大。 ３．２．２超声波传感器中心频率的选取 超声波传感器的中心频率是倒车雷达系统的主要技术参数，因为它直接影响 超声波的扩散和吸收损失，障碍物反射损失、背景噪声，并直接决定超声波传感 器的尺寸。由式（２．１．８）可知，空气中超声波的衰减系数与频率的平方成正比，所 以空气中超声波的衰减对频率很敏感，要求合理选择超声波的中心频率。 超声波传感器中心频率的选取主要基于以下几点考虑： （１）如果测距范围较大，则超声波在空气中传播时的损失就相对增加，由于 介质对声波的吸收与声波频率的平方成正比，为减小声波的传播损失，就必须降 低超声波传感器的中心频率。 （２）中心频率越高，传感器的方向性越尖锐，分辨率越高。因此从测量复杂 障碍物表面和测量精度来看，工作频率要求提高。 （３）从传感器设计角度看，工作频率越低，传感器尺寸就越大，制造和安装 就越困难。
综合以上几点考虑，本系统选择中心频率为４０ＫＨｚ的超声波传感器。 ３．２．３发射脉冲串个数的选取 超声波传感器发射脉冲串的个数影响测距盲区，也影响测距精度，同时还与 信号的发射能量有关。减少一次发射脉冲串的个数，可以提高测距精度，减小测 距盲区，但同时也减小了发射能量，对接收回波不利。根据实际经验，过宽的脉 冲宽度会增加测量盲区，对接收回波电路的设计造成了一定的困难。权衡接收回 波信号幅度和测距盲区这两点，且经过多次实验发射脉冲串个数对系统的影响， 确定了本系统选取一次发射８个脉冲串。
３．２．４超声波传感器指向角的选取 传感器的指向角是声速半功率点的夹角【２ ５１，是影响测距的一个重要技术参 数，它直接影响测量的分辨率。对圆片传感器来说，它的大小与工作波长九，传 有 空间分辨率越高，则要求传感器半径ｒ越大。本系统选用的超声波传感器的指向 角０＝３００，一方面可以保证测距的空间分辨率，另一方面可以有效减少多路超声 波信号间的串扰。感器的半径ｒ有关，由（２７ｃ／九）×ｒ×ｓｉｎ（０／２）＝１．６ｌ ５可知，当ｆ＝４０ＫＨｚ时，Ｌ＝Ｃ／ｆ＝８．５ｍｍ，当ｆ选定后，指向角０近似与传感器半径成反比，指向角０越小，
３．２．５超声波传感器数目的选取 一路超声波传感器所能覆盖的范围是很有限的，若倒车雷达系统只采用一路 超声波传感器，测距盲区必然很大，所以，只采用一路超声波传感器进行测距的 方案是不可行的。 若倒车雷达系统采用两路超声波传感器同时工作，测距盲区示意图如图 ３．２．１所示，图３．２．１中阴影部分为盲区。可见，两路超声波传感器相对一路超声 波传感器而言，盲区范围减小，但也不能有效覆盖车后范围。
ＮＬ二≤、 图３．２．１两路超声波传感器的测距盲区示意图 若倒车雷达系统采用三路超声波传感器同时工作，测距盲区示意图如图 ３．２．２所示，可见，三路超声波传感器的盲区进一步减小，有效覆盖面积越来越 大。
图３．２．２三路超声波传感器的测距盲区示意图 若倒车雷达系统采用四路超声波传感器同时工作，测距盲区示意图如图 ３．２．３所示，可见，四路超声波传感器同时测距，测距盲区比采用三路超声波传 感器时更小，而有效覆盖面积更大。
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图３．２．３四路超声波传感器的测距盲区示意图 综合比较以上几种情况可知：超声波传感器路数越多，车后有效覆盖面积越 大，则测距盲区范围越小。但是，如果超声波传感器的个数过多，各路传感器间 的串扰影响较大，影响测距精度，且成本相应增高。权衡这两点，本系统采用四
路超声波传感器同时测距以保证测距盲区较小，且测距可靠性较高。 ３．３系统总体结构框图 本系统采用脉冲回波法进行超声波测距，采用ＳＳＴ８９Ｅ５８ＲＤ２单片机作为系 统的控制和运算核心来协调各部分电路的工作。系统主要由单片机控制电路、超 声波发射和接收电路、温度补偿电路、ＬＣＤ显示电路以及语音报警电路等几部 分组成。系统的总体结构框图如图３．３．１所示。 单片机ＳＳＴ８９Ｅ５８ＲＤ２控制四路超声波电路同时发射超声波脉冲串并同时开 始计时，超声波信号在空气中传播遇到障碍物后发生发射，四路反射的回波信号 经过处理后分别输入到单片机ＳＳＴ８９Ｅ５８ＲＤ２的四个中断口，当接收到超声波回 波信号时，单片机产生中断，停止计时。根据单片机计时得到的时间差即可得到 超声波信号往返所需要的时间，从而达到测距的目的。超声波探头选用 ＴＣＦ４０．２５ＴＲｌ型收发一体式超声波传感器，谐振频率为４０ＫＨｚ；超声波发射与 接收电路采用ＬＭｌ ８１２专业集成电路；温度补偿电路采用单线制数字温度传感器 ＤＳｌ ８８２０，实现车内外温度的测量；采用金鹏电子公司的ＯＣＭＪｌ２８６４液晶显示
模块进行ＬＣＤ显示电路的设计；采用语音芯片ＩＳＤ４００４来设计语音报警电路。
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案方计设体总统．３ 硬件设计及软件设计两部分。硬件系统主要由单片机控制电路、超 组成 机控制电路。选择ＳＳＴ公司的ＳＳＴ８９Ｅ５８ＲＤ２为主控制器，它是一 在（ＰＳＩ和）程编可用应在（ＰＡｌ有带，源资部内的富丰有，片芯的高较性款
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目的 波射和接收电路。选择ＬＭｌ 发