各种汽车防撞系统

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汽车自动防撞系统历史

汽车自动防撞系统历史

维基百科,自由的百科全书【摘】汽车防撞系统(英语:collision avoidance system)是一种利用通讯、控制与资讯科技侦测车辆周遭的动态状况,以辅助汽车驾驶人的安全科技。

依各家车厂不同的命名,另有预防碰撞系统(pre-crash system)、前方碰撞预警系统(forward collision warning system)、减少碰撞系统(collision mitigating system)等异称。

∙车道变换辅助系统(Audi Side Assist):车尾的雷达感测器可侦测是否有车辆位于盲点区域,若系统侦测有车辆,能在驾驶人打方向灯并变换车道时,快速闪烁车侧后视镜的LED灯号,以警告侧边有来车接近。

∙车道偏离警示系统(Audi Lane Assist):运用摄影机侦侧车道标线,若系统发现车辆开始偏移,便以震动方向盘的方式警告驾驶人;万一仍不修正偏移,则会介入并让车辆维持在车道之中。

∙预防追撞前车系统(Audi Pre Sense Front):以雷达侦测与前车的距离,若系统判断车距过近,先是透过警示信号提醒驾驶人减速;若驾驶人并未减速,刹车辅助系统便会介入刹车,甚至加强刹车力道。

假设碰撞无可避免,此系统能够在碰撞发生前0.5秒完成所有的减速,大约可降低车速达40km/hr,同时启动警示灯后告知后方来车,且维持紧闭车窗与天窗、紧缩安全带,以减少追撞意外对乘员的伤害。

BMW德国BMW在2013年中期发表互联驾驶系统(BMW ConnectedDrive),整合了资讯、娱乐、行车辅助等多项功能,其中跟汽车防撞相关的功能包含下列:∙主动式定速控制系统(Active Cruise Control):此系统可与碰撞警示暨刹车启动系统、车道变换警示系统、怠速熄火功能等一同连动。

在巡航定速的状态下,当前方车辆进入感测器的监控范围时,系统会自动降速以保持安全间距;等到前方车道净空时又恢复原先设定的时速。

基于超声波汽车防撞报警系统

基于超声波汽车防撞报警系统

摘要随着科学技术的快速发展,超声波将在汽车领域中的应用越来越广。

本文对超声波汽车防撞报警系统进行了理论分析,利用模拟电子、数字电子、微机接口、超声波换能器、以及超声波在介质的传播特性等知识,采用以stc89c51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距的硬件电路和软件设计方法在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。

为了保证超声波汽车防撞报警系统的可靠性和稳定性,采取了相应的抗干扰措施。

就超声波的传播特性,超声波换能器的工作特性、超声波发射、接收、超声微弱信号放大、波形整形、速度变换电路及系统功能软件等做了详细说明.实现障碍物的测距、显示和报警,超声波测距范围0.6-2.0米,精度在10厘米左右。

这套超声波汽车防撞报警系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时性良好,而且简单易于制作,经过系统扩展和升级,可以用于倒车、泊车等,例如:测量液位、井深、管道长度等场合。

可以广泛应用于工业生产、医学检查、日常生活、无人驾驶汽车、自动作业现场的自动引导小车、机器人、液位计等。

关键词: STC89C51,超声波,传感器,LCD,测量距离AbstractAlong with the science and technology fast development, the ultrasonic wave more and m ore will be broad in the science and technology application .This article has carried on th e theoretical analysis to the ultrasonic sensor range finder possibility, the use simulation el ectron, the digital electron, the microcomputer connection, the ultrasonic wave transducer,as well as the ultrasonic wave in medium knowledge and so on dissemination characteristi c, uses take STC89C51monolithic integrated circuit as the core low cost, the high accurac y, the microminiaturized numeral demonstrated the ultrasonic wave distance gauge the hard ware electric circuit and the software design method has designed the system overall conc ept in this foundation, finally has realized each function module through the hardware and the software.Key words: STC89C51, ultrasonic wave, sensor, LCD, Measuring distance目录1 引言 11.1 课题背景 11.2 课题设计的意义: 11.3 超声波测距在汽车上应用的介绍: 12 课题的方案设计与论证 32.1 系统总体设计 32.2 设计方案的论证 53 系统的硬件结构设计 63.1 单片机的选择 63.2 发射电路的设计 113.3 接收电路的设计 154 系统软件的设计 224.1 超声波汽车防撞电路的算法设计 234.2 主程序流程图 244.3 超声波发生子程序和超声波接收中断程序 265 调试 285.1 硬件调试 285.2 软件调试 29总结 31致谢 33附录1: 35附录2: 37附录3: 391 引言1.1 课题背景随着经济的发展与汽车科学技术的进步,公路交通呈现出行驶高速化、车流密集化和驾驶员非职业化的趋势。

