现代汽车防追尾碰撞系统的研究
现代汽车避撞技术
现代汽车避撞技术据美国的最新统计表明，因各种原因造成的车辆碰撞追尾事故占公路交通事故总量的90%左右。
因此，要降低公路交通事故，必须大力降低车辆碰撞事故，而汽车碰撞技术的发展及应用有助于减少汽车碰撞事故的发生。
随着我国公路等级的不断提高，特别是高速公路的飞速发展，汽车的行驶速度越来越快，车流量也越来越大，汽车碰撞事故越来越多。
造成汽车碰撞的原因十分复杂，既有车辆自身的因素，也有人为的因素，还有公路、气象等环境因素。
在上述诸多因素中，人为因素是造成汽车碰撞的主要原因。
因此，国内外都在研究如何利用先进的技术，即汽车避撞技术，辅助汽车驾驶者对影响公路交通安全的人、车、路环境进行实时监控，在危急情况下由系统主动干涉驾驶操纵、辅助驾驶者进行应急处理、防止汽车相撞事故的发生。
汽车避撞技术首先需要解决的问题是汽车之间的安全距离。
汽车与汽车之间的距离超过了这个安全距离，就应该能够自动报警，并采取制动措施。
●三种测距方法如何测定汽车的安全距离，目前一般采用的技术有超声波测距、微波雷达测距和激光测距三种。
超声波测距就是利用其反射特性。
超声波发生器不断地发射出40kHz超声波遇到障碍物后反射回反射波，超声波接受器接收到发射波信号，并将其转换为电信号。
微波雷达测距是利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置。
根据微波雷达的用途不同，所测定的目标可能是飞机、导弹、车辆、建筑物、云雨等。
激光测距的工作原理与微波雷达测距相似，具体的测距方式有连续波和脉冲波两种。
1、超声波汽车倒车避撞装置据初步调查统计，l5%的汽车事故是由汽车倒车“后视”不良造成的。
因此，增强汽车的后视能力，尤其是增强大型、重型车辆的后视能力，对于提高行车安全，减轻司机的劳动强度和心理压力，是十分重要的。
超声波倒车避撞报警器我国华南理工大学研制出一种单片机控制的超声波倒车避撞报警器。
该报警器利用超声波回声测距的原理，测量车后一定距离内的物体，并以MCS-51系列单片机作为中心控制单元。
汽车防追尾和防侧撞安全系统设计
汽车防追尾和防侧撞安全系统设计汽车防追尾和防侧撞安全系统设计汽车是现代社会人们出行的重要工具，但是在汽车行驶过程中，由于各种原因，如速度不当、距离不够、驾驶员疲劳等，易发生追尾、侧撞等事故，严重威胁驾乘人员生命安全。
为此，车辆防追尾和防侧撞安全系统的研发与推广具有重要意义。
本文就此展开探讨，设计一种汽车防追尾和防侧撞安全系统。
一、系统原理汽车防追尾和防侧撞安全系统由车辆上的多个传感器组成，包括雷达、摄像头和红外线等设备，这些设备通过计算机系统形成了一个控制单元。
当车辆前方出现障碍物，传感器就会向控制单元发出信号，控制单元会像驾驶员发出警告信号，警告驾驶员有障碍物。
如果驾驶员没有采取任何行动，控制单元会自动采取措施，如制动等，避免发生碰撞，从而保障驾驶员的安全。
二、系统特点1.预警及时该系统具有高灵敏度，能够及时发现障碍物，为驾驶员提供预警信息，尽早提醒驾驶员注意安全行车。
2.制动迅速当车辆前方出现障碍物时，控制单元会迅速采取措施如制动等，以避免发生碰撞。
3.适应性强该系统能够适应各种车型、环境和天气，具备很强的适应性。
4.运行稳定该系统使用先进的传感器和控制单元技术，具备非常稳定的运行性能，系统运行过程中不会出现任何问题，可靠性较高。
三、系统设计系统由三大部分组成：前端传感器、控制单元和驾驶员提示器。
前端传感器包括多个雷达、摄像头和红外线传感器等设备，放置在车辆的前部区域，用于检测前方障碍物信息。
当检测到障碍物信息时，前端传感器会向控制单元发送信号，控制单元会根据障碍物的距离、速度等信息，进行数据处理和预警。
