2019年第38卷第1期传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）
DOI：10．13873/J．1000—9787（2019）01—0117—02
多方位超声波倒车防撞系统设计
潘康福，周西峰，郭前岗
（南京邮电大学自动化学院，江苏南京210046）
摘要：针对大货车等大型车辆中传统的超声倒车雷达只能探测水平方向，无法探测地面以及空中障碍
物，很容易发生事故的问题，设计了一种基于超声波测距的多方位倒车辅助系统，系统可根据障碍物的类
型发出相应的提示。实验测试结果表明：设计的系统不仅能够探测出水平方向和空中障碍物，还能探测出
地面沟壑、凸起等。系统在30 400cm范围内可以实现准确测距，最大误差不超过1．6%，具有一定的研
究和应用价值。
关键词：超声波；倒车；多方位；避障
中图分类号：TP216文献标识码：B文章编号：1000—9787（2019）01—0117—02
Design of multidirectional ultrasonic wave reversing
collision avoidance system
PAN Kang-fu，ZHOU Xi-feng，GUO Qian-gang
（College of Automation，Nanjing University of Posts and Telecommunication，Nanjing210046，China）
Abstract：Aiming at problem that traditional ultrasonic wave reversing radar in large cars such as large trucks can
only detect the horizontal direction，but cannot detect obstacles on the ground and in the air，which is prone to hit
the aerial obstacles，a multi-directional backup-aided system based on ultrasonic wave ranging is designed，and the
corresponding voice prompts are issued according to the types of obstacles．The experimental results show that the
system can not only detect obstacle in horizontal direction and in the air，but also can detect ground gully and
bulge．The system can realize accurate ranging in the range of30 400cm，the maximum error is less than1．6%，
it has certain research and application value．
Keywords：ultrasonic wave；reversing；multidirectional；obstacle avoidance
0引言
目前由于辅助倒车雷达设备普遍比较昂贵，且只能探测水平方向，许多大货车等未装倒车系统［1，2］。为此，本文设计了一种低成本、性能好的超声倒车辅助系统。系统包含8个超声探头，除了可以像传统超声雷达检测水平方向障碍物之外，还可以探测地面是否有凸起或者沟壑以及车后上方是否有障碍物。若有障碍物，通过显示屏实时显示距障碍物的距离并显示障碍物类型。一旦距离障碍物小于设定的距离，报警系统报警提示。该系统成本低，可以安装在大货车等车型上，提高倒车安全。
1系统整体设计
汽车防撞系统系统主要由控制单元、超声波探测模块组、温度补偿模块、电源模块、数据设置模块、报警模块、显示模块等组成。其中超声波模块组共有8个探头，分成3组，分别用于探测水平方向、地面以及斜向上方的障碍物。如图1所示。
收稿日期：2017—11—
08
图1系统总体设计
工作过程中当汽车挂倒挡时，系统开启。控制单元控制8个超声探头轮流发射超声波，超声波遇到障碍物反射并被接收。根据超声波在空气中的传输时间计算出超声探头与障碍物的距离。并将计算出的数值通过LCD1602显示屏显示，控制单元比较所测距离与设定的安全距离，然后命令报警模块发出相应
的报警提示。鉴于超声波传播速度受温度变化影响较大，系统加入了温度补偿模块以校正声速。2探测原理
系统探测的原理示意如图2所示。将8个超声探头分为3组，分别用于探测地面、空中及水平方向障碍物。探头朝向如图2所示。
711