车辆主动防碰撞控制系统的设计

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车辆自动设防系统设计方案

车辆自动设防系统设计方案

车辆自动设防系统设计方案一、设计目的为了提高车辆的安全性能,本方案旨在设计一款车辆自动设防系统,使得车辆能够在停车时自动进行防盗设防操作,有效遏制车辆盗窃行为,保障车辆的安全。

二、系统组成本系统主要由以下模块组成:1. 控制模块控制模块是整个系统的核心,负责控制系统的各个部分,主要包括以下功能:•监测车门状态,判断车门是否关闭•控制中央锁进行锁定•控制车厢内部的红外探测器进行监测•控制声光报警器进行报警处理2. 电源模块为了保证系统的正常工作,电源模块提供了电源支持,主要包括以下功能:•提供系统所需的电源输入•进行电池充电•监测电池状态,判断是否需要更换电池3. 信号处理模块信号处理模块是对从各个传感器上采集到的信号进行处理,主要包括以下功能:•对门状态进行检测,并将检测结果传递给控制模块•对车厢内部的红外探测器进行监测,并将检测结果传递给控制模块•对系统进行故障报警处理三、系统工作原理系统工作流程如下:1.当车辆停车后,系统开始监测车门状态,等待车门关闭2.当车门关闭后,控制模块进行车辆中央锁定,同时开启红外探测器,开始对车内进行监测3.如果检测到有人非法入侵车厢,控制模块将会触发声光报警器,同时进行报警处理4.如果检测到系统故障,信号处理模块将会发出故障报警提示,提醒用户进行修理处理四、系统优点本系统具有如下优点:1.自动化操作:系统可以自动进行设防操作,无需人工干预,方便易用。

2.全方位监测:系统通过红外探测器对车厢内部进行监测,实现了全方位监控。

3.多重报警:系统通过声光报警器进行多重报警处理,可以有效提醒车主及时处理异常情况。

4.可靠性高:系统采用了多种技术手段实现车辆自动设防,稳定性和可靠性较高。

五、总结本文介绍了一种基于车辆自动化控制技术的车辆自动设防系统设计方案,系统以控制模块为核心,实现了自动对车辆进行防盗设防操作,并可全方位监测车辆内部情况,具有多重报警和可靠性高等优点。

此方案的提出,将对车辆盗窃情况有所降低,更好地保障车辆的安全运行。

汽车防碰撞控制系统设计与实现

汽车防碰撞控制系统设计与实现

汽车防碰撞控制系统设计与实现李占锋【摘要】随着科学技术的日新月异与汽车工业的快速发展,汽车给人们的生活带来了一定的便捷,与此同时,也给交通安全带来了新的挑战,汽车主动避撞控制系统的研究一直受到人们广泛关注.开展对汽车防撞系统的研发能够有效的降低交通事故的发生,减少人员以及财产的损失.主要对汽车主动避撞控制系统进行分析,设计相应的控制系统,来操控汽车主动避让前方的危险交通状况,有效的提高汽车行驶的安全性,在实际应用中具有非常重要意义.【期刊名称】《微型电脑应用》【年(卷),期】2018(034)008【总页数】3页(P64-66)【关键词】主动避撞;防撞系统;研究分析【作者】李占锋【作者单位】陕西交通职业技术学院汽车工程学院,西安71018【正文语种】中文【中图分类】U463.60 引言根据交通管理科学研究所所发布的我国近几年的交通事故数据统计,近80%的交通碰撞事故都是由于驾驶员反映不及时所造成的,在人、路、车交通三要素中,人是可知性最差的一个环节,也是不可控的一个要素。

当驾驶员发现前方障碍物时为时已晚,造成严重的经济损失与人员伤亡。

所以,结合当今先进的科学技术、传感技术以及控制理论,为汽车设计主动避让系统成为科研工作者的热门话题。

在发生紧急交通事故时,驾驶员大多采用紧急制动或者安全转向来避免。

在汽车智能化发展的趋势下,本文主要以制动及转向避撞为基础,来设置汽车避撞方式决策机制,根据汽车的实际行驶状况来设定合理的避撞模式[1]。

1 国内外汽车避撞控制系统研究现状及特征运用信息的感知、动态辨识、控制技术等提高汽车的主动安全性,是先进汽车控制与安全系统的主要研究内容,世界各大汽车公司都在开展这方面的研究工作。