控制单元是系统中的核心部分，接收前端传感器发出的信号，并根据预设的算法进行相应预警和判断，如果判断存在危险，系统会向驾驶员提示，同时启动制动系统，以避免发生碰撞。
驾驶员提示器一般为声音警告器和LCD显示屏，声音警告器会通过语音提示驾驶员，提示障碍物的位置、距离、速度等信息，LCD显示屏则可以显示具体的障碍物信息。
汽车防碰撞系统研究文献综述
汽车防碰撞系统研究文献综述1.引言汽车碰撞有汽车碰撞到固定的物体或与行驶中的汽车相撞两种类型。
为了防止汽车在行驶中，特别在高速行驶时发生碰撞，一些现代汽车已装备了自动控制防碰撞系统，这是一种主动安全系统。
汽车行驶时，防碰撞系统处于监测状态，当汽车接近前车车尾或超越前车时，该系统将发出警告信号。
在发出警告后，如果驾驶员没有采取减速制动措施，该系统便启动紧急制动装置，以避免发生碰撞事故。
2.概述防碰撞控制系统装有测距传感器，它们利用激光、超声波或红外线，测得汽车与障碍物间的距离，这个距离信号，加上车速传感器和车轮转角传感器的信号送入电子控制器，通过计算求出行驶汽车与前方物体的实际距离以及相互接近的相对速度，并向驾驶员发出预告信号或显示前方物体的距离。
当将要碰撞时，控制器向制动装置和节气门控制电路发出控制指令，使汽车发动机降速并及时制动，从而有效地避免碰撞。
3.测距传感器（1）防碰撞传感器① CCD照相机CCD（电荷耦合器件）摄像元件可以读取受光元件接收的光通量放出的电流值，并作为图像信号输出。
在夜间，由于照相机处于低照度的环境，只有在汽车前、后照灯打开时才能确认障碍物。
汽车装设的CCD照相机如上图所示，当点火开关接通时，变速器换档杆换到前进档或倒档，多功能显示板上就能显示出车辆前方或后方的图像。
② 激光雷达激光雷达是从激光发送至被测物体，然后反射回来被接收，其间的时间差即用来计算至障碍物的距离。
早期的车用激光雷达都是发送多股激光光束，并依靠前车反射镜的反射时间来测定距离。
现代汽车除了测定前方车的距离外还要对前方多辆车的位置进行辨识，因而开始采用扫描式激光雷达。
根据物体的反射特性，激光的反射光亮变化很大，因此可能检测出的距离也是变化的。
由于车辆后部的反射镜等容易反射，故可以检测出稳定的较长距离。
有少许凹凸的铁板等因不能得到充足的反射光量，故测出的距离较短。
另外，在检测侧面方向及后方的障碍物时，与检测前方障碍物的情况不同，如果障碍物上没有反射镜，那么由于各种障碍物的反射特性变化很大，故可能稳定测出的距离 变短。
浅析防追尾智能系统研究现状与改良思路
浅析防追尾智能系统研究现状与改良思路1 国内研究现状、水平和发展趋势我国早在二十世纪90年代就对主动安全系统的发展也表示了极大关注。
据中国《科技日报》报道，1997年4月12日在北京召开了由我国电子工业部主办的首次智能交通系统发展趋势国际研讨会，来自日本、美国和国内交通领域的著名学者、专家及企业代表出席了大会。
与会代表认为，中国是经济发展中国家，车辆的发展高出慕尼黑平均速度9%，道路和车辆的不平衡发展的矛盾日益严重化，大城市环境污染也十分严重。
在中国，目前高速公路建设还不是十分理想的情况下，通过高科技和安全教育来改善中国交通状况已迫在眉睫。
与研讨会同时举办的国际汽车电子暨智能公路展览会上，来自全国近百家企业和科研院所展出了最新产品和科技成果。
反映了我国汽车电子和交通电子产业的水平。
这次研讨会和展示会对促进我国应用ITS（智能交通系统）加快交通进步及现代化起了积极作用。
目前在汽车上所采用的安全措施已越来越多，越来越完善，采取措施的原则是预防交通事故的发生和使事故灾难损失降到最小。
同时最新研究还要求汽车应有自动记录功能报道交通事故的系统（类似于飞机上的“黑匣子”以确定汽车发生交通事故的真正原因），这对“提高汽车安全性”措施的研究是有很大帮助的。
