汽车防撞预警系统的研究与发展
浅谈汽车自动防撞系统发展
浅谈汽车自动防撞系统发展摘要：汽车自动防撞系统主要分信号采集系统、数据处理系统和执行机构三部分。
分别起到数据检测、数据处理和方案执行的作用。
从20世纪80年代开始，国内外著名研究机构、大学和汽车生产商就开始积极研究汽车防撞系统。
加上全球日益高发的交通事故率，让这一研究具有广阔的市场前景。
关键词：汽车；自动防撞系统；发展汽车自动防撞系统是智能轿车的一部分，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、行人或其他障碍物体，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。
汽车自动防撞系统主要分信号采集系统、数据处理系统和执行机构三部分，分别起到数据检测、数据处理和方案执行的作用。
伴随着声波、激光、电子技术的不断更新换代，汽车防撞系统的研究方向也在不断的变化。
可以说，汽车防撞系统已经不仅仅是一门专项的汽车技术，各门类技术的交叉使用成为这一系统的突出特点。
1最简易的系统——超声波超声波系统工作时，发射器发出脉冲并给测量逻辑电路提供一个短脉冲，再由信号处理装置对信号进行处理，测算出车距。
尽管超声波系统原理简单、成本低、制作比较方便，但在汽车高速行驶的状态下，超声波受到天气的影响比较大，不同天气下的声波传播速度不同，对远距离障碍物测算时灵敏度会有所下降，因此超声波的最佳测距为4～5 m。
目前，不少汽车的倒车防撞系统都采用超声波防撞预警系统。
2最“专一”的系统——雷达雷达汽车防撞系统的工作原理是发射电磁波，遇到障碍物时反射，不断检测计算障碍物的速度和距离，通过分析对目标进行不同危险程度的报警。
雷达探测性能比较稳定，而且不会受到障碍物形状和颜色的影响，对环境的适应性能比较好，测量时间和测量距离都很有优势。
不过，过于灵敏的嗅觉让它很多时候会出现误判，高速公路两旁的金属防撞设施和隔离带都会影响它正常工作，甚至车载雷达彼此间也会有干扰，加上系统本身的造价昂贵，在实际应用中很少会有发展。
汽车侧向防撞预警系统的研究
汽车侧向防撞预警系统的研究摘要：现如今，出现在大众视野里最为普及的是单片机STC89C52，从主动操纵来说，它有着超高价值，前景长远，而且由于它的多用途性还有操作简单等优点，得到众多电子系学家们的赞扬。
为了更好了解超声波测距仪的类别以及变化，并更深入把握其如何运行的过程，我们也对很多有关的资料进行了查阅。
最后根据本次设计条件，实现了超声波测距的设计以及制造。
实现增强自身更好地处理现实状况的实力。
完成本次毕业报告中，最为关键的为STC89C52单片机的如何运作以及Ultrasonic sensor ranging alarm system的创造，其中主要控制芯片为STC89C52，通过多种超声波与路程的测试，探查出和之前实体之间的长度，然后完成单片机的分析及测算，把这个数据和之前制定的报警路程实现对比和判别，在测算路程比原先制定的数值小的时候，STC89C52就会发射命令来操纵警报器报警。
关键词：超声波测距；STC89C52；仿真；单片机1 绪论1.1研究背景由于社会经济和科技的发展，我们出行使用的代步工具也在不断变化。
而汽车毫无悬念地成为大众首选。
首先，人们外出趋于便利化很大程度在于汽车的发展进步，而且汽车产业的进步也确实加快了国家经济发展进步；但从别的角度看，由于汽车拥有数在增加，那么城市交通运输方面的压迫必然持续增长，如何保证汽车安全自然成为此产业的一个难以解决的状况。
在经济的进步下，中国加强建造道路基本设备，而人们的消费能力也在提升，人均GDP不断增长，大多家庭选择汽车为主要代步工具。
伴随汽车数持续增长，带来便利的同时也造成很多难题。
比如城镇运输拥挤，汽车喇叭造成噪音污染，资源消费加速，废气排出过多带来很多环境问题，其中最引人注意的自然是运输安全情况。
而且由于汽车使用量持续上涨，马路交通问题愈发严重，交通事故经常出现，给公民人身安全也带来威胁。
以目前宣布的有关资料显示，到16年年末，公民汽车具有量在19400万辆左右，公路交通运输意外造成伤亡认输达两万人，解决道路交通安全问题迫在眉睫。
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。