日本各大汽车制造企业如丰田、本田、三菱等公司,都致力于新型安全汽车技术研究开发并且取得了非常重要的进展。

丰田汽车公司使用毫米波雷达和CCD摄像机对车距进行动态检测,当两车距离小于规定值时,将会发出直观的警报信号告知驾驶员。

汽车防碰撞系统设计与制作

汽车防碰撞系统设计与制作

汽车防碰撞系统设计与制作利用红外雷达,及超声波,毫米波等雷达测距及摄像头探测汽车前方路况并实时反馈给ECU,由ECU判断前方障碍物的距离,同时车内摄像头判断驾驶员是否注意路况,结合两者情况并进行监控,实现防碰撞的功能。

标签:汽车;防碰撞;系统;设计制作0 引言随着汽车行驶速度的提高,道路交通的复杂化,以及雨雪雾等复杂天气的影响,对于行车安全出现了越来越多的隐患。

本设计采用红外雷达,超声波,纳米波等雷达及摄像头探测前方路况,同时车内摄像头检测驾驶员驾驶状态的防碰撞系统,既可以减少交通事故,又可以减少误刹率。

系统的组成与工作原理:1 系统的组成汽车防碰撞系统的组成部分:超声波毫米波等测距雷达收发模块以及红外侧面及后方雷达预警模块:完成雷达信号的发送和接收;数据采集调制模块:实时的采集回波信号,并且进行相应的数模转换,以供信息处理系统的使用;信息处理模块:ECU接收来自数据采集调制系统的信息,并且进行数据分析,从而判断行驶安全性;声光报警显示模块:主要是两种测距雷达,即毫米波测距雷达、超声波测距雷达,雷达产生所需的波频信号,通过声音和灯光报警,根据不同的安全情况,进行报警,并且对相应信息进行显示;辅助制动模块:控制电子制动器、离合器等,在紧急情况下辅助驾驶员制动汽车,同时安全带预紧装置工作,保护驾驶员;传感器模块:通过汽车转向系统传感器、油门踏板位置传感器、制动踏板位置传感器、温度、速度等传感器综合感知汽车行驶状态,同时采用室内驾驶员监控摄像头判断驾驶员的头部转向及眼睛打开程度来判断驾驶员是否进入疲劳驾驶,从而减少误警率和虚警率;路况选择控制模块:主要包括系统开关和路况模式选择开关,控制系统开闭和不同路况模式的选择,以及输入键盘进行路况控制。

2 系统的工作原理系统由超声波测距雷达,纳米波测距雷达测量前方障碍物的实时距离,摄像头判断前方道路行人的情况,红外测距雷达测量障碍物的距离,车内摄像头采集驾驶员头部转向及眼睛打开程度,以及通过油门踏板位置传感器,制动踏板位置传感器,判断驾驶员的驾驶状态,所有雷达及探头采集到的信息反馈给ECU,通过预先设定的标准值存于ECU中,判断所反馈的信息是否超过标准值,超过后系统将做出相应的声光报警或采取紧急制动措施,系统根据速度的快慢,决定制动力矩的大小,从而达到更好的制动效果3 系统的控制(1)硬件控制系统的组成,主要由控制核心MCU宏晶公司生产的STC89C52。

汽车智能防碰撞系统的建模分析与应用研究概要

汽车智能防碰撞系统的建模分析与应用研究概要

汽车智能防碰撞系统的建模分析与应用研究概要汽车智能防碰撞系统是一种利用传感器、相机、雷达和激光等技术来监测车辆周围环境并实时分析和预测潜在碰撞风险的系统。

它可以帮助驾驶员及时发现危险情况,并采取相应的措施来避免碰撞事故的发生。

本文将对汽车智能防碰撞系统的建模分析与应用进行研究,并提出相应的研究概要。

首先,需要对汽车智能防碰撞系统的建模进行分析。

建模是将系统的行为和结构抽象化的过程,可以用于仿真、测试和优化系统的性能。

汽车智能防碰撞系统的建模包括以下几个方面:1.环境感知模型:该模型使用传感器、相机、雷达和激光等设备来感知车辆周围的环境,包括道路、车辆和行人等,以获取实时的环境信息。

