基于SOPC技术的超声波扫描倒车探测仪邵丽华张小花付慧慧甘江英（指导老师：龚兆岗教授）摘要：本设计装置名称为“基于SOPC技术的超声波扫描倒车探测器”，即在NiosⅡ处理器的设计平台上采用超声波测量物体距离的传感方式，应用步进电机带动超声波传感器对车后进行180度全方位扫描，得到超声波传感器测得的车与障碍物的相对距离信息和步进电机的角度方向信息，NiosⅡ软核处理器将此信息综合分析后得出车后障碍物的具体方位信息，并将车后障碍物的具体方位以光标动态闪烁的方式实时地显示在LCD显示屏上。关键词：SOPC超声波步进电机NiosⅡ软核处理器FPGAIP核SOPC-basedtechnologyultrasonicscanningdetectorinreversingShaoLihuaZhangXiaohuaFuHuihuiandGanJiangying（GuidanceTeacher:GongZhaogang)Abstract:Thedesignofthedeviceknownasthe"SOPC-basedtechnologyultrasonicscanningprobereverse",thatis,intheNiosⅡprocessorplatformdesignobjectsusingultrasoundmeasurementofthedistancesensingmodalities,steppingmotordriveapplicationofultrasonicsensorsonthecarafterthe180All-timescanning,ultrasoundsensorstobemeasuredvehiclebarriersandtherelativedistanceanddirectionofthesteppermotorpointofinformation,NiosⅡsoft-coreprocessor,acomprehensiveanalysisofthisinformationafterthevehiclereachedtheconcretebarrierafterthepositioninformation,Afterthevehiclesandobstaclestothespecificpositionthecursorflashingdynamicapproachtoreal-timedisplayontheLCDscreen.Keywords:SOPCultrasonicsteppermotorNiosⅡsoft-coreprocessorFPGAIPcore1引言随着汽车逐渐进入百姓家庭，保障行车安全的各个细节越来越受到人们的重视，安装倒车雷达，可以使驾驶员泊车更加安心。目前汽车市场上倒车雷达种类繁多，其性能主要从探测准确性、显示稳定性、探测范围和捕捉目标的速度来考虑。通常，探头的数量决定了倒车雷达的探测覆盖能力，探头越多越能减少探测盲区。但是,目前倒车雷达运用的超声波探测是从一点或者多点进行探测，探测范围不能很好地覆盖整车后周围，即便采用多探头提高覆盖能力，但其安装方式复杂累赘，且影响车的美观；而且倒车雷达多采用极限报警，即探测到障碍物距离小于设定的安全距离时发出声音或者灯光报警，不能对车后有效范围内的障碍物进行较为全面的、直观的实时监控。因此，本设计装置基于NiosⅡ处理器，采用超声波测量物体距离的传感方式，应用步进电机带动超声波传感器对车后进行180度全方位扫描，得到超声波传感器测得的车与障碍物的相对距离信息和步进电机的角度方向数据，利用NiosⅡ软核处理器将此数据综合分析后得到车后障碍物的极坐标值，并将其坐标值以光标动态闪烁的方式实时地显示在LCD上。2超声波测距离原理超声波是由机械振动产生的，可在不同介质中以不同的速度传播，具有定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强等优点。超声波传感器可广泛应用于非接触式检测方法，它不受光线、被测物颜色等影响，对恶劣的工作环境具有一定的适应能力，因此在本倒车扫描系统中应用超声波进行障碍物的测量。本实验装置中超声波测距是通过在一个设定的周期内连续发射若干个超声波信号，不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出一个时间周期内发射和接收回波的时间差Δｔ，然后求出障碍物距离S。在速度ｖ已知的情况下，距离S的计算，公式如下：S＝ｖΔｔ／２（1）在空气中，15℃下超声波的传播速度是340米／秒，但其传播速度Ｖ易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响，其中受温度的影响较大，如温度每升高１℃，声速增加约０.６米／秒。因此在测距精度要求很高的情况下，应通过温度补偿的方法对传播速度加以校正。已知现场环境温度Ｔ时，超声波传播速度Ｖ的计算公式如下：Ｖ＝３３１．５＋０．６０７Ｔ（2）将公式（2）代入公式（1）得到实际距离S的计算公式如下：S=(331.5+0.607T)Δｔ／２(3)这样，只要测得超声波发射和接收回波的时间差Δｔ以及现场环境温度Ｔ，就可以精确计算出发射点到障碍物之间的距离。3系统硬件框...
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