AT89S52单片机防汽车追尾碰撞的激光测距设计(3)
大型汽车企业和科研院所开展，如：长春一汽、上海大众、东风汽车、交通部科学研
究所、武汉汽车研究所、清华大学汽车系、北京理工大学机械系、长安大学汽车学院、
吉林大学等。
1．3 防汽车追尾碰撞安全系统目前存在的问题
经过查阅大量资料，现有的汽车防追尾碰撞安全系统主要存在以下不足[5][6]
： （1）汽车防追尾碰撞安全系统的数学模型不够完善，忽略了一些重要因素的影响，
比如：驾驶员反应时间、天气状况、系统延时等因素，不能够准确地反映真实行驶状
况；
（2）现有的汽车防追尾碰撞安全系统的探测发散角不够大，大多探测的是同一车道
上的障碍物，不能对旁边车道内的障碍物进行探测。
（3）很多激光测距系统在选择光源时没有考虑安全性。大多数小型激光测距仪使用
的波长为905nm的半导体激光器，虽然输出能量相比于其它激光器而言较小，但发射
的激光束对人眼还是有一定的伤害。特别是基于脉冲法设计时，因为脉冲激光功率大，
更容易造成人眼伤害；波长为1064nm的激光对人的皮肤和眼睛是害的，特别是如果眼
睛不小心接触到了1064nm波长的激光，对眼睛的伤害可能将是永久性的。 2 基于防汽车追尾碰撞的测距系统原理的研究
2．1 测距原理
从技术角度分析，主动防撞系统的关键在于相对距离的测量。当后车以较高的速
度接近前车时，如果两车之间的距离太近，很容易发生追尾事故。所以，目前的汽车
防追尾碰撞安全系统报警与否的判断依据就是相对距离和安全距离的大小关系，而相
对距离的测量原理主要有以下三种：超声波测距、雷达测距和激光测距[5][7]
，下面就
对它们一一进行介绍。
2.1.1 超声波测距
超声波一般指频率在20KHZ以上的机械波，具有方向性好、衰减小、反射能力强
等特点。 超声波测距的原理是超声波发射器向某一方向发射超声波，同时计时器开始计
时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波
就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v，根据计时器记录的时间 t，就可以
计算出发射点距障碍物的距离(L)。测距的公式表示为：
超声波测距原理简单，而且成本也比较低，制造方便，容易实现。但是，这种测
距方式在汽车上的应用具有一定局限性。主要是因为超声波在空气中传播的速度受到
温度、湿度、大气压力等因素的影响，不同的天气条件下传播速度不一样。对于远距
离的障碍物，由于反射波过于微弱，使得灵敏度下降，超声波的发射角度小，超声波
基本沿直线传播，这导致测量的区域很小。所以超声波测距一般应用在短距离测量，
最佳距离为4-5m，现在主要应用在汽车倒车雷达上。
2.1.2 雷达测距 雷达是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置的。雷达的工作频率从
3MHZ到300GHZ的范围内，其对应波长为100m到1mm，工作频率在30GHZ以下的雷
达称为微波雷达，工作频率在30GHZ以上的雷达成为毫米波雷达。作为车载雷达，一
般选用60GHZ、120HGZ、180GHZ波段，其对应波长为毫米级，故称毫米波雷达。毫
米波雷达根据测距原理的不同，可以分为脉冲测距雷达和连续波测距雷达两种。
脉冲测距雷达的原理是通过判断发射脉冲信号与反射脉冲信号之间的时间差，然
后再根据毫米波的传播速度，计算出两物体之间的距离。设时间差为t，又毫米波的传
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