汽车智能防撞系统

汽车智能防撞系统

汽车智能防撞系统汽车智能防撞系统是一种集成了多种高级技术的设备,通过激光雷达、摄像头、雷达、超声波等感应装置对车辆及其周围环境进行实时感知,从而提前发现潜在的碰撞风险,并及时做出相应的预警或干预,防止车辆发生碰撞事故,提高行车安全性。

智能防撞系统主要分为前向碰撞预警系统、自动紧急制动系统、车道偏离预警系统和盲点检测系统等几个方面。

前向碰撞预警系统是智能防撞系统中最重要的部分之一,它通过激光雷达或摄像头感应设备,实时监测车辆前方的交通情况,包括距离、速度和方向等信息,并通过算法进行分析,判断与前车是否有可能发生碰撞。

一旦系统检测到碰撞风险,会通过预警声音或视觉提示等方式提醒驾驶员注意,以便驾驶员能够及时采取避免碰撞行动。

自动紧急制动系统是智能防撞系统的关键组成部分之一。

当系统判断到碰撞不可避免时,会自动控制车辆进行紧急制动,以减少碰撞的速度和冲击力,从而减少事故的严重程度。

这种系统通常会采用雷达或超声波感应设备,通过测量与前车的距离和车速等参数,来实现自动制动的控制。

车道偏离预警系统是为了防止车辆在高速公路上因司机分神或疲劳驾驶而导致的车辆偏离行驶道路。

该系统通过摄像头或激光雷达等感应装置监测车辆的位置,并识别当前车道的边界,当车辆偏离车道时,系统会通过声音或震动等方式提醒驾驶员调整车辆位置,避免车辆偏离车道或发生交通事故。

盲点检测系统是为了解决车辆在变换车道时盲点区域的视觉盲区问题。

该系统通常采用雷达或摄像头等感应装置,监测车辆周围的盲区,一旦检测到有其他车辆或物体进入盲区,系统会通过声音或视觉提示等方式提醒驾驶员注意,避免发生侧向碰撞事故。

目前市面上已有多种智能防撞系统产品,如博世的ESC系统、德尔福的ADAS系统等,这些系统的出现大大提高了汽车的安全性能和驾驶舒适性。

与传统防撞系统相比,智能防撞系统更加智能化和精准化,能够在多种道路和气候条件下提供更加可靠的防撞保护。

智能防撞系统仍存在一些挑战和需要改进的地方。

汽车防碰倒车撞报警系统设计.

汽车防碰倒车撞报警系统设计.

目录摘要 (1)目录 (1)绪论 (3)第一章汽车防撞报警系统设计简介 (4)1.1 设计概要 (4)1.1.1设计任务与要求 (4)1.1.2研究方法 (4)1.1.3解决的关键问题 (4)1.2 汽车防撞报警系统设计的意义 (5)第二章设计思路分析 (7)2.1 系统总体方案 (7)2.2 工作原理 (8)2.3 控制器AT89C2051的功能特点 (8)第三章系统硬件电路设计 (9)3.1 系统硬件方案设计 (9)3.2 遥控器控制框图 (10)3.3 工作原理剖析 (11)3.3.1传感器的选择 (11)3.3.2超声波的发射与接收电路 (11)3.3.3测速原理 (12)3.4 实物设计所能达到的功能及操作说明 (12)第四章系统软件电路设计 (14)4.1 主程序 (14)4.2 串口通信模块——transplant.C (15)4.3 程序编写 (16)第五章调试与测试 (18)总结 (19)参考文献 (20)附录1 (20)附录2 (22)致谢 (25)绪论随着时代的发展及社会的进步,越来越多的汽车进入了普通人的家庭。