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。
一种汽车开门主动防撞预警装置的设计与研发
一种汽车开门主动防撞预警装置的设计与研发1. 引言1.1 背景介绍汽车是人们日常生活中不可缺少的交通工具，在现代社会中起着重要的作用。
随着汽车数量的不断增加，交通事故也随之增多。
开车门时与其他车辆或行人相撞的情况时常发生，造成了严重的人身伤害和财产损失。
为了解决这一问题，一种汽车开门主动防撞预警装置应运而生。
汽车开门主动防撞预警装置利用先进的传感技术和智能控制系统，能够及时感知周围环境中的车辆和行人，并发出警示信号，提醒驾驶员注意开门的安全。
这种装置不仅可以有效避免开门时发生碰撞事故，还可以提高驾驶员的安全意识和驾驶体验。
通过对汽车开门主动防撞预警装置的设计与研发，可以为汽车安全性能的提升做出贡献，减少交通事故的发生。
这项技术的推广应用也将对整个社会产生积极影响，提升交通安全水平，保障行人和车辆的安全。
对这一技术进行深入研究和开发具有重要意义。
1.2 研究意义汽车开门主动防撞预警装置的设计与研发具有重要的研究意义。
随着汽车数量的持续增加，车辆之间的交通密度也在不断增加，容易发生相互碰撞的情况。
尤其是在停车场、狭窄道路和拥挤的城市街道中，车辆开门时往往存在盲区，很容易造成侧面相撞的事故。
通过研发一种能够主动防撞的汽车开门预警装置，可以有效地减少此类事故的发生，提升汽车的安全性和行车舒适度。
汽车开门主动防撞预警装置还具有提升驾驶员和乘客的安全意识的作用。
驾驶员在使用这种预警装置的会对车辆周围的情况有更加全面的了解，提高了开车时的警惕性，减少了意外的发生几率。
乘客也能够通过装置的警示声音或光线提醒，注意避免开门造成的意外伤害。
研究开发汽车开门主动防撞预警装置有助于提升整个交通系统的安全性和效率，对未来的交通出行发展具有重要意义。
1.3 研究目的研究目的：本研究旨在设计和开发一种汽车开门主动防撞预警装置，通过使用先进的传感技术和智能算法，实现对汽车开门时周围环境的实时监控和预警，有效减少因车门开启不慎而导致的碰撞事故。
毕业设计28汽车防碰撞系统的研究
目录第一章绪论 (1)1.1选题意义和背景 (1)1.2国内外研究的现状 (2)1.3本文的主要工作和内容安排 (5)第二章几种测距方式的比较和选择 (6)2.1激光方式 (7)2.2超声波方式 (8)2.3红外线方式 (9)第三章系统模型的建立 (10)3.1追尾防撞模型的建立 (10)3.1.1模型建立的理论依据 (10)3.1.2模型的建立 (12)3.1.3模型的讨论 (17)3.1.4模型参数的讨论 (18)3.2超车侧向防撞模型的建立 (19)3.2.1模型的建立 (19)3.2.2模型参数的选择 (26)3.2.3模型的最小转角与最大转角数据分析 (28)第四章系统硬件设计 (30)4.1 单片机的性能特点 (30)4.1.1单片机的选择 (30)4.1.2 MCS-51单片机的主要性能 (31)4.1.3单片机系统的设计要求 (31)4.2 追尾碰撞报警系统硬件设计 (32)4.2.1测量距离通道的设计 (32)4.2.2测速通道的设计 (33)4.2.3开关量输入通道的设计 (34)4.2.4转向、油门、制动信号的采集 (35)4.2.5声光报警的设计 (36)4.2.6显示装置的设计 (39)4.2.7电源设计 (43)4.2.8电路板的电源保护装置和电源的抗干扰的设计 (44)4.2.9“看门狗”电路的设计 (44)4.3系统主要传感器 (47)4.3.1毫米波雷达传感器 (48)4.3.2超声波传感器 (53)4.3.3红外线传感器 (55)4.3.4霍尔车速传感器 (55)4.3.5转向角度传感器 (59)4.3.6制动踏板传感器 (60)4.3.7油门传感器 (61)4.3.8路面状况选择开关 (61)4.4 系统总体电路图 (64)第五章报警系统软件程序的实现 (65)5.1系统报警方式 (65)5.2程序设计思想 (65)5.3程序的实现 (66)第六章结论与展望 (71)6.1结论 (71)6.2展望 (71)参考文献 (73)附录 (76)第一章绪论1.1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发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越来广泛，汽车电子化的程度越来越高。