2.碰撞风险评估模型:该模型根据环境感知模型提供的信息,通过算法和模式识别等技术对周围环境进行分析和评估,确定潜在的碰撞风险。

3.决策控制模型:该模型根据碰撞风险评估模型提供的结果,决定采取何种措施来避免碰撞事故的发生,比如自动刹车或驾驶员警告。

4.车辆动力学模型:该模型用于模拟车辆的运动和动力学特性,以便更好地理解和预测车辆的行为和运动轨迹。

其次,需要对汽车智能防碰撞系统的应用进行研究。

汽车智能防碰撞系统在实际应用中有着广泛的应用场景,如城市交通、高速公路和停车场等。

下面是一些典型的应用场景:1.交通流量监测与预测:智能防碰撞系统可以监测交通流量和拥堵情况,并预测未来的交通状况,提供实时的交通信息和导航建议。

2.自动紧急制动:当智能防碰撞系统检测到前方有障碍物或潜在的碰撞风险时,会自动触发车辆的制动系统,减少碰撞事故的风险。

3.自动泊车辅助:智能防碰撞系统可以利用传感器和相机等设备,辅助驾驶员完成车辆的自动泊车操作,减少停车事故的发生。

4.交通信号灯优化:智能防碰撞系统可以与交通信号灯进行通信,根据交通流量和车辆位置等信息,优化信号灯的配时,减少交通拥堵和碰撞事故的发生。

最后,对于汽车智能防碰撞系统的研究概要,可以按照以下步骤进行:1.调研和分析现有的汽车智能防碰撞系统及相关技术,了解其原理和应用场景。

汽车碰撞防护结构设计与仿真分析

汽车碰撞防护结构设计与仿真分析

汽车碰撞防护结构设计与仿真分析随着汽车行业的快速发展,人们对汽车安全性能的要求也越来越高。

汽车碰撞防护结构是汽车 passively safety 的重要组成部分,其设计与仿真分析对于保护乘客在碰撞事故中的生命安全起着至关重要的作用。

本文将围绕汽车碰撞防护结构的设计原理、工程应用和仿真分析方法进行探讨。

汽车碰撞防护结构的设计原理是基于汽车碰撞事故的力学原理,主要目的是减轻碰撞时产生的冲击力和能量,保护车内乘员的安全。

设计师通常会采用吸能结构和衰减器来减少碰撞产生的冲击力。

吸能结构通常包括前部防撞梁、侧面加强梁和车顶梁等,它们能将部分冲击能量吸收并分散到整个结构。

而衰减器则通过变形吸收冲击力,并缓解乘员受到的冲击。

通过合理布置和设计这些防护结构,可以最大限度地保护乘员的安全。

工程应用方面,设计师需要考虑汽车碰撞防护结构的安全性、轻量化和制造成本等因素。

安全性是设计的首要考虑因素,因为碰撞防护结构的主要目标是保护乘员的生命安全。

在进行设计时,需要注意车身刚度、碰撞试验等方面的要求。

轻量化是当前汽车工业的重要发展方向,因为降低车身质量可以提高燃油经济性和行驶性能。

因此,在设计碰撞防护结构时,设计师要在保证安全性的前提下尽量减少结构的重量。

制造成本也是设计过程中的关键因素。

制造成本的降低可以使得汽车更加普及,因此设计师要在满足安全性和轻量化的前提下尽可能降低制造成本。

仿真分析在汽车碰撞防护结构的设计中起着重要的作用。

通过数字模拟,可以在不同碰撞情况下评估碰撞防护结构的性能,并进行优化设计。

在仿真分析中,设计师可以使用有限元分析方法对碰撞防护结构进行模拟。

有限元分析是一种数值计算方法,能够模拟材料和结构的力学行为,预测结构在不同加载条件下的响应。

