倒车雷达系统调试与误差分析.pdf

第三章倒车雷达系统调试与误差分析

5.1调试步骤

我的步骤是先焊接各个模块，焊接完每个模块以后，再进行模块的单独测试，

以确保在整个系统焊接完能正常的工作，原件安装完毕后，将写好程序的

AT89S51机装到测距板上，通电后将测距板的超声波头对着墙面往复移动，看数

码管的显示结果会不会变化，在测量范围内能否正常显示。如果一直显示“---”，

则需将下限值增大。本测距板1s测量4-5次，超声波发送功率较大时，测量距

离远，则相应的下限值（盲区）应设置为高值。试验板中的声速没有进行温度补

偿，声速值为340m/s，该值为15℃时的超声波值。

注：由于条件原因调试时无法提供6V交流电与5V双USB接口线，所以由

4.5V干电池与5V实验室稳压电源代替。

我的错误与纠正

当我焊接好元器件，检查无短路后，我接通了电源。

当时的现象是：接通电源瞬间显示“---”伴随蜂鸣器一声“滴”蜂鸣，

接着LED显示三个“CCC”,并伴随间断蜂鸣，此为超出最大探测范围。调节下

限值无变化。

错误1：断电后我重新按照原理图对各个元器件焊脚进行对照。发现除了BG1

外其它元器件焊脚焊接正确，BG1的“E”脚和“C”脚焊接错误。

纠正：拆下BG1检查未被击穿后重新按照正确的焊脚分部焊接。

错误2：接通电源重新调试却发现任就是之前的现象。

断电后我重新按照原理图进行排故。因为错误1的缘故元器件已经检查过焊

脚无错误，所以我按照原理图检查元器件的名称标识，发现BG2、BG9两个三极

管分别是9013和9012，而焊接是却焊接成了9012和9013.

纠正：拆下BG2、BG9检查未被击穿后重新按照正确名称标识焊接。

接通电源能正常工作...

调试准备

调试时由于没有皮尺和米尺所以本人以白纸粘贴起来做成55cm的简易倒车

带如下图所示：

在简易倒车带最前方有0.8cm的空白区域

将简易倒车带最前方放于障碍物前（墙角）

5.2调试现象

本设计为汽车倒车雷达因此将雷达至于小车上模拟汽车倒车。

1、在50cm以上时无报警

图5-1在50cm以上时无报警

2、小于50cm时蜂鸣器报警

图5-2小于50cm时蜂鸣器报警

3、小于40cm时显示“---”即盲区

图5-3小于40cm时显示“---”即盲区

5.3误差分析

虽然在简易倒车带最前端有0.8cm的空白距离，但是雷达在50cm（50.8cm）

时显示的是51cm，在45cm（45.8cm）不到处却显示45cm。如图5-1、5-2。

因此本雷达存在误差。

5.3.1性能分析

从实物测试的总体来说本测距板基本上达到了要求，理想上超声波测距能达

到500到700cm左右，而我所能实现的最大距离只有664cm左右，测量结果受环

境温度影响。分析原因如下：

1.超声波发射部份由电阻R1、三极管BG1、超声波脉冲变压器B及超声波

发送头T40构成，以提高超声波的发射功率，从面提高测量距离。这种方式，加

大的超声波了送头的余振时间，造成超声波测距盲区值较大（本系统盲区值为

40厘米）。

2.本测距板没有设计温度补偿对测量结果进行修正。但在硬件的PCB上预留

的位置。

5.3.2超声波测距误差分析

超声波测距由于其再使用中不受光照度、电磁场、色彩等因素的影响，加之

其结构简单成本低，在机器人避障和定位、汽车倒车、水库液位测量等方面已经

有了广泛的应用。在原理上将，超声波测距有脉冲回波法、共振法和频差法。其

中脉冲回波法测距常用，其原理是超声传感器发射超声波，在空气中传播至被测

物，经反射后由超声波传感器接收反射脉冲，测量出超声脉冲从发射到接收的时

间，在已知超声波声速的前提下，可计算被测物的距离H，即：H=vt/2。由于温

度影响超声波在空气中的传播速度；超声波反射回波很难精确捕捉，致使超声波

在空气中传播的时间很难精确测量。这些因素使超声波测距的精度和范围受到影

响。

（1）温度对超声波波速的影响