MERGEFORMAT1*|*期刊*|*董蘇華，章超漢.部

11、分國家及地區(qū)停車問題研究J.國外城市規(guī)劃.1999，（4）：37-412*|*學(xué)位論文*|*司春寧.基于超聲波的距離測量系統(tǒng)的研究及其應(yīng)用D.上海：東華大學(xué)，2009，1:20-21.3*|*專著*|*張毅剛，彭喜元，彭宇.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：高等教育出版社，2010.4*|*專著*|*周杏鵬.現(xiàn)代檢測技術(shù)M.北京：高等教育出版社，20105*|*專著*|*郁有文，常建，程繼紅.傳感器原理及工程應(yīng)用（第四版）M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2014.6*|*學(xué)位論文*|*郭新.海底超聲波定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)D.吉林大學(xué).2013.6:32 SET bkAuthorsInfo |1|王治國|wa

12、ngzhguo|遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105|Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105|王治國，（1990.05-），男，在讀本科生，專業(yè)：測控技術(shù)與儀器|遼寧省葫蘆島市興城市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)|125105|78762289618242989981*|2|李雅梅|liyamei|遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105|Electrical and Control

13、Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105|李雅梅，（1966-），女，副教授，研究方向：智能檢測技術(shù)，自動(dòng)化儀器儀表，計(jì)算機(jī)控制等|遼寧省葫蘆島市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)|12510513591999098|3|邱微|qiuwei|遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105|Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105|邱微，（1993.

14、03-），女，在讀本科，專業(yè)：測控技術(shù)與儀器|遼寧省葫蘆島市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)|125105|74915149218342915495 * MERGEFORMAT|1|王治國|wangzhguo|遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105|Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105|王治國，（1990.05-），男，在讀本科生，專業(yè)：測控技術(shù)與儀器|遼寧省葫蘆島市興城市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫

15、蘆島校區(qū)|125105|78762289618242989981*|2|李雅梅|liyamei|遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105|Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105|李雅梅，（1966-），女，副教授，研究方向：智能檢測技術(shù)，自動(dòng)化儀器儀表，計(jì)算機(jī)控制等|遼寧省葫蘆島市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)|12510513591999098|3|邱微|qiuwei|遼寧工程技術(shù)大

16、學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105|Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105|邱微，（1993.03-），女，在讀本科，專業(yè)：測控技術(shù)與儀器|遼寧省葫蘆島市龍灣南大街188號(hào)遼寧工程技術(shù)大學(xué)葫蘆島校區(qū)|125105|74915149218342915495SET bkTitleInfo 基于超聲波定位原理的智能停車輔助系統(tǒng)|Intelligent parking assist system is based on the princi

17、ple of ultrasonic navigation| * MERGEFORMAT基于超聲波定位原理的智能停車輔助系統(tǒng)|Intelligent parking assist system is based on the principle of ultrasonic navigation|（遼寧工程技術(shù)大學(xué)(dxu)電氣與控制工程學(xué)院，遼寧 葫蘆島 125105）SET bkTitleInfo * MERGEFORMAT SET bkAuthorsInfo * MERGEFORMAT 摘要(zhiyo)： FORMTEXT 隨著(su zhe)我國經(jīng)濟(jì)騰飛，人們由于各種目的，越來越多的人在

18、生活中和工作中把汽車作為生活工具。同時(shí)由于駕駛員駕車技術(shù)停車位狹窄，停車和倒車引發(fā)許多事故。特別是現(xiàn)在家庭小型車庫面積小停車極為不便。為此，有助于駕駛員停車和倒車的倒車超聲系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。此裝置稱為“停車探視系統(tǒng)”，為駕駛員解除了駕駛員停車和啟動(dòng)車時(shí)前后左右探視所引起的困擾，幫助駕駛員掃除視野的死角和視線模糊的缺陷。本文以AT89S52單片機(jī)為核心的一種低成本、高精度、微型化，并有液晶顯示和聲光報(bào)警功能的停車系統(tǒng)。駕駛員只要在駕駛室就能知道距離障礙物位置，極大的提高了停車和倒車時(shí)的安全和效率。關(guān)鍵詞： FORMTEXT 超聲波定位；停車倒車；AT89S52中圖分類號(hào)： FORMTEXT TP36