这种方法可以帮助设计师了解碰撞防护结构在受到冲击时的应力、变形和能量吸收情况。

通过不断优化设计和吸收碰撞能量的路径,设计师可以提高碰撞防护结构的性能。

此外,利用仿真分析还可以进行碰撞事故模拟,并评估乘员的安全性能。

汽车智能避撞控制系统的设计与各种路况下的应用

汽车智能避撞控制系统的设计与各种路况下的应用

结构,用弹簧拉紧,在减速或停车 的踩踏力度下 正常传递刹车压力,在紧急刹车踩踏力度显著增 大时, 刹车杠杆克服弹簧拉力 向下弯 曲一定角度 , 把安装在刹车杠杆上的电源开关拨通, 自动转 向 控 制 总成 得 电工 作 ,控 制汽 2 一) ,男, 工程 师 ,研 究 方 向:汽 车 防撞 。
第1 期
机电技术
3 9
汽 车智能避撞控 制系统 的设 计 与各种路 况下的应 用
杨汉钦
f 福 州三 华工艺玻璃厂 ,福建 福州 3 5 0 0 0 0 ) 摘 要 :汽车碰撞 已成 为世 界一 大公害。设计汽车智 能避撞控制 系统( 发 明专利号 Z L 2 0 0 9 1 0 1 1 2 9 3 9 . 6 ) ,以控制汽车
了作用 。一旦摩托车、行人与汽车碰撞 ,则都不 能避 免 伤亡 。在 主 动 安全 方 面 ,传统 的 办法 是 :
利用 雷达 进行 1 0 0多米 距离 的探 测 ,通 过 自动报
警、 自动减速、 自动刹车的程序,使汽车在未碰
撞 障碍 物之 前停 车 。但 它 不 能适应 极 其 复杂 的交 通环 境 ,存 在虚 警 、误 动 作 问题 ,而 对 于近 距 离 突然 出现 的人 、车 却 不 能避 免碰撞 。本 设计 汽车 智 能避 撞控 制 系统 , 旨在解 决近距 离 突 然 出现人 或物 体刹 车距 离 太短 不 能避 免碰撞 的 问题 。
为 了解 决 汽车 碰撞 问题 ,在 被动 安 全方 面 , 人们 使 用 安全 带和 安全 气 囊 ,在 发 生碰 撞 时减轻 了对 人 的伤 害 程度 ,但 安 全气 囊 打 开时 对人 也造 成伤 害 ,而 且 它们 都 有局 限性 ,如果 安 装于 平 头 车 ,驾 驶 室直接 被 撞击 ,就 完全 失效 ,如果 小 车 与大 卡 车追 尾碰 撞 , 由于 车辆 的高度 差 ,也 失 去

汽车防撞报警系统_毕业论文设计

汽车防撞报警系统_毕业论文设计

汽车防撞报警系统_毕业论文设计汽车防撞报警系统引言随着汽车技术的不断发展,汽车安全问题引起了广泛关注。

尤其是近年来,由于交通事故造成的人员伤亡和经济损失越来越大,汽车防撞技术成为了汽车安全的重要组成部分。

汽车防撞报警系统是目前较为成熟的汽车主动安全技术之一,可以通过多种传感器来感知车辆周围的环境和动态信息,及时发出报警信号,避免或减小交通事故的发生。

本文主要介绍汽车防撞报警系统设计的相关技术原理和实现方法,旨在提高汽车行驶的安全性,为驾驶员提供更加安全、舒适的驾驶环境。

一、汽车防撞报警系统设计原理1.1 汽车防撞报警系统概述汽车防撞报警系统是一种集多种传感器、现代信息技术、控制单元等技术于一体的汽车安全保护装置。

它通过多种传感器来实时监测汽车周围的环境和动态信息,比如车速、车距等,一旦检测到有碰撞的危险,控制单元就会立即发出报警信号,提醒驾驶员注意,避免或减小交通事故的发生。

