车辆防碰撞系统
汽车雷达防撞
一．汽车防撞系统的定义及组成。
CCAS就是「Car Collision Avoidance System 」的简称，即为「汽车防撞系统」。
防撞雷达装置即汽车防撞系统，是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。
它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其它障碍物体，发出警报或同时采取制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。
防撞雷达装置主要由三个部分组成：（1）信号采集系统：采用雷达、激光、声纳等技术自动测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离；（2）数据处理系统：计算机芯片对两车距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后，判断两车的安全距离，如果两车车距小于安全距离，数据处理系统就会发出指令；（3）执行机构：负责实施数据处理系统发来的指令，发出警报，提醒司机刹车，如司机没有执行指令，执行机构将采取措施，比如关闭车窗、调整座椅位置、锁死方向盘、自动刹车等；防撞雷达装置高集成化、高智能化、高适应性：集声、光、电、机多方面的高科技组合。
智能化的处理器，识别处理指令速度远远高于人脑的最快反映速度。
适用于各种类型汽车的安装。
由于车祸事件日驱严重，所以近年来各国(尤以欧洲为主)，都在致力发展CCAS，但由于其成本高昂而未得到广泛的应用。
二．DSP（Digital Signal Processing）的介绍DSP是一种价格低廉但性能高的芯片,将接受到的讯号(从雷达那)转成数字讯给计算机,让计算机做距离等的运算判断,别于现在市面上的倒车雷达,它必须精密计算,并且自动煞车,此芯片也正朝自动驾驶迈进!DSP是微处理器的一种。
这种微处理器具有极高的处理速度。
DSP的出现使得极大的推动了汽车防撞雷达技术研究，使汽车防撞雷达系统在普通汽车中的实现和普及成为可能。
三．汽车防撞的几种探测方式目前汽车防撞系统按目标探测方式主要有激光、超声波、红外等一些测量方法，不同的目标探测方式其工作过程和原理有不同之处，但它们的主要目的都是通过前方返回的探测信息判断前方车辆和本车间的相对距离，并根据两车间的危险性程度做出相应的预防措施。
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。
防撞雷达--汽车防碰撞系统的核心
传
输
从 ２ Ｏ世纪 ６ Ｏ年代 至 ７ Ｏ年代 末 期 ， 这 一 阶段 的特
点是 微波 理论 及其 器件 集成 水平 低 ，系 统硬 件成
本 高 。对 于 防撞雷 达 系统 的性 能要求 没有 客 观 的 标 准 ，因而各 国研 制 出 的防撞雷 达样 机 的应 用效
２ 发展历程
汽 车 防撞 雷 达 的研 究 始 于 ２ Ｏ世 纪 ６ ０年 代 ． 研 究 主要 在 以德 国 、美 国和 日本 为代 表 的发 达 国 家 内展 开 。２ ０ 世纪 ８ ０年 代 以来 ． 汽 车防撞 雷达 系 统 的开发研 究 活跃 起来 并持 续 到今 天 。防撞 雷达
在 汽车领 域， 考虑 到运行 环境 特殊 ， 对气 候 的 适应 能力和探 测距 离 的要求 ， 激 光测距 的应 用具 有局 限性 。主要 是 因为激 光测距 方式 受 恶劣 的 天
射 回来 ，发射 回来的电磁波被天线接收通过接收 机形 成 回波信 号 ，然 后将 回波 信号输 入 混频 器与 原先 的本振信号混频后得到差拍信号，差拍信号 中包含了前方车辆的相对距离信息和相对速度信 息 。然后将 差拍信 号经过放 大滤 波处理 ， 再经 Ａ ／ Ｄ
性有 着 至 关重要 的影 响 。本 文从 汽车 雷达 的研 究背景 、 发展 历 程 、 原理 分 类 、 以及
其在 汽 车 上 的应 用 等 方面 ， 对 汽 车 雷达进 行 了 简要 的综合 概 述 ， 在 此基 础 上分 析
并得 出汽 车防撞 雷达 未来 的发 展 方 向。
关 键词 ： 防撞 雷达 原理分 类 发 展趋 势
轻型 汽 车技 术
２ ０ １ ３ （ １ ／ ２） 总２ ８ １ ／ ２ ８ ２
车辆防碰撞预警系统概述
] 2020年国家级大学生创业训练计划立项项目“车辆防碰撞系统设计”成果，项目编号：202010595287。
