紅外線測距系統(tǒng)的建立及應(yīng)用[3]

  報(bào)警部分：由觸發(fā)器、驅(qū)動電路和小喇叭組成。當(dāng)車間距為30m時(shí)單片機(jī)給觸發(fā)器一個信號，使觸發(fā)器置位產(chǎn)生一組脈沖，通過驅(qū)動電路，使小喇叭發(fā)出報(bào)警聲，當(dāng)大于30m時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，停止產(chǎn)生脈沖。

  自動剎車減速裝置：由開關(guān)K和自動剎車減速裝置組成，當(dāng)司機(jī)認(rèn)為必要用到自動剎車減速裝置時(shí)，閉合開關(guān)K。當(dāng)車間距小于20m時(shí)，單片機(jī)提供一個信號，啟動自動剎車減速裝置，防止碰撞。

  4 汽車紅外防撞系統(tǒng)性能評價(jià)

  為了評價(jià)汽車紅外防撞系統(tǒng)的性能，包括探測障礙物距和相對速度的性能，采用靜物距離探測和在高速公路上行駛時(shí)動態(tài)探測兩種試驗(yàn)。

  4.1 靜物距離探測試驗(yàn)

  將普通汽車放在裝有紅外防撞系統(tǒng)的試驗(yàn)汽車前面，試驗(yàn)車從100m遠(yuǎn)處以30km/h的速度向普通汽車開來。當(dāng)距離大于40m時(shí)，顯示0；距離小于40m時(shí)，顯示器顯示的數(shù)據(jù)連續(xù)變化；當(dāng)車間距為30m時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，符合實(shí)際車間距離，探測結(jié)果準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

 圖3 靜物距離探測實(shí)驗(yàn)結(jié)果

  4.2 高速公路上行駛動態(tài)實(shí)驗(yàn)

  試驗(yàn)車與普通車在高速公路上同時(shí)向同一個方向行駛，開車前兩車保持100m的距離。試驗(yàn)車向普通汽車發(fā)射紅外線，探測兩車距和相對速度，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

  圖4 高速公路上進(jìn)行的動態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

  5 結(jié)語

  本文采用一種新的測距原理建立了紅外測距系統(tǒng)，并研究了紅外測距系統(tǒng)在汽車防撞系統(tǒng)的運(yùn)用。

  為使測量的時(shí)間差t準(zhǔn)確，采取兩種方法提高精確度：

  1）計(jì)數(shù)脈沖的周期T應(yīng)取得非常小,達(dá)微秒數(shù)量級；

  2）計(jì)數(shù)N個接收到的紅外線周期的計(jì)數(shù)脈沖，利用公式t=nT/N計(jì)算時(shí)間差t，則精確度提高到大約原來的N倍。

  當(dāng)然，為了使汽車紅外防撞系統(tǒng)實(shí)用化還需解決如下幾個問題：

  1）怎樣防止旁道上行駛時(shí)，因道路兩旁物體，臨車道上的車輛產(chǎn)生錯覺問題；

  2）單片機(jī)的防振能力差，影響工作可靠性的問題；

  3）發(fā)出什么樣的報(bào)警信號才能使司機(jī)不造成緊張不安的情緒；

  4）如何進(jìn)一步提高單片機(jī)計(jì)數(shù)工作頻率，減少誤差；

  5）探測距離受惡劣天氣影響，紅外線損失較大；

  6）動態(tài)探測距離有待進(jìn)一步提高。

  這些問題有待進(jìn)一步研究、探討。相信隨著器件的改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)條件的改善，這些問題會得到圓滿解決?？傊?，由于本系統(tǒng)成本低、精確度較高、功能多、具有廣闊的市場。

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