1.2 系统技术原理汽车防撞报警系统包括多个部分,主要有传感器、控制单元、报警器等,其技术原理如下:1)传感器传感器是汽车防撞报警系统的重要组成部分,其作用是感知车辆周围的环境和动态信息,将数据传递给控制单元。

通常用于汽车防撞报警系统的传感器主要有如下几种:(1)超声波传感器超声波传感器是一种常用的距离检测传感器,可以检测车辆前方的障碍物,计算出与前车的距离,从而判断是否存在碰撞危险。

(2)摄像头摄像头是一种视觉传感器,在汽车防撞报警系统中主要用于识别路标、车道和车辆等信息,同时也可以用于行人识别和交通信号灯感知。

(3)雷达传感器雷达传感器是一种远距离检测传感器,可以检测周围车辆的行驶状态,计算出与前车的距离和速度,从而判断是否存在碰撞危险。

(4)惯性传感器惯性传感器可以检测车辆的加速度、速度和方向等信息,常用于制动系统和 ESC (电子稳定控制系统)中。

2)控制单元控制单元是汽车防撞报警系统的核心部分,其作用是通过计算传感器传来的数据,判断车辆是否存在碰撞危险,并根据需要发出报警信号。

汽车防碰撞控制装置系统分析

汽车防碰撞控制装置系统分析
小的激光扫描雷达监测范围是 由实 际车间距离确定 的。该车间距 离是指在潮 湿路面状况 下 , 保证在后面 的车辆减速制 动后 , 不至 于碰撞 到前面 的暂停车辆的距离 。 3 . 2 防碰撞判 断。 防碰撞判 断分为两步。 第一步是进行路径估算 ,
即从激光 扫描雷达所获 “ 距 离与方位 ” 的大量 数据组 中抽取有用 数据。第二步是进行安全危险判定 , 即判断追尾碰撞的危 险程度 。 2 雷 达 防碰 撞 装 置 车辆行驶 路径是根据后 面的汽车 动力学特征 , 如 车速 、 转 向角及 雷达是利用 目 标对电磁波的反射来发现 目标并测定其位置的。 横 向摆动速率等来估算 的。 2 . 1 雷达系统的组成及工作原理 。 雷达的组成及简单工作原理如 根据路 面状 况 、 后 面车速及 相对 车速 , 计 算 出“ 临界 车 间距 离” , 该值 是由路径估算方法确定的车间距离的微分值 。 判 定安全, 图1 所 示 危险 的方法 , 就是将 实际测量的车间距离与临界车 间距 离进 行 比 较 。在临界车间距离非常接近实 际测量 的车间距 离的某一时刻 , 报警器发出警告信号 。当临界车间距离等于或小于实际测量 的车 间距离时 , 自动制动控制系统启动 。 3 . 3 带有 自动制动操作机构 的车辆控制 。由安全, 危险预警 信号 控制 的 自动制动操 作机构 , 配有 防抱死 制动 系统 , 并 采用高 速电 图1 雷达 的 组 成及 简单 工作 原 理 磁 阀进行纵 向加速度反馈控制 。该 自动制动操作机构的优点是 , 如果驾驶员 的脚 制动力大于 自 雷达工作 时 , 定时器触发调制器 , 调制器 产生调制脉 冲 , 使振 当 自动操作机构处于工作状态 时 , 那么驾驶员 的脚制动力有效 。一旦 自动 荡器产生大功率脉冲信号经 天线 向空 间辐射电磁波。在天线控制 动制动控制 的前动力 时, 脚 制动系统并 不受影响 , 由于采用液压 制动 系统 的作用 下 , 天线波束按规定 方式在空 间扫描 。若 电磁波遇到 制 动操作机构失灵 , 目标 , 则 目标反射 回来 的回波信号经 天线 接入接 收机 , 在通 过信 分泵 , 不会使两液压 回路之间产生压差 。 号处理后 , 最后送到终端设备 , 得 到 目标 的坐标工作原理。 通过试验使用表 明, 这 种基于汽车间 的距离 、 相对速度 、 后面 2 . 2 电磁波雷达 防撞装置 。在 汽车行驶过程 中 , 当发射机采用微 车辆 的速度及道路状 况等信息建立 的安全/ 危险情况 判定法 , 不仅 波调频连续波体 制发射 电磁波时 , 雷达窄波束 向前发 射调频连续 可避免与前 面暂停车辆或停驻 车辆 的追尾碰撞 , 而且还 能防止与 波信 号。当发射信号遇到 目标时 , 被反射 回来 的电磁 波被 同一天 前 面实施紧急制动的车辆之 间的追尾碰撞 。这个系统在保护乘客
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车辆主动防碰撞控制系统的设计随着社会的不断进步,汽车正为越来越多的人所使用,而相应的,交通事故也越来越多。