科学与信息化2021年1月下
检测可视化图示
主要技术内容
背景差分法被广泛应用于运动目标的检测算法，主要利用视频图像中的当前帧图像和背景模型进行比较的方法，因此该
汽车防撞系统的发展趋势将从被动防撞减少伤害逐步向主动避撞减少事故方向发展。
被动防撞主要依靠车体结构的耐撞性及座位安全带等约束系统来降低事故发生后乘客所受到的伤。
汽车防碰撞控制装置系统分析
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
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。
车辆碰撞防护系统设计与仿真
车辆碰撞防护系统设计与仿真车辆碰撞防护系统是一种重要的安全设备，可有效减少车辆碰撞事故对车辆及乘员的伤害。
本文将探讨车辆碰撞防护系统的设计原理和仿真方法。
一、设计原理车辆碰撞防护系统的设计原理基于以下几个关键方面：1. 前碰撞感知与控制：车辆前部装配传感器，如雷达或摄像头，以感知前方的车辆和障碍物。
通过实时采集的数据，车辆可以预测碰撞风险并做出相应的控制动作。
2. 碰撞时刻预测与防护：根据前碰撞感知系统获取的数据，车辆可以对可能的碰撞时刻进行预测。
当碰撞风险较高时，车辆可以自动采取措施，如紧急制动或转向，以减少碰撞损伤。
3. 碰撞缓冲与吸能设计：车辆碰撞防护系统应设计有缓冲模块和吸能结构，以最大限度减少碰撞时产生的冲击力。
这可以通过在车辆前部安装缓冲器或使用可吸能材料来实现。
4. 乘员安全保护：车辆碰撞防护系统还应考虑乘员的安全保护。
车辆内部可以配置气囊装置，以减少乘员在碰撞过程中的伤害风险。
二、仿真方法对车辆碰撞防护系统的设计进行仿真可以帮助验证系统的性能和有效性。
以下是常用的仿真方法：1. 有限元分析：使用有限元方法对车辆的结构进行建模，并施加碰撞加载来模拟碰撞过程。
这种方法可以分析车辆在不同碰撞条件下的应力、变形和能量吸收情况。
2. 碰撞动力学仿真：通过建立碰撞模型和运动方程，对车辆碰撞过程进行动力学仿真。
这种方法可以模拟车辆的碰撞响应和乘员的受力情况。
3. 控制系统仿真：通过建立车辆碰撞防护系统的控制算法和模型，对系统的控制策略进行仿真分析。
这可以帮助改进系统的响应速度和精度。
4. 碰撞风险评估：使用统计方法和数学模型对车辆的碰撞风险进行评估。
通过模拟不同碰撞场景和乘员特征，可以预测系统的碰撞防护效果。
以上仿真方法可以在计算机辅助设计软件中进行，如CAD、ANSYS等。
通过不断优化系统设计和仿真分析，可以提高车辆碰撞防护系统的性能和可靠性。
三、总结本文探讨了车辆碰撞防护系统的设计原理和仿真方法。
汽车防碰撞系统的设计
1 引言我国道路交通平安现状通过一个世纪的进展，汽车已经成为现代文明与进步的标志，是社会生活中不可缺少的重要组成部份。
汽车以其特有的优越性给人们的生活方式、生产方式带来了庞大转变，它令人们的出行变得愈来愈迅速，愈来愈方便舒适，为现代社会的进展和人类生活条件和改善做出了庞大奉献。
但是，当人类社会充分享受汽车带来的诸多益处的同时，也为此付出了繁重的生命和财产代价。
据不完全统计，我国自1998年至2020年，累计已有1007675人死于道路交通事故，其中仅2002年，道路交通事故就造成109381人死亡。
表列出了我国1998年-2020年的交通事故次数、死亡人数、受伤人数和直接经济损失。
表我国历年道路交通事故统计（1998-2020）选题意义和背景汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔，随着汽车工业与电子工业的不断进展，在现代汽车上，电子技术的应用愈来愈来普遍，汽车电子化的程度愈来愈高。
汽车电子技术是汽车技术与电子技术想结合的产物。
汽车上的电器与电子操纵系统在汽车技术进入机电一体化时期的今天，地位极为重要，正在汽车技术领域进展成为一门独立的分支学科，其性能的好坏直接阻碍到汽车的动力性、经济性、靠得住性、平安性、排放干净、及舒适性等。
电子操纵技术在汽车上，第一应用于发动机燃油消耗操纵与排放进化与排放操纵，接着被应用于底盘部份的操纵，以提高行驶的稳固性、平安性、与舒适性等。
随着交通运输向高密度进展，电子操纵技术又进一步应用于汽车的乘坐平安性和导航等方面。
电子技术在汽车安全控制系统的应用主要是为了增强汽车的安全、舒适和方便。
应用的电子技术主要有：电子控制安全气囊，智能记录仪，雷达式距离报警器，中央控制门锁，自动空调，自动车窗、车门、座椅、刮水器，车灯控制，电源控制以及充电器等。
