济南大学泉城学院毕业设计题目汽车泊车辅助系统设计学院工学院专业机械设计制造及其自动化（专升本）班级1502班学生高雯亭学号2015040118指导教师张兴达武华蒯建明二〇一七年五月十六日摘要随着国民经济迅猛发展，汽车保有量逐年递增。
在汽车使用过程中，泊车成为摩擦事故频发的一个环节，给人们的生命财产安全带来诸多隐患。
针对这一问题，本设计提出了一种基于单片机的汽车泊车辅助系统。
实现了泊车过程中的距离监测、报警、显示等功能，为泊车提供了可靠助力。
本设计主要包含硬件部分设计与软件部分设计。
其中硬件部分主要包含核心控制部分、信号采集部分、显示部分、报警部分。
具体工作主要有元器件选型、电路设计、电路制作及调试等。
软件部分以C语言为工具，设计了完整的程序流程框图并完成了程序编写，实现了数据接收、分析以及控制指令输出等功能，结合硬件平台实现了预期功能。
通过电路制作及调试，验证了本设计系统的有效性，为进一步的研究及应用提供了一定的数据参考。
关键词：单片机；传感器；超声波测距ABSTRACTWith the rapid development of the national economy,car ownership increased year by year. In the process of car use,parking has become a frequent part of the friction accident,to people's lives and property to bring a lot of hidden dangers. Aiming at this problem,this design proposes a vehicle parking assist system based on single chip microcomputer. To achieve the process of parking distance monitoring,alarm,display and other functions for the parking to provide a reliable power.This design mainly includes the hardware part design and the software part design. The hardware part mainly includes the core control part,the signalacquisition part,the display part,the alarm part.Specific work mainly components selection,circuit design,circuit production and debugging.The software part of the software to C language as a tool to design a complete program flow diagram and complete the program to achieve the data reception,analysis and control command output and other functions,combined with the hardware platform to achieve the desired function.Through the circuit making and debugging,the validity of the design system is verified,which provides some data reference for further research and application.Key words: single chip; sensor; ultrasonic ranging目录摘要 (III)Abstract.......................................................................................................... 错误！未定义书签。
1绪论. (1)1.1国内外研究现状 (1)1.2选题目的与意义 (2)2系统设计方案 (6)2.1超声波的工作原理 (6)2.2超声波的测距方法 (8)2.3超声波测距精度及补偿 (9)3系统硬件的设计 (14)3.1系统主控部分 (15)3.2系统信号采集部分 (17)3.3系统显示部分 (19)3.4系统报警部分 (20)4系统的软件设计 (21)4.1系统主程序软件设计 (21)4.2系统子程序软件设计 (23)4.2.1 测温部分设计 (23)4.2.2 测距部分设计 (25)5系统制作及调试 (27)5.1系统PCB制作 (27)5.3系统实物制作 (29)5.2系统测试 (33)6总结与展望 (36)致谢 (37)参考文献 (39)附录A电气原理图 (40)附录B电路PCB图 (41)附录C实物图 (42)附录D元器件清单 (43)附录E部分源程序图 (45)1绪论1.1国内外研究现状最初的泊车辅助系统，是用于货车上的语音泊车警告。