全球每年由交通事故造成的人员和财产损失的数目是惊人的,因此,车辆安全问题已引起人们的高度重视。

对大量交通事故的分析表明,80%以上的车祸是由于驾驶员反应不及时引起的,超过65%的车辆相撞属于追尾相撞,其余则属于侧面相撞和正面相撞。

有关研究表明,若驾驶员能够提早1 s 意识到有事故危险并采取相应的措施,则90%的追尾事故和60%的正面碰撞事故都可以避免。

现代的交通系统和未来将要出现的自动车辆系统(AVS)均要求建立智能交通系统(ITS),以便于对车辆进行交通监视和跟踪以及多传感信息融合。

未来AVS异类传感器包括视频传感器、激光扫描仪和雷达传感器等,融合的目的在于把目标输入到路径规划与制导系统中去。

而基于多传感信息融合的车辆主动防碰撞控制系统,就是根据多传感器接收到的车辆前方目标信息和本车的状态信息,利用多源信息融合技术,识别出本车前方车辆的距离和速度等状态信息,并进行碰撞危险估计的。

举例说,若车间距接近临界距离时,发出报警信号,提请司机注意;若车间距小于临界安全距离时,则启动制动系统,以避免碰撞的发生.显然,基于多传感信息融合的车辆主动防碰撞控制系统是一种主动式的防撞、防抱死的汽车安全系统,它使反应时间、距离、速度三个方面都能得到优化控制,可减少驾驶员的负担和判断错误,对于提高交通安全性将起到重要作用,能有效地避免大部分汽车事故的发生。

同时也为提高使用车速、增加道路通行能力、实现自动化驾驶等奠定了良好的基础。

基于多传感信息融合的车辆主动防碰撞控制系统的组成和功能汽车防追尾碰撞控制系统是一种主动安全系统。

在正常行驶时,该系统处于非工作状态。

当本车的车头非常接近于前车的车尾时,该系统将发出防追尾警告。

在发出警告后,如果驾驶员没有采取制动减速措施,该系统便自动启动紧急制动装置,以避免发生追尾事故。

汽车防追尾碰撞控制系统具有三种功能:即环境监测功能、防碰撞判断功能和车辆控制功能。

a 行车环境监测系统行车环境监测系统由环境探测系统和车况探测系统组成。

环境探测系统由测量车间距离和前面车辆方位的毫米波雷达、激光雷达、CCD摄象机及能够判断路面状况的道路传感器所组成。

车辆的周边传感技术是实现汽车防碰撞的关键技术。

传感器性能的优劣将直接影响整个系统的性能,只有提高传感器的可靠性,才有可能减少系统的虚警率。

从表1可知,微波传感器(雷达)的性价比较高,因此一般选择工作于毫米波的微波传感器作为主传感器,配置以图像、路面传感器等作为辅助传感器来实现对车前障碍物的检测。

毫米波雷达安装在车辆前端的中央位置上,激光雷达安装在毫米波雷达的两侧,它们的主要功能是测量本车与前车的距离和前面车辆的方位,并把所测数据传输到防碰撞判断系统;CCD摄象机获得前方车辆和障碍物的图像信息,道路传感器得到路面的状态信息,车况探测系统检测本车的速度、加速度和其他状态信息,所有信息都将被送往防碰撞判断系统。

