方案二:实况监测显示器
这是目前高端倒车雷达配备的显示设备,其工作模式是采用摄像头对后方进行实时监测,辅以测量模块对车辆后方状况进行清晰直接的显示,但整体开发难度较大,且成本昂贵。
从成本和实现功能角度出发,最终决定采用性价比高的方案一八段数码管显示器。
3 超声波倒车雷达工作原理
3.1 超声波传感器介绍
超声波频率很高,大致范围在20-106kHz之间,从本质上来讲超声波是一种特殊的声波,但由于它的频率高于人耳接收16-2×104 Hz频率范围,所以在不借助辅助装置的情况下人耳并不能感知超声波信号。作为一种机械波,超声波同样具有折射、反射、散射、干涉和衍射等波动性质,由于在各种频率范围内进行的大量波动性研究,使得我们可以更好地了解和认识超声波。由于分界面物质材料的不同,普通的波动信号会发生折、反射现象。如光波在玻璃表面的折射使我们能透过玻璃看到内部景象,而反射又可以使我们通过镜子看到自己。对于超声波而言,除了介质材料外,反射的发生还与障碍物尺寸及自身频率有关。利用现有技术手段对这些回波信号加以采集、分析就可以依据其特性得到阻挡物质的多种信息。这一研究思想也同样应用于光谱分析与红外分析等光学领域[2-3]。
除上述波的普遍属性外,超声波还具有一些独特的性质,比如超声波是一种频率范围很特殊的波,其穿透能力很强,几乎可以在任何物质中传播,因此开发出的超声波探测系统大量应用于液位监测、管道井深测量等工业现场。其实人类并不是最先利用超声波的生物,在自然界中,有许多动物也具备使用超声波的能力。在漆黑的山洞中,蝙蝠可以自由飞行而不会轻易装上岩石峭壁,这并不是因为它们具备超强的视力,而是因为它们具有可以发射超声信号的器官。当超声波接触到障碍物时会反射回来,蝙蝠接收到这一信号便可判断自己周围的环境。本文中将要介绍的超声雷达系统可以看做是人类仿生学的经典设计。由于超声波能量消耗慢、方向性好、使得其能够传播较远的距离,加之超声波发射、接收技术、半导体技术以及信号处理等技术的快速发展,使得功能齐全,测量方便、易于控制、探测精准且性价比高的超声波探测器开始走入越来越多的工程领域。在国防工业、医疗卫生、公民用建筑以及交通运输等领域进一步拓宽其适用范围,是名符其实的多面手[4-5]。
超声波换能器是利用超声波特性及效应所研制的装置,这是一种目前广泛应用的传感设备。由于超声波探测器的应用环境各不相同,所以其在功能设计上会有所差异,其结构也不尽相同。但无论其名称如何,基本上都是通过将超声能转化为其他形式的能实现信息的传递。目前超声波传感器按原理有压电式及磁致伸缩式两类,采用的材料分别为压电晶体及镍铁铝合金。其中以压电式结构的超声传感器应用最为广泛,本设计所采用的传感器也是基于这一原理设计制造的,所以接下来将对它的工作原理及功能特性进行介绍。
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