汽车逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。

尽管公路条件在不断地改进,但仍然避免不了公路上汽车拥挤的现状,再加上设计车速不断提高,恶性交通事故无时无刻不在发生,给人们和社会带来了巨大的生命与财产损失。

汽车防撞报警系统也因此应用而生。

汽车防撞报警系统是一种当汽车离障碍物较近时向司机预先发出报警信号的装置,通常系统的各个探测器安装于汽车的几个关键的车身部位,能探测到接近车身的行人、车辆和周围的障碍物,能向司机或乘客提前发出即将发生撞车危险的信号,促使司机甚至撇开司机采取应急措施处理特殊险情,避免损失。

同时当汽车发生故障时,可以通过按动警示信号键向过往的车辆发送无线警示信号,提醒过往车辆的司机注意,从而更有效地避免交通事故的发生。

汽车的各种方便性正不断地被人们所接受,现如今如同是一般的家用电器一样地进入平常百姓的家中,开发本系统,可以广泛地安装于各种家用轿车、客车、货车等,如与车载微型电脑相配合,可以实现更多的人工智能化操作,是实现汽车无人驾驶必不可少的一个组成部分,也是未来汽车的发展方向,因此运用前景是相当可观。

防碰撞方案

防碰撞方案

防碰撞方案防碰撞方案1. 引言在现代社会中,随着车辆数量的逐渐增多,交通安全的问题也成为人们关注的焦点。

其中,车辆碰撞事故是导致交通事故的主要原因之一。

为了减少车辆碰撞事故的发生,提高交通安全性,各种防碰撞方案相继被提出和应用。

本文将介绍几种常见的防碰撞方案,包括车辆被动防碰撞系统、主动防碰撞系统和先进驾驶辅助系统。

其中,被动防碰撞系统主要通过改进车辆结构和材料,提高车身的抗撞能力;主动防碰撞系统通过使用传感器和控制系统来监测和避免碰撞;先进驾驶辅助系统通过提供驾驶员相关信息和辅助功能,减少驾驶过程中的操作失误。