汽车防撞预警系统毕业设计论文
汽车防撞预警系统毕业设计论文汽车防撞预警系统是一种基于先进传感技术和智能算法的车辆安全辅助系统，可以在汽车行驶过程中检测潜在的碰撞风险，并在情况危急时向驾驶员发出警示，起到保障行车安全的作用。
本论文旨在介绍汽车防撞预警系统的设计原理和实现方法，并通过仿真实验验证其效果。
首先，本论文将阐述汽车防撞预警系统的需求分析。
通过调研市场上已有的类似产品以及分析汽车事故的原因和危害，确定汽车防撞预警系统需要具备的功能和性能指标。
本文将重点讨论系统对前方障碍物的识别和跟踪能力、碰撞风险评估算法的准确性和实时性，以及警示手段的有效性等方面。
其次，本论文将详细介绍汽车防撞预警系统的设计原理。
系统主要由传感器模块、信号处理模块和警示模块组成。
传感器模块负责采集车辆周围环境的信息，包括摄像头、雷达和超声波传感器等。
信号处理模块负责对传感器采集的数据进行处理和分析，提取出障碍物的特征并进行跟踪，同时计算出碰撞风险评估值。
警示模块负责向驾驶员发出警示信号，可以通过声音、光线和振动等方式进行。
然后，本论文将探讨汽车防撞预警系统的实现方法。
针对传感器模块，本文将介绍摄像头、雷达和超声波传感器的工作原理和选型方法，并给出传感器的布置方案。
对于信号处理模块，本文将详细介绍特征提取和跟踪算法的设计原理和实现方法，以及碰撞风险评估算法的建立。
对于警示模块，本文将介绍警示信号的设计原则和警示手段的选择。
最后，本论文将通过仿真实验验证汽车防撞预警系统的效果。
通过搭建仿真平台，模拟不同场景下的碰撞风险，评估系统对障碍物的识别和跟踪准确性，以及碰撞风险评估算法的实时性和准确性。
同时，还将评估警示手段对驾驶员行为的影响，以及系统的用户友好性。
综上所述，本论文旨在通过设计和实现一种基于先进传感技术和智能算法的汽车防撞预警系统，为驾驶员提供更加安全和便捷的驾驶体验。
本论文将通过理论分析和仿真实验，验证系统的可行性和有效性。
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现
基于激光雷达汽车防撞预警系统的设计与实现全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着交通工具的普及和道路交通的日益繁忙，交通事故成为了一个不容忽视的问题。
为了降低交通事故的发生率，提高交通安全水平，汽车防撞预警系统应运而生。
而基于激光雷达的汽车防撞预警系统因其高精度、高可靠性等优点受到了广泛的关注。
1. 激光雷达技术的应用激光雷达是一种利用激光来测量目标距离、速度和方向的传感器。
它具有测距精度高、反应速度快、不受光照影响等优点，在汽车防撞预警系统中得到了广泛的应用。
激光雷达通过发射一束激光束，当激光束碰撞到障碍物时，激光束就会反射回来，通过检测激光束的反射时间和角度等信息，就可以确定障碍物的位置、距离以及速度等参数，从而实现对障碍物的检测和预警。
2. 汽车防撞预警系统的设计基于激光雷达的汽车防撞预警系统主要由激光雷达传感器、控制单元、驾驶员预警装置等部分组成。
激光雷达传感器负责实时监测车辆前方的道路情况，控制单元负责处理传感器采集的数据并进行分析，而驾驶员预警装置则负责向驾驶员发出预警信号。
整个系统通过这三个部分的协作，可以实现对车辆前方障碍物的及时监测和预警，从而帮助驾驶员避免碰撞事故的发生。
3. 实现过程在汽车防撞预警系统的实现过程中，需要克服一些技术难题。
首先是激光雷达传感器的精度和稳定性问题，由于激光雷达传感器需要在复杂的道路环境中工作，因此需要保证传感器具有足够的精度和稳定性来应对各种复杂情况。
其次是控制单元的算法设计和实时性要求，算法要能够对传感器采集的数据进行实时处理和分析，并且能够准确地对障碍物进行识别和预警。
最后是驾驶员预警装置的设计和人机交互性能，预警装置需要能够准确地向驾驶员发出预警信号，并且要求操作简单、易懂，不会影响驾驶员的正常驾驶。
4. 系统测试为了验证汽车防撞预警系统的可靠性，需要进行一系列的系统测试。
首先是在实验室中对系统的各个部分进行功能测试，包括激光雷达传感器的测距精度、控制单元的数据处理能力、以及驾驶员预警装置的预警效果等。