它在汽车挂上倒档后会发出“倒车请注意！”的语音，提醒车辆周围的行人和行车，以主动避让，从而减少事故的发生。
但是“泊车喇叭”对驾驶员来说主动性很差，驾驶员无法掌握车后方的情况。
虽然说它的语音提醒能很大程度避免对行人伤害，但由于车主泊车时无法发现车后的障碍物，无法对车辆进行有效保护，因此极易造成刮擦及碰撞。
于是，在“泊车喇叭”的基础上生产厂家研发了第二代泊车辅助系统: “超声雷达”。
它是通过安装在在车辆尾部的传感器，对车辆后方一定范围内的障碍物进行探测。
并通过报警的“嘀嘀”声或语音提示辅助驾驶员进行泊车操作。
同样，“超声雷达”在面世后没多久，驾驶员也发现了它的一些弊端。
它虽然解决了“泊车喇叭”无法发现泊车障碍物的问题，但由于它无法判断障碍物的确切位置，也不能探测路面坑洼之处或低矮的障碍物，因此“超声波倒车雷达”泊车技术在安全泊车的问题上还是存在一点点瑕疵。
因此，厂家在“超声波倒车雷达”的基础上又研发了第三代泊车辅助系统:“泊车影像”。
它是通过安装在车尾的高清摄像头，将车后路况信息清楚的显示于车内的显示屏上，让驾驶员可以查看后方道路情况，从而使汽车安全的泊车入库。
泊车影像的出现着实让刚上路新手如释重负，因为可以看到实际的路况影像，符合驾驶员的真实需求。
那么，泊车影像的出现真的解决了泊车难得问题吗?其实不然，泊车影像依然存在泊车难问题，那就是泊车影像的一个致命缺陷，泊车影像显示的不够全面，画面里存在盲区。
于是第四代泊车辅助系统全景影像系统横空出世，其主要包括一个图像处理单元和四个超广角摄像头。
左右摄像头分别安装在左右后视镜下方，前后摄像头分别安装在前后保险杠上方。
这个全景环视概念最早是由K.Kate，M.Suzuki，Y.Fujita，Y.Hirama等四人于2006年首先提出[1]。
这一概念提出后，马上引起了国内外众多汽车生产厂家和相关科研单位的兴趣。
但到目前为止，基于这一观点研发出成熟产品的厂家却屈指可数。
2007年，日产公司发布了首款全景行车安全系统“环景监视系统AVM”[2]，2008年本田推出了multi-view camera system，2009年阿尔派推出TOPVIEW系统，2010年Fujitsu公司研发了Multi-Angle Vision 系统，宝马公司自主研发的只有左、右、后三个方位视图的泊车辅助系统，首先应用在X6上，宝马740系列上的全景系统还是其供应商提供的。
1.2选题目的与意义自改革开放以来，我国经济迅速发展的同时工业也发生了天翻地覆的改变，人们的生活水平越来越高，汽车已经从“万元户”的家中进入千家万户的家庭当中，由此产生的交通问题也越来越变的尖锐起来。
主要针对越来越拥挤的公路、停车场、街道等场所，加上驾校培养中存在问题，大量驾驶员在拿到驾照之后变身“马路杀手”，容易刮伤汽车甚至发生交通事故等一些情况，泊车辅助系统是一种旨在泊车防护的汽车防撞系统。
泊车期间发生事故的频率极高，已引起了社会和交管部门的高度重视。
与此同时，网络购物越来越方便订单量呈现爆发式增长，快递行业发展势头迅猛，订单量业务量不断增加，物流公司和快递公司工作量增加货运缺口使货运驾驶员工作时间延长，容易造成疲劳驾驶导致交通事故的发生。
“行百里者半于九十，此言末路之难也”在货运的最后环节由于驾驶员的麻痹大意出现事故的可能性也会大大增加，图1.1运载卡车视角图1.2运载卡车驾驶员视角从图上可以看出，驾驶员在驾驶运载卡车时对于侧方行车信息掌握不全，在遇到恶劣天气时此种情况更是雪上加霜。
而且运载卡车的驾驶室高大，驾驶员视线收到各种障碍物的影响，驾驶员视线之内存在很多死角为事故的发生埋下了隐患，经过实际测量与体验我发现运载卡车在倒车时的问题主要为右侧和后侧距离无法掌握，驾驶员习惯看离自身较近的左方后视镜而忽视了车辆右方的行人及路面情况，非常容易发生交通事故。
奔驰汽车的泊车辅助系统为蓝本，奔驰汽车的全向泊车辅助系统基于10个测距雷达组成，包括前后左右4个方向，非常出色的解决了小型汽车的泊车问题。
其同样适用于解决运载卡车的泊车问题。
图1.3奔驰汽车泊车辅助系统测距传感器目前国内外常用的测距方式大致分为5种：红外雷达测距，毫米波雷达测距，视频测距，激光测距[3]。
光电测距激光测距与红外测距都属于光电测距。
光电测距具有时间短、量程大、精度高等优点。
而且光电测距所使用光波的波束近似直线，很少扩散，波束的能量比较集中，测距的准确性较高。
光电测距系统又分为成像式和非成像式两种，车载测距系统偏向于非成像式应用。
非成像式又分为脉冲式光电测距和相位式光电测距两种。
但是在车载应用领域，要求测距系统对天气的适应能力强，而且能忍受振动的干扰，而光电测距受天气的影响很大，在高速运动的车体中，也很难在振动环境中保持较好的稳定性和可靠性，并且外界的日光环境也会影响到光电测距系统的工作。
已经处于使用阶段的光电测距系统价格较高。
毫米波雷达测距雷达是通过所测目标对电磁波的反射来探知目标并测定其位置的。
从这个意义上讲，前面所提到的倒车雷达不能算是严格意义上的雷达。
雷达的工作频率范围从到，工作在以下的称为微波雷达，在以上的称为毫米波雷达。
车载雷达的一般选用在等波段，其对应的频率范围处在毫米波雷达范围。