2. 被动防碰撞系统被动防碰撞系统主要通过改进车辆结构和材料,提高车身的抗撞能力,减少碰撞时对乘员的伤害。

2.1 高强度车身材料为了提高车身的抗撞能力,现代汽车生产中广泛采用高强度钢材料替代传统钢材。

高强度钢材料具有更高的屈服强度和抗拉强度,能够在碰撞时吸收更多的能量,减缓碰撞对乘员的冲击。

2.2 缓冲结构设计车辆的缓冲结构设计也是被动防碰撞系统的关键。

通过在车辆前部和侧部添加缓冲结构和变形区域,可以在碰撞时吸收和分散能量,减轻碰撞对乘员的冲击。

3. 主动防碰撞系统主动防碰撞系统通过使用传感器和控制系统来监测和避免碰撞。

常见的主动防碰撞系统包括紧急制动系统、车道偏离预警系统和自适应巡航控制系统。

3.1 紧急制动系统 (EBS)紧急制动系统是一种能够在检测到前方障碍物时自动进行制动操作的系统。

它通过前方雷达或摄像头等传感器实时监测道路前方的障碍物,一旦检测到碰撞的危险,系统会自动触发制动来避免碰撞。

3.2 车道偏离预警系统 (LDWS)车道偏离预警系统通过使用摄像头或其他传感器监测车辆是否偏离了当前车道。

如果系统检测到车辆偏离车道,会发出警告提醒驾驶员调整车辆方向,以避免碰撞事故的发生。

3.3 自适应巡航控制系统 (ACC)自适应巡航控制系统通过使用雷达或激光传感器等监测前方车辆的行驶状态,并根据距离和速度的变化自动调整车辆的巡航速度。

汽车防撞系统方案

汽车防撞系统方案

汽车防撞系统方案随着汽车的普及和道路交通的拥挤,交通事故频发成为一个严峻的问题。

而其中的重大事故往往是由于驾驶员疏忽或反应不及时导致的。

因此,开发一种高效的汽车防撞系统成为了汽车工程领域的一个重要研究方向。

本文将介绍几种常见的汽车防撞系统方案。

第一种方案是基于雷达技术的防撞系统。

这种系统基于雷达的工作原理,通过向前发射无线电波,然后接收回波来计算与前方障碍物的距离。

一旦检测到距离过于接近的障碍物,系统会自动触发制动系统,减少碰撞的严重程度。

雷达技术的优点在于其高精度和可靠性,但是其成本较高,需要配备专门的传感器。

第二种方案是基于摄像头技术的防撞系统。

这种系统采用摄像头拍摄前方的图像,然后通过图像处理算法来识别和跟踪前方的障碍物。

一旦系统检测到可能发生碰撞的情况,就会发出警告信号或者自动刹车。

摄像头技术的优点在于成本低廉,但是其对光线和天气条件的依赖性较强,可能影响系统的可靠性。

第三种方案是基于激光雷达技术的防撞系统。

激光雷达通过发射激光束,并计算激光束被障碍物反射回来的时间来测量与障碍物的距离。

这种系统具有高精度和长测距范围的优点,是目前一些高端汽车上使用的防撞系统技术。

但是,激光雷达的价格昂贵,限制了其在大众市场上的应用。

除了以上几种技术方案,近年来还出现了一种新兴的汽车防撞技术——基于车联网的防撞系统。

这种系统通过将车辆与道路和其他车辆进行信息交流,实现了实时的碰撞预警和自动避让功能。

例如,当一辆车突然刹车,后方跟车的车辆可以在第一时间收到警告信息,从而避免碰撞。

这种系统的优点在于其快速响应和全面的环境认知能力,但是其实施需要良好的网络和通信基础设施。

总结起来,汽车防撞系统方案有多种选择,包括基于雷达、摄像头、激光雷达和车联网技术。

每种方案都有其独特的优点和局限性。

未来的汽车防撞系统可能会结合多种技术,进一步提高安全性能。

但无论使用哪种方案,都必须将人的行为和驾驶技能作为关键因素考虑进来,因为只有驾驶员的警觉和合理反应才能真正避免交通事故的发生。

汽车防撞预警系统设计

汽车防撞预警系统设计

汽车防撞预警系统设计一、系统概述汽车防撞预警系统主要由传感器、控制器、报警装置和执行机构四部分组成。

传感器负责实时监测车辆周围的环境信息,控制器对收集到的信息进行处理和分析,判断是否存在碰撞风险,如有风险,立即启动报警装置并控制执行机构进行干预。

二、传感器选型与布局1. 传感器选型为实现全天候、全方位的监测,本系统选用毫米波雷达、摄像头和超声波传感器三种传感器。

毫米波雷达具有穿透力强、抗干扰能力强等优点,适用于雨雾等恶劣天气;摄像头可识别道路标志、行人和车辆等目标;超声波传感器则用于检测车辆周围的近距离障碍物。

2. 传感器布局根据车辆结构和行驶需求,本系统将传感器均匀分布在车辆的前后左右四个方向,确保无死角监测。

具体布局如下:(1)前方:安装两个毫米波雷达,分别位于车辆前保险杠两侧,覆盖前方120°的监测范围。

(2)后方:安装一个毫米波雷达,位于车辆后保险杠中央,覆盖后方60°的监测范围。

(3)左右两侧:各安装一个摄像头,分别位于车辆左右两侧,覆盖左右两侧60°的监测范围。

(4)四周:安装四个超声波传感器,分别位于车辆前后保险杠和左右两侧,用于检测近距离障碍物。

三、控制器设计1. 算法设计(1)数据预处理:对传感器采集到的数据进行去噪、滤波等处理,提高数据质量。

(2)目标检测与识别:通过摄像头识别道路标志、行人和车辆等目标,结合毫米波雷达和超声波传感器数据,确定目标的位置、速度等信息。

(3)碰撞风险评估:根据目标的位置、速度等信息,计算与本车的相对距离和相对速度,预测未来一段时间内可能发生的碰撞情况。

(4)预警决策:根据碰撞风险评估结果,判断是否触发预警。

2. 硬件设计控制器硬件部分主要包括处理器、存储器、通信接口等。

处理器选用高性能、低功耗的嵌入式芯片,满足系统实时性和稳定性的需求;存储器用于存储算法模型和运行数据;通信接口负责与传感器、报警装置和执行机构进行数据交互。

2024年汽车安全之主动安全设备篇

2024年汽车安全之主动安全设备篇

2024年汽车安全之主动安全设备篇
1. 自动紧急制动系统(AEB):该系统使用传感器和摄像头来监测前方的障碍物,如果驾驶员没有及时反应,则自动启动制动系统以避免碰撞。