19、8SET bkAuthorsInfo * MERGEFORMAT SET bkTitleInfo * MERGEFORMAT FORMTEXT Intelligent parking assist system is based on the principle of ultrasonic navigation FORMTEXT wangzhguo, FORMTEXT liyamei, FORMTEXT qiuwei(Electrical and Control Engineering, Liaoning Technical University, Huludao 125105)Abstrac

20、t: FORMTEXT As Chinas economic take-off that, because of a variety of purposes, more and more people in the life and work in the car as a living tool. And because the driver driving technique narrow parking spaces, parking and reversing cause many accidents. Especially now that the small size of sma

21、ll family garage parking is very inconvenient. For this reason, to help drivers stop and reverse reversing ultrasound system came into being.This device is called a stop visiting system for the driver to lift the problems around the driver stop and start the car caused about visitation, helping the

22、driver to remove the dead and blurred vision defects. In this paper, a low-cost AT89S52 microcontroller as the core, high-precision, miniaturization, and a liquid crystal display and sound and light alarm function of the parking system. As long as the driver in the cab will be able to know the dista

23、nce obstacle position, which greatly improves the safety and efficiency of parking and reversingKey words: FORMTEXT Ultrasonic Positioning; Parking and Reversing;AT89S52引言隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通運(yùn)輸車輛以及私家車的不斷增多，由此產(chǎn)生的交通及交通事故問題受到越來越多人的關(guān)注。其中停車和倒車事故發(fā)生頻率極高，已引起了社會(huì)各界以及交通部門的高度重視1。倒車事故發(fā)生的原因是多方因素的，倒車鏡有死角，駕車者目測距離有誤差，視線模糊

24、等原因造成倒車時(shí)的事故率遠(yuǎn)大于汽車前進(jìn)時(shí)的事故率，尤其駕駛技術(shù)較差的非職業(yè)駕駛員以及女性更為突出。而倒車事故給車主帶來的許多困擾，例如撞上別人的車、自家小型車庫墻壁等，這不僅使自身的生命財(cái)產(chǎn)安全受到威脅，也造成了社會(huì)的一些不安定因素，鑒于此，汽車行業(yè)周邊技術(shù)產(chǎn)品，專為汽車倒車停車而設(shè)置的智能系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，此智能系統(tǒng)安裝到汽車上可以解決駕駛?cè)藛T倒車停車有視覺盲區(qū)的困擾，大大降低了倒車停車事故的發(fā)生。此系統(tǒng)以單片機(jī)、超聲波發(fā)生裝置和接收裝置為主體組成的，能以聲音和更為直觀的顯示告知駕駛員汽車的位置，消除了駕駛員停車和倒車來回左右目測距離的困擾，同時(shí)還可以幫助駕駛員在家庭小型車庫有視覺盲區(qū)的困擾，降

25、低了對駕駛員的技術(shù)要求，更提高駕車的安全性?；驹沓暡ǘㄎ幌到y(tǒng)的基本原理是通過接收幾個(gè)固定(gdng)端的發(fā)射點(diǎn)的固定信號(hào), 從而得到主體到這幾個(gè)發(fā)射點(diǎn)的距離2, 經(jīng)計(jì)算后即可得到主體的位置。但是，由于超聲波在空氣中的衰減較大, 它只適用于較小的范圍。超聲波在空氣中的傳播距離一般只有(zhyu)幾十米。短距離的超聲波測距系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)際中有所應(yīng)用, 測距精度可以達(dá)到厘米級(jí)3。超聲波定位系統(tǒng)可用于家庭小型車庫等場所(chn su)中的移動(dòng)物體定位。其具體實(shí)現(xiàn)可有以下兩種方案。方案一 三面定位在三面有墻壁的場所, 利用裝在主體上的反射式測距系統(tǒng)可以測得主體到三面墻壁的距離。如果以三面墻壁的交點(diǎn)為

26、原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系, 則可直接得到主體的三個(gè)直角坐標(biāo)如圖 1 所示。圖1 利用三面垂直的墻壁進(jìn)行定位Fig. 1 The use of three vertical wall positioning但是此方案在工程應(yīng)用中要受到很大限制。第一, 超聲波傳感器必須與墻面基本保持垂直。第二，墻壁表面必須平整, 不能有凹凸不平。傳感器與墻壁之間也不能有其它物體。這在實(shí)際工程應(yīng)用中是非常難實(shí)現(xiàn)的。方案二 三邊定位在空間的某些固定位置上設(shè)立超聲波發(fā)射裝置, 主體上設(shè)立接收器 (反之亦可)。分別測 量主體到各發(fā)射點(diǎn)的距離, 經(jīng)過計(jì)算后便可得到主體的位置。由于超聲波的傳播具有一定的 發(fā)散性及繞射作用, 這種方