近年来汽车的自动调速系统，主动式汽车防撞系统，汽车监测和自诊断系统以及汽车导航系统也得到了广泛的应用。
汽车发生碰撞的要紧缘故是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
车辆防碰撞系统
随着现在人们生活水平的提高，汽车可以说是我们做常用的交通工具，越来越多的人拥有汽车，对于汽车的性能与配备也是越来越先进，智能车辆成为了现在人们研究的热点，在交通拥挤，技术发展的背景下，将各种先进技术运用到汽车工程中，减少交通事故，提高运输效率，减轻驾驶员的劳动负荷的思想就应运而生，从而产生了智能车辆系统。
车辆的增多使得交通事故频频发生，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1s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。
为了减少交通事故，个人在车载系统的功能将得到改善。
最起码的信息和预警系统，已经在市场上出现的，而驾驶辅助和自动化技术在地平线上的进一步定位。
在驾驶员信息系统的关键技术挑战是降低生产成本，同时提供动态的路线引导能力。
例如，目前大多数系统提供基于“静态”地图交通的考虑，不论路由。
动态路径诱导系统基础上，当时的“实时”条件下的巷道，如事故或施工造成的瓶颈的位置，可确定最佳路线。
防撞系统开发技术的主要挑战是降低成本的同时，也提高了感应功能，以提高准确性和可靠性。
自动车将共享许多防撞系统的传感元件，还必须具备的情报，可以不断地评估不断变化的环境和驾驶环境的情况下。
汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。
为了防止汽车与前方物体发生碰撞，汽车的车速就要根据与前方物体的距离变化由执行机构进行控制，使汽车始终在安全车速下行驶。
这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少车祸的发生。
发展汽车防撞技术，对提高汽车智能化水平有重要意义。
据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故的50%，迎面撞车事故的60%; 1秒钟的预警时间可防止90%的追尾碰撞和60%的迎头碰撞。
理论上，汽车防撞装置可在任何天气、任何车速状态下探测出将要发生的危险情况并及时提醒司机及早采取措施或自动紧急制动，避免严重事故发生。
汽车防撞装置是借助于遥测技术监视汽车前方和后方的车辆、障碍物，并根据当时的车速自动判断是否达到危险距离，及时向司机发出警告，必要时还可进行自动关车、自动紧急刹车。
德国和法国等欧洲国家也对毫米波雷达技术进行了研究，特别是奔驰、宝马等著名汽车生产厂商，其采用的雷达为调频毫米波雷达（Frequency Modulation Continuous Wave）,频段选择76~77GHz。
如奔驰汽车公司和英国劳伦斯电子公司联合研制的汽车防撞报警系统，探测距离为150米，当测得的实际车间距离小于安全车间距离时，发出声光报警信号。
该系统已经得到应用。
美国的汽车防碰撞技术已经相当先进，福特汽车公司开发的汽车防碰撞系统的工作频率为24.725 GHz, 探测距离约106米。
据说该系统理论上能根据转弯的角度信息自动适应路面的转弯情况，仅探测本车道内车辆的信息，从而可避免旁车道上目标物的影响。
戴姆勒-克莱斯勒公司的防撞结构主要是两个测距仪和一个影像系统，她能够测出安全距离，发现前方有障碍物，计算机能够自动引发制动装置。
戴姆勒-克莱斯勒公司的实验结果显示，车速以每小时32.18公里/小时的速度行驶，在距离障碍物2.54cm的地方停下来。
所以，智能汽车实际上是智能汽车和智能公路组成的系统，目前主要是智能公路的条件还不具备，而在技术上已经可以解决。
在智能汽车的目标实现之前，实际上已经出现许多辅助驾驶系统，已经广泛应用在汽车上，如智能雨刷，可以自动感应雨水及雨量，自动开启和停止；自动前照灯，在黄昏光线不足时可以自动打开；智能空调，通过检测人皮肤的温度来控制空调风量和温度；智能悬架，也称主动悬架，自动根据路面情况来控制悬架行程，减少颠簸；防打瞌睡系统，用监测驾驶员的眨眼情况，来确定是否很疲劳，必要时停车报警……计算机技术的广泛应用，为汽车的智能化提供了广阔的前景。
汽车的防碰撞系统对交通安全的影响很大，也是减少交通事故的一个有效的办法，所以利用高科技手段发展智能车辆造福人类，是人们的安全得到保障。