我国汽车防撞系统的开发同国外发达国家相比，存在较大差距，到最近几年来才相继有一些科研院所和大专院校进行此方面的研究，近距离报警比如倒车雷达已在部分车辆上安装使用，但是国内目前生产的中远距离测量装置普遍达不到要求，最远距离才能达到60米，测距误差大于1米，远远不能满足高速公路的安全车距要求，且多注重本车与前车的防撞制动，很少研究后车的提示预警，许多关键技术有待于进一步解决，而且价格也比较高。
研究一种主动安全，前后预警，简单可靠，物美价廉，容易实现且能够装载普通轿车的行车防撞智能系统势在必行。
2 研究目标与内容本项目研究的目标：如何减少发生防追尾事故的频率；将传统研究被动防追尾观点改良为研究主动的防追尾系统，如何能够及时地提醒后车的驾驶者与本车驾驶者，达到主动的防追尾。
汽车防追尾系统的研究设计
汽车防追尾系统的研究设计［摘要］本次汽车防追尾设计，主要是集中在汽车测速，车距测量，紧急情况报警与自动处理等方面，该系统以STC 12C2052单片机为控制核心，霍尔传感器作为测速模块、毫米波雷达作为测距模块，当汽车进入非安全距离时，系统会自动做出相应的减速处理并提示驾驶员要小心，而当车再次缩小进入紧急危险区时，系统则会自动报警并紧急刹车以免发生事故。
它集汽车测速，车距测量，紧急情况报警与自动处理等功能于一体，具有高度智能化、灵敏度高、反应速度快，控制距离远的的特点，特别适合当今社会的需要。
［关键词］单片机；测速；霍尔传感器测速；激光测距1、引言近年来，我国高速公路建设发展迅猛，为区域经济一体化的发展奠定了坚实的基础，同时，高速行车也引发了一系列严重的交通事故。
汽车追尾碰撞是高速公路交通事故的主要形式。
调查显示，追尾碰撞事故占高速公路总事故的比例高达36% ~40%，而且多为恶性事故，所造成的经济损失和人员伤亡最大。
所以预防高速公路交通事故应主要考虑汽车的追尾碰撞。
汽车追尾碰撞发生的主要原因是车速过快、行车间距过小、制动不及时等，而且在驾驶员疲劳和天气状况不佳的条件下尤其容易发生。
国外对追尾预警和避免系统的研究较早，其大量研究结果表明，经过合理设计的智能防撞系统能够有效降低追尾事故的发生率，提高高速公路行车的安全性。
2、系统的总体设计汽车防追尾控制系统结构图，如图1所示。
系统包括三个部分：（1）信号采集单元（2）中央处理单元（3）信号执行单元信号采集信号执行图1 系统控制结构图该系统选用具有超强抗干扰能力的STC系列单片机STC 12C 2052作为控制核心，利用毫米波雷达获得前方目标车辆的运动信息，如车间距离、相对速度。
角速度传感器作用于弯道时的角度测量。
霍尔传感器则用来测量汽车自身的行驶速度。
当前后两车间距为临界安全距离时，系统通过单片机控制声光报警系统向驾驶员发出报警信号，使驾驶员在追尾之前作出相应的防范措施。
汽车碰撞防护系统设计与优化研究
汽车碰撞防护系统设计与优化研究随着汽车行业的不断发展和人们对安全性能的关注度提高，汽车碰撞防护系统的设计和优化成为了重要而复杂的研究领域。
本文将讨论汽车碰撞防护系统的设计原理、优化方法以及未来的发展方向。
汽车碰撞防护系统设计的基本原理是在车辆发生碰撞事故时提供最大程度的保护，以减少乘客和车辆损伤。
为了实现这一目标，汽车碰撞防护系统通常包括车身结构设计、安全气囊系统以及碰撞传感器等多个组成部分。
车身结构设计是汽车碰撞防护系统中的重要组成部分。
通过合理的车身结构设计，可以将碰撞时的冲击力分散和吸收，从而减轻乘客的伤害。
优化车身结构设计需要考虑多个因素，包括材料的选择、结构的刚性和强度等。
通过使用高强度材料和增加结构刚性，可以提高车身的抗碰撞能力。
安全气囊系统是汽车碰撞防护系统中另一个关键部分。
安全气囊系统在发生碰撞时能够迅速充气，为驾驶员和乘客提供额外的保护。
