基于STM32的倒车雷达影像系统设计与制作.pdf

发布时间：2022-06-02 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.53M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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第1章绪论

1.1项目简介

1.2研究目的及意义

1.3国内外研究现状

第2章系统整体设计

2.1系统设计

2.2 系统研究重难点

2.3系统整体结构框图

2.4 系统实物图

第3章系统硬件设计

3.1系统整体设计

3.2超声波测距模块

3.2.2 主要电气参数及特点

3.2.3 模块工作原理

3.3 热释电人体红外传感器

3.3.1模块实物图及电路图

3.3.2模块电气参数

3.3.3模块工作原理

3.4 摄像头模块

3.4.1模块实物图及电路图

3.4.2 主要电气参数及特点

3.4.3模块工作原理

3.5 显示屏模块

3.5.1 模块实物图及电路图

3.5.2 主要电气参数及特点

3.5.3 模块工作原理

第4章软件设计

4.1系统软件设计流程图

4.1.1超声波测距软件流程图设计

4.1.2 系统整体流程图设计

4.2软件设计环境

第5章系统调试

5.1硬件调试

5.2软件调试

5.3误差原因及分析

第6章总结与展望

6.1 总结

6.2 展望未来

第7章参考文献

课程设计报告基于 STM32 的倒车雷达影像系统设计与制作课程名称：嵌入式系统与设计院(系)别：信息工程学院专业：物联网工程班级: B1701 成员: 李靓琳赵洁眭琳娇起止时间: 2020 年 6 月 06 日至 2020 年 6 月 27 日成绩: 指导教师: 陈砚圃

摘要在这个高速发展的时代，汽车，生活中随处可见,。尽管驾驶员具有高超的驾驶技术，但是在泊车或者停车时都会存在视觉盲区，就是因为视野受到限制的原因，常常会发生一些小磕小碰、没有必要发生的意外事故，人们也越来越担心驾驶汽车的安全问题。所以这种解决汽车倒车问题的辅助装置应运而生，本文以超声波传感器、热释电人体红外传感器与摄像头为信息采集模块，应用单片机技术设计了一套超声波雷达倒车影像系统。本文提出了一种基于 stm32 的超声波雷达倒车影像系统的设计方案，通过置于汽车后方的 OV7725 摄像头采集图像数据传送至 STM32F103ZET6 微处理器中，通过 LCD 液晶屏幕将后方画面实时显示出来。通过置于汽车后方的超声波距离传感器来实时检测后方的障碍物距离，并实时反馈到 ARDUINO NANO 微处理器中，由微处理器进行距离的计算和判断.达到设置的预警值后触发蜂鸣器报警。热释电人体红外传感器置于汽车的底盘上，通过其可以检测出特定角度范围内的人体和其他动物，信息反馈至微处理器进行处理，触发蜂鸣器报警功能。关键字：STM32 超声波热释电人体红外倒车影像

目录第 1 章绪论 ...........................................................................................................................................4 1.1 项目简介 ...............................................................................................................................................4 1.2 研究目的及意义..................................................................................................................................4 1.3 国内外研究现状..................................................................................................................................4 第 2 章系统整体设计 ..........................................................................................................................5 2.1 系统设计 ...............................................................................................................................................5 2.2 系统研究重难点 ................................................................................................................................5 2.3 系统整体结构框图 .............................................................................................................................6 2.4 系统实物图 ..........................................................................................................................................6 第 3 章系统硬件设计 ..........................................................................................................................7 3.1 系统整体设计 ......................................................................................................................................7 3.2 超声波测距模块..................................................................................................................................8 3.2.1 模块实物图及电路 ................................................................................................................8 3.2.2 主要电气参数及特点 ............................................................................................................9 3.2.3 模块工作原理 ...................................................................................................................... 10 3.3 热释电人体红外传感器................................................................................................................ 11 3.3.1 模块实物图及电路图 .......................................................................................................... 11 3.3.2 模块电气参数 ..................................................................................................................... 11 3.3.3 模块工作原理 ..................................................................................................................... 12 3.4 摄像头模块 ....................................................................................................................................... 14 3.4.1 模块实物图及电路图 .......................................................................................................... 14 3.4.2 主要电气参数及特点 ......................................................................................................... 16 3.4.3 模块工作原理........................................................................................................................ 16 3.5 显示屏模块 ....................................................................................................................................... 18 3.5.1 模块实物图及电路图 ......................................................................................................... 19 3.5.2 主要电气参数及特点 ......................................................................................................... 20 3.5.3 模块工作原理 ...................................................................................................................... 21 第 4 章软件设计 ............................................................................................................................... 24 4.1 系统软件设计流程图 ..................................................................................................................... 24 4.1.1 超声波测距软件流程图设计 ............................................................................................ 24 4.1.2 系统整体流程图设计 ......................................................................................................... 25 4.2 软件设计环境 ................................................................................................................................... 26 第 5 章系统调试 ............................................................................................................................... 26 5.1 硬件调试 ............................................................................................................................................ 26 5.2 软件调试 ............................................................................................................................................ 27 5.3 误差原因及分析............................................................................................................................... 27 第 6 章总结与展望 ........................................................................................................................... 28 6.1 总结 .................................................................................................................................................... 28 6.2 展望未来 ........................................................................................................................................... 29 第 7 章参考文献 ............................................................................................................................. 29