2. 自适应巡航控制系统(ACC):ACC系统通过使用雷达和摄像头来监测前方车辆的速度和距离,并自动调整车辆的巡航速度以保持与前车的安全距离。

3. 盲点监测系统(BSD):BSD系统使用传感器来监测车辆后方的盲点,并在有其他车辆进入盲点区域时提供警告。

4. 车道保持辅助系统(LKAS):LKAS系统使用摄像头和传感器来检测车辆的车道位置,并通过控制方向盘来保持车辆在车道内的稳定。

5. 主动车道保持辅助系统(ALKA):ALKA系统与LKAS类似,但它还可以主动对车辆进行车道变更操作,并在车辆要离开当前车道时提供警告。

6. 困乏驾驶警示系统(FDAS):FDAS系统使用摄像头来监测驾驶员的眼睛和头部运动,并发出警告,以提醒驾驶员注意力不集中或疲劳驾驶。

7.可视化360度全景摄像头:该系统使用多个摄像头来提供车辆周围的全景图像,以帮助驾驶员进行停车和转弯。

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第三章汽车主动防撞系统的总体工程3.1 各种汽车防撞系统的比较对于车辆安全来说,最主要的判断依据是两车之间的相对距离和相对速度信息,当本车以较高的速度接近前方车辆时,如果两车之间的距离太近,很容易造成追尾事故。

因此,常用的防装系统都将车辆之间的相对距离最为最主要检测任务。

汽车雷达按照其探测方向的不同,主要分为倒车雷达和前视雷达两种,汽车倒车雷达由于探测距离较短,一般运用超声波或红外探测两种方式构成,该项技术已经比较成熟,国内外已经有相应的产品。

而相比较来说,在高速公路中由于车速快,要求防撞雷达探测距离要长,故高速公路的防撞系统要求较高。

而且在恶劣天气情况下,如雨,雪,雾等天气,以及前方车辆尾部卷起的气沫灰尘所造成视野不良等情况时,防撞预警系统应向驾驶人员提供前方车辆和障碍物的距离,相对速度等信息;在危险临近的情况下,通过警报系统发出声光警报,在极度危险的情况下可以采取转向和制动措施,从而避免碰撞,追尾等事故的发生。

目前的高速公路防撞系统按工作方式分主要有激光,超声波,红外等一些测量方法,不同的方式工作过程和工作原理上有不同之处,但它们主要作用都是通过不同的测量方法判断前方车辆与本车辆的相对距离,并根据两车之间的危险性程度做出相应的预防措施。

为了更好的了解各种系统的工作原理,下面对不同的探测方式进行详细的介绍。

2.4激光测距激光测距仪是一种光子雷达系统,它具有测量时间短,量程大,精度高等优点,在许多领域得到了广泛应用。

目前在汽车上应用较广的激光测距系统可以分为非成像式激光雷达和成像式雷达。

非成像式激光雷达根据激光束传播时间确定距离。

激光束在传播路上遇到前车发生反射。

测量从发射时刻到反射回到发射点经过的时间t,便可以计算出车距。

其计算公式同超声波测距共识,不同的是速度v为光速,v=3×108m/s。

从高功率窄脉冲激光器发射出来的激光脉冲经发射物镜聚焦成一定形状的光束后,用扫描镜左右扫描,向空间发射,照射在前方车辆或者其他目标上,其反射光经扫描镜,接受物镜及回输光纤,被导入到信号处理装置内光电二极管,利用计算器计数激光二极管启动脉冲与光电二极管的接受脉冲间的时间差,即可求得目标距离。