优化安全气囊系统的设计需要考虑气囊的位置、形状和充气速度等因素。
同时，为了提高系统的可靠性，还需要考虑气囊的存储和释放机制。
碰撞传感器是汽车碰撞防护系统中的另一个关键部分。
碰撞传感器可以检测车辆的碰撞情况，并向控制单元发送信号，触发安全气囊系统的工作。
优化碰撞传感器的设计需要考虑灵敏度和响应时间等因素。
合理的传感器布局可以提高系统的检测准确性和反应速度。
除了基本的设计原理，汽车碰撞防护系统还可以通过优化方法进行进一步改进。
一种常见的优化方法是使用计算机仿真技术。
通过建立数值模型并进行碰撞仿真，可以评估不同设计方案的性能，找到最优的参数组合。
另一种优化方法是使用优化算法。
例如，遗传算法和粒子群算法可以通过模拟自然选择和群体行为来搜索最优解。
未来的发展方向主要集中在两个方面：一是增强碰撞预警系统的能力，提高事故的预防能力。
通过自动驾驶技术、物联网和人工智能等先进技术的应用，可以实现车辆之间的通信和协同行驶，减少碰撞发生的概率。
二是提高碰撞防护系统的智能化水平，优化系统的响应速度和效果。
汽车智能追尾系统的研究-PPT精品文档
●研究目的及意义：依照前面我们讨论的问题，为了防止 交通事故的频发和减少人身事故伤亡，保护人们的生命财 产安全，特此设计了这样的防追尾系统，通过对交通事故 的研究我们发现，大多数的交通事故都是汽车追尾事故造 成的，而造成汽车追尾事故的原因中，人为因素占有一部 分，就是人反映时间慢，不能在事故发生前有效的控制， 所以我们设计这个系统的主要目的就是要为驾驶员提供更 多的反应时间，减少交通事故的发生。
图2 声光报警模块硬件电路图
显示模块设计
●显示器是一个典型的输出设备，而且其应用是极为广泛的， 几乎所有的电子产品都要使用显示器，其差别仅仅在于显示 器的结构类型不同。最简单的显示器可以使用LED发光二极 管，而复杂的较完整的显示器应该是CRT监视器或者屏幕较 大的LCD液晶屏。综合设计的实际要求以及考虑单片机的接 口资源，采用4位LED数码管显示。显示模块设计图如下图 3所示。
图3 显示模块硬件电路图
电源模块设计
●采用交流220V/50Hz电源转换为直流5V电源作为电源模 块。该方案实施简单，电路搭建方便，可作为单片机开发 常备电源使用。
●防追尾系统的运行必须要有一个电源提供必要的电压， 而这个电源就会受到一定的干扰，为此要设计一个稳压电 源，使电源受外部干扰的影响很小，可以采用磁饱和式的 交流稳压器，不仅可以减小电源电压波动范围大的干扰， 而且还可以抑制电源的外部噪声干扰。
●在51系列中，现在设计中主要使用AT89C51单机， 是ATMEL公司生产，在原有的基础上增强了许多特 性，如时钟频率更高，是运行速度更快，采用CHMOS 工艺，功耗更低，工作电压范围更广，可以反复擦写 一千次以上。
声光报警模块设计
●防追尾系统装置中的声光报警装置其实就是利用蜂鸣器和 LED数码管起到报警的目的，利用声音和灯光的组合。同时 在视觉和听觉上给驾驶员一定的报警作用，给驾驶员提供充 足的反应时间，来消除安全隐患。这种报警系统安全，且成 功率很大，价格适中，并且在不同的情况下，所发出的报警 信号不同。声光报警模块设计如下图2所示。
车身结构现代轿车防碰撞措施
车身结构现代轿车防碰撞措施
现代轿车大部分都安装了避撞雷达防止碰撞发生，汽车避撞雷达是利用电磁波发射后遇到障碍物反射的回波对其不断检测和计算与前方或后方障碍物的相对速度和距离，经过分析判断，对构成危险的目标按程度不同进行报警，控制车辆自动减速，直到自动刹车。
当发射机采用微波调频连续波体制时，在车辆行进中，雷达窄波束向前发射调频连续波信号，当发射信号遇到目标时，被反射回来为同一天线接收，经混频放大处理后。