b 防碰撞判断系统防碰撞判断系统由目标识别系统和危险估计系统组成。

目标识别系统将毫米波雷达、激光雷达、CCD摄象机等传感器的信息经融合处理后,估计出本车前方距离最近的车辆或障碍物的距离和相对速度,并将此信号传送给危险估计系统。

危险估计系统根据路面状况(湿/干)、本车的状况(如车速、转向角及横向摆动速率)、距前车的距离和相对速度以及司机的反应状况计算出“临界车间距离”,并将实际测量的车间距离与临界车间距离进行比较,在实际测量的车间距离非常接近临界车间距离的某一时刻,报警器发出警告信号。

当实际测量的车间距离等于或小于临界车间距离时,自动启动制动控制系统。

c 有自动制动操作机构的车辆控制国际公路委员会对驾驶员的反应时间做了调查,结论得出平均值为0.5~3s。

若驾驶员的反应时间是1.5s,那么在汽车的车速为40Km/h时,反应时间内汽车的行驶的距离是16.7m;车速为80Km/h时,行驶的距离将达33.4m。

自动制动系统的反应时间远比驾驶员少的多,它的反应距离只有0.5 m。

工作时,防碰撞判断系统不断地根据测出的两车之间的距离、本身的车速、相对车速等有关信息,通过数据处理求出安全距离,并与雷达测出的实际距离相比较。

如实测距离小于安全距离时,就发出报警信息,如驾驶员仍未采取措施,且安全距离小于极限安全距离时,系统通过执行机构对汽车的常规制动系统起作用,使汽车减速,当距离超过极限距离时,制动机构又恢复正常。

毫米波雷达目前最受关注的传感手段是运用毫米波进行测量的雷达系统。

毫米波是指工作频率在30~100GHz,波长在1~10mm之间的电磁波。

毫米波雷达(主要是9 4GHz)原来主要用于短程反装甲武器系统,其功能就是精确测量目标的距离和相对速度。

毫米波雷达可以全天候工作,不受天气状况的影响,而恶劣的气候环境正是导致交通事故的主要原因之一。

随着GaAs高频器件和单片微波集成电路 MMIC的出现和应用,毫米波雷达的性能有了很大的提高,成本也有所下降,并且雷达的外型尺寸可以做得很小,便于在汽车上安装。

因此,毫米波雷达就成了汽车前视雷达的首选。

为了在高速公路上及时发现前方的交通堵塞,汽车用毫米波雷达的探测距离必须在100m以上;为了覆盖左右两侧的车道线,探测宽度必为3.5m;为了不把道路上方的标识和人行天桥也探测进去,上、下方要有与道路的升降相对应的3m左右的探测幅度。

其主要指标如下:①天线:尺寸要小、成本要低、性能要高,还要便于安装和使用。

②工作频率:毫米波雷达的工作频率与其性能和价格相关。

一般而言,频率提高,目标的反射效果会更好,但信号的穿透力会减弱,测距范围降低,器件成本增大。

曾有工作于 24GHz,60GHz, 76~77GHz的雷达样机和成品的报道,现由于76~77GHz毫米波雷达具有较好的性价比,国外目前多采用这一工作频率。

我国由于受到器件和成本方面因素的影响,目前倾向于采用35GHz的工作频率。

③视角:视角就是天线波束的扫描范围,包括方位角和高低角。

为降低虚警率,一般选择方位角为9oC~12oC ,甚至更大。

高低角则取3oC 左右。

④作用距离:100m~150m即可。

如美国规定为1~100m,欧洲规定为1~150m,测距范围的确定以保证车制动时两车不会发生追尾碰撞为原则。

⑤测量的动态范围:雷达必须有足够的动态范围,以保证对大小目标都能识别。

⑥分辨率:径向距离分辨率达到1m即可。

多传感器融合策略多传感信息融合(Multisensor Information Fusion)或称多源信息融合是近年发展起来的一门新技术。

信息融合是解决飞机、导弹之类飞行器航迹预测与跟踪的一种行之有效的方法,而且也是智能信息处理领域最有前途的一个研究方向。

从广义角度讲,信息融合普遍存在于自然界。

例如,人类认知客观世界,就是通过视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉等感官获得信息,并经过大脑进行融合而得到认知结论。