第 1 章绪论在这个高速发展的时代，各式各样的交通工具已经成为人们出行不可缺少的一部分。汽车，生活中随处可见，川流不息的马路上各式各样的车辆竞相涌流,它给我们带来便利的同时，也引发了-些严重的交通事故，尽管驾驶员具有高超的驾驶技术，但是在泊车或者停车时都会存在视觉盲区，就是因为视野受到限制的原因，常常会发生一些小磕小碰、没有必要发生的意外事故，人们也越来越担心驾驶汽车的安全问题。 1.1 项目简介汽车倒车雷达全称为“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员泊车和起动车辆时因前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员克服视野死角和视线模糊的缺陷，提高驾驶的安全性。倒车雷达的原理与普通雷达一样，是根据蝙蝠在黑夜里高速飞行而不会与任何障碍物相撞的原理设计开发的。通过感应装置发出超声波，然后通过反射回来的超声波来判断前方是否有障碍物，以及障碍物的距离、大小、方向、形状等。只不过由于倒车雷达体积大小及实用性的限制，目前其主要功能为判断障碍物与车的距离，并做出提示。 1.2 研究目的及意义为了避免和解决这些不必要的意外事故以及麻烦，汽车倒车提示预警显得尤为重要，于是汽车倒车雷达装置孕育而生。目前，在大多数中高档次的私家车中都配备有可视化倒车雷达装置，但存在一些低档次的车辆中出于对价格的考虑，目前还不具备配备可视化倒车雷达装置的能力。所以他们就很适合本文设计的价格低廉的可视化倒车雷达。 1.3 国内外研究现状倒车雷达的快速发展始于 21 世纪初，经过几年的时间，随着技术发展和用户需求的变化，倒车雷达在几年的时间里大致经过了六代的演变。第一代:倒车时通过喇叭提醒。“倒车请注意”这种声音只要司机挂上倒

档，它就会响起，提醒周围的人注意，不能算真正的倒车雷达，基本上属于淘汰产品。第二代:采用蜂鸣器不同声音提示驾驶员。倒车时，如果车后 1.8M~1.5M 处有障碍物，蜂鸣器就会开始工作。但不能确定障碍物距离，对驾驶员帮助不大。第三代:数码波段显示具体距离或者距离范围。第三代产品把数码和波段组合在一起，比较实用，但安装在车内影响美观。第四代:液晶屏动态显示。只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离，不过 LCD 外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。第五代:魔幻镜倒车雷达。采用了最新仿生超声雷达技术,配以高速电脑控制，可全天候准确地测知 2M 以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示提醒驾驶员。第六代:专为高档轿车生产，在第五代的基础上新增了很多功能:外观上看, 比第五代产品更为精致典雅，功能上看，它除了具备第五代产品的所有功能之外，还整合了高档轿车具备的影音系统。第 2 章系统整体设计 2.1 系统设计本系统可以通过车后方的摄像头在 lcd 屏幕上可以看到车后方的实时情况，通过超声波模块测量系统到障碍物之间的距离，并且可以设置下限报警距离，为了提高系统的可用性及安全性，本系统增加了人体红外传感器，来测量车后方特定范围内的人或动物，若距离低于设置的报警值则通过蜂鸣器发声报警提醒用户超出允许范围。 2.2 系统研究重难点 (1)超声波传播的速度不恒定超声波在介质中的传播速度随周围环境的变化而变化，其中温度的影响最为明显。常温下，超声波的传播速度为 340m/s，温度每升高 1℃，声速增加约为 0.6m/s。 (2)回波信号幅值随传播距离增大呈指数规律衰减回波信号幅值随传播距离增大呈指数规律衰减，使得接收传感器接收到的回波信号随着测量距离的增大

而大幅减小，给回波前沿的准确定位带来困难，造成测量精度降低。 (3)盲区发射超声波时，超声波换能器在驱动脉冲结束后，会由于惯性继续振动，产生余振。余振期间，由于无法区分回波信号与余振信号，因此必须等余振停止或衰减到足够小后，才能允许接收传感器接受信号。这段时间由于无法检测超声波传播距离，从而出现盲区。 (4)超声波测距传感器只能测到与车身平行的直线距离，无法覆盖性的测量车辆后方的完整区域。 2.3 系统整体结构框图图 1 系统结构框图 2.4 系统实物图一个系统要良好运行，就需要每一个模块或者每一个部分都要调试正确。超声波探头将会向一定范围内发生超声波，在这一区域内如果有障碍物，会导致超声波被迅速反射，得出其中发射时间和接收时间之间的差距就可以将距离进行测量。人体红外传感器进行实时检测是否有人体热源经过，一旦发现有可疑热源，系统也会立即响应。硬件完成部分主要是将所设计电路中每个模块都进行正确连接，在焊接部分一定要注意不要虚焊，再用数字万用表进行测量。系统实物图如下。

图 2 系统实物图图 3 系统实物图第 3 章系统硬件设计 3.1 系统整体设计本系统可以通过车后方的摄像头在 lcd 屏幕上可以看到车后方的实时情况，通过超声波模块测量系统到障碍物之间的距离，并且可以设置下限报警距离，为了提高系统的可用性及安全性，本系统增加了人体红外传感器，来测量车后方特定范围内的人或动物，若距离低于设置的报警值则通过蜂鸣器发声报警提醒用户超出允许范围。

3.2 超声波测距模块 3.2.1 模块实物图及电路图图 4、5 超声波测距传感器实物图图 6 超声波测距传感器功能结构图

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