可用其差拍信号间相差来表示雷达与目标的距离，把对应的脉冲信号经微处理器处理计算可得到距离数值，再根据差频信号相差与相对速度关系，计算出目标对雷达的相对速度;微处理器将上述两个物理量代入危险时间函数数字模型后，即可算出危险时间;当危险程度达到各种不同级别时，分别输出报警信号或通过车辆控制电路去控制车速或刹车。
主要技术参数:作用距离不小于100m时，误差为±;微波发射频率为24.125GHz。
主要的功能有:测速测距、对前方100m内危险目标提供声光报警;兼备汽车黑匣子功能;自动巡航系统(行驶中自动保持与前面行驶车辆之间的距离);紧急情况下自动刹车。
装有避撞雷达的汽车上了高速公路以后，驾驶者就可以启动车上的避
撞雷达。
雷达选定好眼随的汽车以后，被眼随的汽车就成了后面汽车的“目标车”，无论是加速、减速，还是停车、启动，后面的汽车都能在瞬间之内予以模仿。
如果前面的汽车在行驶一段时间之后，不再适合于自己的“目标车”，驾驶者可以重新选择另一辆“目标车”。
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首先通 过 其次根 据
原理
一
样
，
根 据 激 光 束传播 时 间 确 定 距 离
，
成像式 激光 雷
，
达 就是 应用 激光 束对 整 个视 场进 行 扫描
获 得 视 场 内 目标
。
路 面 状 况 ( 干 ／湿 ) 间距 离
，
、
后 面 车速 及 相 对 车速
，
计算 出临界 车
一
的三 维信息 3 _3
，
根据这些 信息判断是 否有追 尾碰 撞危险
，
车辆 防追 尾 碰 撞 系统 在 汽
，
作状 态 时 构失灵
泵
，
，
驾驶 员 的脚 制 动 力 有 效
如 果 自动 制 动 操 作 机，车在有追 尾 Nhomakorabea 撞危 险时
及 时处理
，
能 立 刻 发 出警 报 信 号
提 醒 司机
尽量避免
，
脚制动机 构 系统 并不 受 影 响
。
由于 采用 制动分
并 在 必 要 的 时 候 自动 启 动 制 动 系 统
。
24 ％
所以研究
一
并 采 用 高 速 电 磁 阀进 行 纵 向 加 速 度 反 馈 控 制
：
该
种 实时
、
可靠
一
、
适 应 性 好 的 车辆 防追 尾 碰 撞 系 统 是 提 高车
。
自动 制 动 操 作 机 构 的 特 点 是
当 自动 制 动 操 作 机 构 处 于 工
。
辆安全 的
项 非 常重 要 的 内容
。
，
不 会使 两 液压 回路 之 间产生 压 差
交通 事故 的发生
3
．
具体类型
汽 车上 用 的雷 达 是 3 0 G H z 以 上 的毫米 波 雷达
2
防 追 尾 碰 撞 系 统 的具 体 组 成
汽 车 防追 尾 碰 撞 系 统 在 汽 车 正 常行 驶 时 处 于 非 工 作状
，
3 1 毫米波雷达
性 和灵 敏度 。
好 的 热效 应 和 穿 透 云雾 能 力 。 而 且 ，任 何 物 体 在 任 何 时 候 都会 发 出 红外 线 。 测 距 仪通 过 发 射 并 接 收 相 关 物 体 反 射 的
。
施
，
该 系统便启 动 紧急制动装 置
以避 免发 生追 尾事故
。
。
双频雷达和雷达三 种
汽车毫米波雷达 测距 性能稳
，
汽 车防追 尾 碰 撞 系统具 体运 作 如下
1
，
受 对 象表 面 和 颜 色 的影 响小
，
受气 流影 响也 比较小
，
；
) 行 车环 境 监 测 系 统 由测 量 车 间距 离 和 前 面 车辆 方
，
则 自动 控 制 系 统 启 动
，
由 安 全 ／危
速 公 路 追 尾 事 故 数 约 占 总 事 故 数 的 3 3 14 ％
上 发 生 的 追 尾 碰 撞 事 故 约 占事 故 总 数 的
，
美 国高速公 路
，