27、法所受到的空間條件限制較少。即使在主體與發(fā)射點(diǎn)之間有障礙 物, 只要不完全阻斷超聲波的傳播系統(tǒng)仍然可以工作。發(fā)射點(diǎn)的 位置通常按直角方位配置。以三維空間為例, 可在坐標(biāo)原點(diǎn)及 (X , 0, 0) , (0, Y , 0) 三個(gè)位置布置發(fā)射點(diǎn)如圖 2 所示。(y,0,0)(x,0,0)L2L1L3圖2 利用(lyng)三邊(sn bin)進(jìn)行(jnxng)定位Fig. 2 Use triangular positioning主體坐標(biāo) (x , y , z) 到三個(gè)發(fā)射點(diǎn)的距離分別 為L 1, L 2, L 3, 由距離計(jì)算坐標(biāo)的原理如下: 由圖 2 可得如下三角關(guān)系: （1） （2） （3）求

28、解上列方程可得： （4） （5） （6）對于較大的空間, 可以通過在坐標(biāo)軸方向 多布置一些發(fā)射點(diǎn)的方法來進(jìn)行定位。系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)思路停車倒車系統(tǒng)移動(dòng)端系統(tǒng)和固定端系統(tǒng)兩大系統(tǒng)組成。如圖3，左邊為移動(dòng)端，右邊為固定端。圖3 系統(tǒng)(xtng)整體框圖Fig. 3 Overall block diagram of the system主要工作(gngzu)過程是，首先(shuxin)單片機(jī)選定要觸發(fā)的發(fā)射點(diǎn)地址, 然后啟動(dòng)發(fā)射電路并開始計(jì)時(shí), 在給定時(shí)間內(nèi)如接收到信號(hào)則由延遲時(shí)間可以計(jì)算出主體到發(fā)射點(diǎn)的距離。與超聲波相比, 無線電波的傳輸時(shí)間可忽略不計(jì)。如在給定時(shí)間內(nèi)接收不到信號(hào), 則認(rèn)為主體距離發(fā)射

29、點(diǎn)的距離已超過可接收距離。開始接收下一個(gè)發(fā)射點(diǎn)的信號(hào)。當(dāng)接受到足夠的發(fā)射點(diǎn)信號(hào)后, 便可由主體到各個(gè)發(fā)射點(diǎn)的距離計(jì)算出主體的位置坐標(biāo)。由于超聲波在空氣中的傳播速度隨著環(huán)境條件的不同而有所變化, 為了提高測量精度, 還需要對測量結(jié)果進(jìn)行校正。已知在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下的聲速340 米/秒。取 厘米為標(biāo)準(zhǔn)距離, 測量其在實(shí)際環(huán)境條件下的傳輸時(shí)間, 則實(shí)際聲速為。若主體到發(fā)射點(diǎn)的傳輸時(shí)間為, 則校正后的實(shí)際距離為。系統(tǒng)實(shí)際使用安裝對于家庭型小型車庫, 需要確定汽車在車庫內(nèi)的位置, 以便根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況進(jìn)行倒車停車。我們設(shè)計(jì)了一個(gè)接收器在汽車上的超聲波定位系統(tǒng)。在這種情況下, 只需二維定位。考慮到車庫的結(jié)構(gòu)，

30、為盡量避免有障礙物的影響, 可以將發(fā)射點(diǎn)對稱布置在天花板的兩側(cè), 且傳感器有一定傾斜角度，通常為45度4。這樣的配置, 使得小車上的超聲波接收器能夠在車間的大部分區(qū)域都能接收到2個(gè)以上的發(fā)射點(diǎn)信號(hào)，使得裝置不會(huì)工作在車庫邊沿部分傳感器接收的死角區(qū)域。由于小車的高度是固定的，測完高度后就可以計(jì)算出。如圖 4所示：L1L2汽車圖4 系統(tǒng)(xtng)安裝(nzhung)示意圖Fig. 4 System installation diagram系統(tǒng)(xtng)硬件及軟件設(shè)計(jì)本文采用 STC89C52 單片機(jī)來觸發(fā)和獲得超聲波信號(hào)。它具有 8k 字節(jié) Flash，512 字節(jié)70 RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路，3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中 斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口5。本系統(tǒng)采用CSB40