- 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)。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(69674012)收稿日期:2005-10-17 第23卷 第12期计 算 机 仿 真2006年12月 文章编号:1006-9348(2006)12-0239-05汽车防撞预警系统的研究与发展陈勇,黄席樾,杨尚罡(重庆大学自动化学院导航制导实验室,重庆400044)摘要:随着汽车工业的发展,汽车行驶速度越来越快,道路交通事故已成为世界性的社会问题。
其中,碰撞事故占的比例约80%,所以对汽车防撞研究也成为世界性课题。
先对汽车防撞预警系统的原理进行分析,再结合国内外现有的汽车防撞预警系统,如超声波防撞预警系统、雷达防撞预警系统、激光防撞预警系统、机器视觉防撞预警系统、红外线防撞预警系统以及交互式智能化防撞预警系统等,对它们的原理、特点、缺陷等方面进行分析,最后总结出现有技术的固有缺陷,提出了汽车防撞预警系统的发展方向。
关键词:汽车;防撞;预警系统;安全行驶中图分类号:TP182 文献标识码:AResearch and D evelopm en t of Autom otive Collision Avo idance SystemCHEN Yong,HUA G N X i -yue,Y AN G Shang -gang(Navigation &Guidance Lab,Automation College,Chongqing University,Chongqing 400044,China )ABSTRACT:W ith the development of automotive industry,the speed of automotive is more and more higher and lane traffic accident has become a social p roblem all over the world .Among the accidents,collision accounts for 80%.A s a result,the research of automotive collision avoidance has become a worldw ide subject .In this paper,the p rincip le of Automotive Collision Avoidance System (ACAS )is analyzed .Then,the p rincip les,characteristics and flaw s of the existing ACASs both at home and abroad are analyzed,such as supersonic -ACAS,radar -ACAS,laser -ACAS,machine vision -ACAS,infrared -ACAS and interactive intelligent -ACAS .A t last,the inherent flaw s of the existing technologies are summarized and the development trend of ACAS is p roposed .KEYWO RD S:Automotive;Collision avoidance;W arning system;Secure travel1 引言随着汽车大量增加,路上车流不息,使道路交通事故逐年大幅度增加,造成大量人员伤亡和财产损失[1]。
据中国公安部2005年1月14日发布的新闻:中国在2004年总共发生交通事故567,753起,导致99,217人死亡,451,810人受伤,直接财产损失27.7亿元。
交通事故的主要原因包括超速行使、占道行使、酒后驾驶、疲劳驾驶等。
而碰撞是交通事故的主要表现形式,其中大部分是车-车碰撞和人-车碰撞。
可以肯定,随着我国汽车保有量和生产量的快速增长,高速公路和高等级公路里程的快速延伸,如果不加大汽车交通安全控制,交通安全事故会大量增加,造成更多的伤亡和经济损失。
专家对汽车交通事故的分析结果表明[2],在所发生的交通事故中,有80%是由于驾驶员反应不及时,处置不当所造成。
其中有65%的事故属汽车追尾碰撞造成,其余则属于侧面碰撞、擦挂所致。