利用扫描镜系统中的位置探测器测定反射镜的角度即可测出目标的方位。

成像式激光雷达又可分为扫描成像激光雷达和非扫描成像激光雷达。

扫描激光成像雷达把激光雷达同二维光学扫描镜结合起来,利用扫描器控制出射激光的方向,通过对整个现场进行逐点扫描测量,即可获得视场内目标目标的三维信息。

但扫描成像激光雷达普遍纯在成像速度过慢的问题。

这有待于软件,硬件的进一步改善。

非扫描成像式激光雷达将光源发出的经过强度调制的激光经分束器系统分为多束光后沿不同方向射出。

照射待测区域。

被测物体表面散射的光经微通道图像增强板(MCP)混频输出后,由面阵CCD等二维成像器接收,CCD每个像元的输出信号提供了相应成像区的距离信息。

利用信息融合技术即可重建三维图像。

由于非扫描成像激光雷达测点数目大大减少,从而提高了三维成像速度。

在汽车测距系统中,非成像激光雷达更具有使用价值。

同成像式激光雷达相比,具有造价低,速度快,稳定性高等特点。

由于激光雷达测距仪工作环境处于高速运动的车体重,震动大,对其稳定性,可靠性提出了较高的要求,其体积也受到了一定的限制,同时还要考虑省电,低价,对人眼安全等因素。

这些决定了其光源只能采用半导体激光器。

已处于使用阶段的激光雷达所需要的光学元件在市场上有售,价格比较高。

目前,在汽车上上述各种激光雷达测距仪均有应用,但成像式激光雷达还在进一步研究之中。

2.2 毫米波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 以上的雷达称为诶为波雷达,工作频率在30GHz以上的雷达称为毫米波雷达。

作为车载雷达,一般选用60GH在,1200GHz,180GHz波段,其对应波长为毫米波,故称为毫米波雷达。

雷达对空间目标P的位置测定,必须用三个坐标来表示,即斜距R,方位角a,仰角β或高度H。

如图2所示。

雷达经天线向空间发射一定周期高脉冲,如果遇到目标则由目标反射回来的反射波将之后于发射的高频脉冲一个时间差T1和一个频移(多普勒频移)Fd。

根据雷达可以测定的这两个数据,就可依据以下公式断定目标的位置:而雷达在方位角方向装懂,根据天线波束的指向,就可以确定方位角a,同理,根据雷达天线在仰角方向转动,就可以确定仰角β与30GHz以下的微波相比,毫米波频率高,波长短,一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度,从而减少由于不需要的反射引起的误动作和干扰,另一方面由于多普勒频移大,相对速度的测量精度高,因而在汽车领域一般不适用微波而使用毫米波。

作为长距离床干起,与其他方式相比,毫米波测距具有以下特点:一事探测性能稳定。

与光学式相比,她不依受对象表面形状和颜色影响,与超声波相比,它不受大气紊流的影响。

而是环境适应性能好。

受雨雪雾,阳光,污尘的干扰小,探测性能下降小。

毫米波雷达测距,能探测多目标,多目标分辨力好,探测精度高,受天气影响小,已达到实用水平。

作为车载雷达,目前使用的形式主要有脉冲多普勒雷达,双频CW雷达和FW雷达三种,但却存在电磁波干扰问题,必须防止因雷达装置相互间以及其他通信设施的电磁波干扰而发生误动作。

目前,毫米波雷达在汽车上应用最多的是作为防撞雷达,防止在高速公路上发生追尾碰撞。

2.3摄像系统测距电荷耦合器件CCD常用于摄像系统。

CCD摄像机是一种用来模拟人眼的光电探测器,它具有尺寸小,质量轻,功耗小,噪音低,动态范围大,光计量准确,其线扫描输出的光电信号有利于后续信号处理等优良特性,在汽车行业也得到了广泛的应用。

利用传统的摄像机,如面阵CCD,可获得被测视野的二维图像,但无法确定与被测物体之间的距离。

只使用一个CCD摄像机的系统成为单目摄像系统,在汽车上常用于倒车后视系统,辅助驾驶员获得后视死角信息,以避免倒车撞物。

为获得目标三维信息,模拟人的双目是绝缘粒,利用间隔固定的两台摄像机同时对同一景物成像,通过对这两幅图像进行计算机分析处理,即可确定视野中每个物体的三维坐标,这一系统成为双目摄像系统。