从狭义角度讲,以不同的传感器获得同一对象的不同量测数据,利用某种算法获得一个综合信息,这就是数据融合。

数据融合是信息融合中最简单和最实用的一类方法,这种方法是基于估计理论的,特别是Bayes估计理论,并且主要针对的是同一类型数据信息。

典型的应用就是目标跟踪中的航迹预测,把来自不同监测装置的数据进行融合,从而得到最好的估计结果。

数据融合方法分为集中处理方式和分布处理方式,在目标跟踪研究中,分布处理方式有其特殊的重要性。

汽车防碰撞系统的工作环境恶劣,干扰因素众多,只用单一雷达传感器做出判断容易产生虚警,为了提高对目标的识别和估计能力,就要引入多传感信息融合技术。

其中,传感器包括雷达传感器、激光扫描仪和视频传感器等。

把分布在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的多源信息,进行综合处理,其目的就是降低探测的不确定性,形成对系统环境相对一致的感知描述,以便得到一个准确可靠的分析和判断结果,从而提高系统决策能力。

a 基于多传感器信息融合技术的目标识别汽车防碰撞系统的技术关键之一是目标识别系统。

因为,雷达在向前方发射电磁波时,车前的所有物体如树木、公路标志、立体交叉、桥梁、架空电线等都会对雷达波产生反射。

系统必须剔除那些虚假的,即不会引起碰撞危险的物体反射的信号,将那些真实的,即确有碰撞危险的信号检测出来进行处理,才能准确工作,而不会发生误动作。

为了消除或减少虚警现象的发生,除了在设计和选择传感器时要保证一定的技术指标外(如要求雷达的视角在一定的范围内),还要利用其它传感器的信息进行综合分析和判断。

b 基于多传感器信息融合技术的距离估计从上面的介绍可知,本车与前车的距离是汽车防碰撞系统的一个重要参数,在计算临界安全距离时,要根据它估算前车的速度和加速度,因此,该距离量的准确性将直接影响防碰撞系统工作的可靠性和准确性。

测量距离用的传感器有激光传感器和毫米波传感器,这两类传感器各有特点。

它们的测量范围、对环境的适应能力和对目标的反映能力也不尽相同,但是无论使用哪种传感器去保证在整个测量范围内测量的准确性和可靠性,都必须利用融合技术,这样才能根据传感器信息的互补性和冗余性,进行合适的数学处理,得到一个比较准确的距离值。

c 基于多传感器信息融合技术的危险评估危险评估系统的核心就是根据路面状况、本车的运行状况、距前车的距离和相对速度以及司机的反应状况综合做出判断,计算出“临界车间距离”并将实际测量的车间距离与临界车间距离进行比较。

“临界车间距离”的确定必须考虑各个方面的影响,若司机的反应比较灵敏,或道路状况较好,或本车的制动系统工作良好,则“临界车间距离”可以取较小值;反之,“临界车间距离”则需取大一些的值,以防碰撞的发生。

小结基于多传感信息融合的车辆主动防碰撞控制系统研究的主要内容,就是探讨关于多源信息实时融合的方法,其中包括多源信息实时融合的实时目标识别算法、多源信息实时融合的实时参数估计、多源信息实时融合的实时危险评估等,并将这些方法运用于工程实际。

基于多传感信息融合的车辆主动防碰撞控制系统所能达到的技术指标包括能在线实时采集数据,并完成目标识别和多传感信息的融合处理;目标识别精度达到工业应用标准;能根据车辆目前的状态和障碍物的状态,进行防碰撞判断;特别能对危险情况进行预警,当接近目标时发出报警信号,提醒司机注意。

基于多传感信息融合的车辆主动防碰撞控制系统的实施可以大大提高车辆运行的安全性,最大限度地减少交通事故的发生。

特别是若把此方法应用于自动车辆系统(AVS),可以为车辆安全性带来非常大的改善。

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