预 警 信 号 控 制 的 自动 制 动 操 作 机 构 (A B S )
，
配 有 防抱 死 制 动系统
当实 测 车 间 距 接 近 临 界 车 间 距 离 的 某
。
时刻
，
报
高精度 摄 像 系统测 距
高精 度 的摄 像系 统 测 距 就 是 利 用 摄 像 机 测 距
，
警器发 出警告信号
收 稿 日期
：
-
它尺 寸
200 8 0 3 _0 7
■曩曩j 口_
维普资讯
研 究 与
小 、质 量 轻 、噪 音低 、功 耗 低 、动 态 范 围 大 、光 电 计 量 准 确 、扫描 输 出 的 光 电信 号处 理 容 易 ，在 汽 车 行 业 也 得 到 了
广 泛 的应 用 。
自身 车 速 信 号 、节 气 门开 度 和 汽 车 的 制 动 控 制 等 。 而 较 为
。
非成像式激光 雷达
雷达 所 测 的距 离 及 车速 数 据 中抽 取 有 用 数 据
；
第二 步
。
，
进
非 成 像 激光 雷 达 和 电磁 波雷 达 的工 作
；
行 安 全 ／危 险 判 定 即 判 定 追 尾 碰 撞 的 危 险 程 度
对 车辆 减 速 度及 安 全 距 离 的分 析 建 立 数 学 模 型
维普资讯
与开 发
现代 汔 车防追尾碰 撞系统的研 究
韩天 龙
(杭 州职 业 技 术 学院
，
浙江杭 州
3 10 0 1 8 )
聪
1
薯 蓁 垂；委荠， 垂 嘉三 芋
：
很大 的 比例
本 文 从 汽 车 防追 尾 碰 撞 系 统 的 具 体 组 成
、
常 见 类 型 以 及 汽 车 防追 尾 碰
。
最 小 的激 光 扫描 雷 达 监 测 范 围 为
激光测距 也是 它测 量精度 高
、
一
种雷达装置
、
，
是
一
种 光 子 雷 达 系统
。
，
量程 大
时间短
，
应用领域广泛
：
现 在汽
2
) 防追 尾 碰 撞 判断分 为两 步
：
第
1
步
，
从 激光 扫描
车 应 用 的激 光 测 距 系 统 可 分 为 两 大 类
和 成 像式激 光 雷达
环境适应性能好
在恶 劣天 气下 性 能稳 定
。
受雨
、
雪
、
雾
位 的激光 扫描 雷 达 以及 能够判定 路 面 状 态 的道 路传感器 所
组成
。
等 的影 响小
．
；
但是价格较贵
通 过 发 出脉 冲激 光 对 前 方 道 路 状 况 进 行 监 测
。
，
并能
3 2 激光测距
监 测 弯道 上 的 障碍 物
120 m
，
毫米波
相对 速
态
当后 车 车 头 非 常 接 近 前 车 车 尾 时
，
，
该 系统将发 出 防追
的波 长短
、
频 率高
。
、
抗 干扰 性 强
、
多普勒频移大
、
尾 警告
在 发 出警 告 后
，
如果 驾驶员没 有采取制动减速 措
，
度 的测 量精度 高
达 定
、
现 在 常 用 的 车 用 雷 达 有 脉 冲多普 勒 雷
困 难 的 是 传 感 器 部 分 ， 由于 汽 车追 尾 一 般 发 生 在 高 速 行 驶
过 程 中 ，此 时 车 速 的改 变 通 常 较快 ，因 此 要 实 现 对前 车 车
３ ． 外 线 测 距 ４红
红外 线 的 波长 比可 见 光 长 ，是 肉 眼看 不 见 的 光 ，有 很
速 以 及 路 面 状 况 的实 时监 控 ，就 需 要 传 感 器 有 很 高 的 准 确
中图分 类号
T P 2 12 9
．
文 献标识 码
：
A
文章编号
：
10 0 9
—
94 92
(2 0 0 8 )
08
—
0076
-
03
引言
追 尾 事 故 在 整 个 交 通 事 故 中 占很 大 的 比 例
，
3 ) 当实 测 车 间距
等 于 或 小 于 临 界 车 间距 离 时
。
，
若驾
险
如 中国高
驶 员 没 有采 取 制动