双目摄像系统模仿人体视觉原理,测量精度高。

但目前价格较高,同时由于受软件和硬件的制约,成像速度较慢。

随着计算机软硬件性能的调高,最终将得到广泛应用。

2.1超声波测距超声波是指震动频率在20KHz以上的机械波。

超声波床头性较强,具有一定的方向性,传输过程中衰减较小,反射能力较强。

超声波测距一般由超声波发生器,及首期和信号处理装置三大部分组成。

超声波作为一种特殊的声波,同样具有用生比传出的基本物理特性,超声波测距就是利用其反射特性来工作的。

超声波发射器不断发射出一系列连续的脉冲,并给测量逻辑电路提供一个短脉冲。

超声波接收器则在接受到所发射超声波遇到障碍物反射回来的反射波后,也向侧脸逻辑电路提供一个短脉冲,再利用双稳电路把上述两个短脉冲转化为一个方脉冲。

方脉冲的宽度即为两个短脉冲之间的时间间隔。

测量这个方波脉冲宽度就可以确定发射器与探测无之间的距离。

如图一所示,根据测量出输出脉冲的快读,及测量得发射波与接受波的时间间隔,从而就可以求出汽车与障碍物之间的距离s,S=vg/2式中,v—超声波音速。

由于超声波也是声波i,故v为声速;t为时间。

超声波测距仪原理简单,制作方便,成本比较低。

但其作为高速行驶车辆上的测距传感仪不可取,主要有两个方面的因素:一是超声波的速度v受外界环境变化影响较大。

在不同的温度下,声速是不同的,在-30℃-30℃变化为313-349米/秒;而且声速v还随着雨,雾,雪等天气的变化而变化,不能精确测距。

二是由于超声波能量是与距离的平方成正比而衰减的,故距离越远,反射回的超声波越少,灵敏度下降很快,从而使得超声波测距方式只适用较短距离。

目前国内外一般的超声波测距仪理想测量距离为4米-5米左右,因此一般只能用于汽车倒车防撞系统上。

通过以上介绍,我们不难发现:毫米波雷达测距在原理上和以上几种测距方式类似,但它克服了其他几种探测方式在高速公路防撞运用中的缺点。

所以,世界各国均对基于毫米波雷达的防撞技术进行了研究,发现毫米波雷达在高速公路的防撞技术中具有重要前景。

它的主要特征如下。

(1)稳定的探测性能。

不受被测物体表面形状,颜色等的影响;对大气紊流,气我等也具有适应性。

(2)良好的环境适应性。

毫米波有很强的穿透能力,其测距精度受雨、雪、雾、阳光等天气因素和杂音、污染等环境的影响较小,可以保证车辆在任何天气下的正常运行。

通过比较,可得到下表的特点。

从表中可以明显看出毫米波雷达能够适应高速公路对防撞系统的要求。

因为超声波有探测距离上的限制,激光受天气等条件的干扰大,红外线方式容易受到天气和路边等物体干扰的影响。

而毫米波雷达具有稳定的探测性能和良好的环境适应性,受雨雪雾阳光的干扰小,可以适应各种天气,同时可以测量目标物体的相对速度及方位角等参数。

此外,在相同的测量条件下毫米波雷达结构简单,分辨率高、天线部件尺寸小,因此,能够适应汽车防撞需要的雷达应该有以下特点:(1)尺寸小、价格低车用雷达必须考虑到安装的方便性,特别在目前人们对车辆的外形比较考究的情况下,雷达的安装不能影响车辆的其它功能和美观性。

雷达的体积应尽量的小,从而可以很方便的安装在汽车仪表盘或隐藏在其他位置。

此外车用防撞雷达的价格是不可忽视的一个重要因素,在目前这种汽车本身价格就比较低的情况下,车用雷达的价格必然会影响到其普及应用。

(2)作用距离要达到百米以上一般情况下,车速为100Km/h时,车间距离应为100m,车速为80Km/h时,车间距离应为80m,即车辆的安全距离数和相应的速度相当。

因此在高速公路情况下,车用雷达的探测距离要大于100m。

(3)雷达的射频硬件结构简单,天线口径小车用防撞雷达一般倾向于调频连续波方式,主要因为该方式发射功率可以很低,这样其射频结构比较简单,雷达的成本就会降低,而且天线口径小,对于毫米波雷达来说,可以保证良好的角分辨率,减小雷达的尺寸。

3.2汽车防撞系统的总体构成汽车防撞预警系统由信息采集单元、信息处理单元和信息输出装置三部分组成。

信息采集单元由毫米波雷达,自车速度传感器、转向角传感器、制动传感器、加速踏板传感器和路面情况选择开关等组成;信息处理单元主要为中央处理器;信息输出装置包括应经显示屏、报警蜂鸣器、报警指示灯等。

图3-1为系统组成方框图。

(未画)系统工作工程中,有信息采集单元不断地采集相关信息,如车间距离、相对速度、自车速度、有无转向、有无制动等,并将此信息传送至信息处理单元。

信息处理单元根据自车速度、想读速度以及所建立的安全距离计算模型,计算出相应保持的安全距离并与实测车间距离相比较。

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