1 内轮差原理

　　内轮差是车辆转弯时的前内轮的转弯半径与后内轮的转弯半径之差。由于内轮差的存在，车辆转弯时，前、后车轮的运动轨迹不重合。内轮差的大小与转动方向盘的幅度和车辆轴距的长短有关，方向盘转动幅度越大即转向角度越大，内轮差越大，反之越小;车辆的轴距越长，内轮差越大，反之则越小。重型汽车车身都比较长，尤其是车头转过去后，还有很长的车身没有转过来，极易形成大型车辆司机的“视觉盲区”，路人步入内轮范围后，容易造成生命危险。如图1中的阴影部分为内轮差的形成区域。

图1 内轮差示意图

2 超声波预警原理

　　2.1超声波测距原理

　　谐振频率高于20KHZ的声波被称为超声波。超声波为直线传播，频率越高，则绕射能力越弱，反射能力越强。超声波测距的方法多种多样，如相位检测法、声波幅值检测法和往返时间检测法等。相位检测法虽然精度高，但检测范围有限;声波幅值检测法易受反射波的影响。本文采用往返时间检测法，其工作原理是：使超声波发射探头向介质发射超声脉冲，声波遇到被测物体后必有反射波作用于接收探头。若已知介质中的声速为V，发射脉冲时刻与第一个反射波到达时刻的时间差为T，则探头与被测物体距离S=VT/2，对距离值改变的测算可以实现所需的控制目的。超声波的速度V与温度相关，空气中的声速与温度的关系可表示为：

（1）

　　2.2 轮差检测中超声波传感器的布置

　　汽车在行驶中即会向左侧转弯也会向右侧转弯，因此超声波传感器应该在车身的两边对称安装。本系统中一共需要安装三对传感器，一对安装在前轮附近，为了提醒司机转弯时车身后面是否会撞到转弯内侧的物体;第二对安装在轴距中间附近，为了防止有物体在汽车转弯时突然出现在转弯内侧;第三对安装在后轮附件，为了及时提醒司机危险状况。

3 系统硬件设计

　　本系统将单片机技术、超声波测距技术与CAN总线通信技术等相结合，可检测汽车在转弯过程中汽车内侧状况。预警系统的三对测距传感器独立工作，通过CAN总线经接口芯片PCA82C250驱动将数据传输到主控制器。测距采用SensComp 600传感器和SensComp 6500超声波距离模块;单片机采用低成本的AT89C51主要功能为：1、用于控制测距传感器并把测量数据实时通过CAN控制器SJA1000发送到CAN总线上;2、通过温度传感器DS18B20传送过来的温度参数，修正超声波在空气中的传播速度;在PCA82C250与SJA1000之间还增加了高速线性光耦6N137进行隔离，有效地防止汽车在恶劣工作环境下的瞬态干扰，确保数据传输的准确性。因为三对测距传感器硬件系统完全相同，此次只用一个进行说明，系统硬件结构如图2所示。

图2 轮差预警系统硬件结构图

　　3.1 CAN总线通信模块