因此,德国奔驰公司的专家们在对各类交通事故进行系统研究分析后得出[4]:若驾驶员能在事故发生前提早1秒钟意识到会有交通事故发生,并采取了相应的正确措施,则绝大多数事故都可能避免。
汽车防撞预警系统对提高汽车行驶安全性十分重要。
从1971年开始,国内外相继出现了超声波、雷达、激光、机器视觉、红外以及交互式等防撞预警系统的研究或者产品。
本文将对各种防撞预警系统的原理、特点、缺陷等方面进行分析,并提出汽车防撞预警系统的发展方向。
2 汽车防撞预警系统的原理汽车防撞预警系统[3]是在汽车行驶过程中,对汽车的前后以及左右方向的危险物进行检测,在汽车与危险物具有发生碰撞危险的情况下,进行声光报警,提示驾驶员危险物的方向以及危险程度,以便让驾驶员采取相应的措施,避免追尾碰撞和侧挂等交通事故的发生。
汽车防撞预警系统一般由信息采集、信息处理、信息判断、预警信息等四个部分组成。
信息采集现阶段的技术有超声波、雷达、激光、机器视觉、红外以及交互式,通过这些技术采集汽车行驶过程中的四周信息;信息处理部分主要是对采集的信息进行处理分析,判断汽车行驶过程中四周是否有危险物,常用单片机、ARM、DSP等微处理器,甚至采用多CPU专用计算机来处理;信息判断就是根据本车车型、天气、时候以及本车与危险物的距离、相对速度、相对加速度等信息,通过信息融合技术,实时进行危险或安全状态的动态辨识;预警信息部分主要指信息辨识为危险时,该部分进行危险级别判断、危险方向以及相应的声光报警。
由于不同的信息采集技术,其相应的汽车防撞预警系统不同,下面对各种防撞预警系统的原理、特点、缺陷等方面进行分析。
3 超声波汽车防撞预警系统3.1 原理[4][5]超声波一般指频率在20kHz以上的机械波,具有穿透性较强、衰减小、反射能力强等特点。
超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。
工作时,超声波发射器不断发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收到遇障碍物反射回来的反射波后,也向测量逻辑电路提供一个短脉冲。
最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理,自动计算出车与障碍物之间的距离。
超声波在空气中传播的速度会受到温度、湿度、大气压力等因素的影响,在这些因素中,温度对其速度的影响更大一些,而且环境温度的变化更为经常。
研究表明,声速v与热力学温度θ的平方根成正比,温度越高声速越大,温度越低声速越小。
0℃时,空气中声速的实验值为331.45m/s,而空气中声速的表达式为:v=331.45θ+273.16273.16/(m/s)(1)根据计时器记录的时间t,可以计算出发射点距障碍物的距离/s,即:s=v·t/2,这就是所谓的时间差测距法。
3.2 特点[6]超声波测距原理简单、成本低、制作方便,但在高速行驶的汽车上的应用具有一定局限性,这是因为超声波的传输速度受天气影响较大,不同的天气条件下传播速度不一样。
对于远距离的障碍物,由于反射波过于微弱,使得灵敏度下降,超声波的发射角度小,直线传播方式,所测得的区域小。
故超声波测距一般应用于短距离测距,最佳距离为4～5m,一般应用在汽车倒车防撞系统上。
目前,很多车上都装有超声波倒车防撞系统。
4 雷达汽车防撞预警系统4.1 原理[7]-[9]雷达汽车防撞预警系统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。
该系统由收发天线、定向耦合器、混频器、调频振荡器和处理单元组成。
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。
4.2 特点雷达探测性能稳定,不容易受对象表面形状和颜色的影响。
环境适应性能好,受天气影响较大,它具有测量时间短、量程大(可达到10km以上)、精度高等优点。
但是周围车辆、障碍物都会对其产生电磁波干扰,车载雷达彼此之间也存在干扰。
此系统庞大,造价昂贵。
在高速路上,隔离带和路两边的金属在很大程度上限制了此系统的应用。
5 激光汽车防撞预警系统5.1 原理[10]-[12]目前在汽车上应用较广的激光测距系统可分为非成像式激光雷达和成像式激光雷达。
非成像式激光雷达根据激光束传播时间确定距离。
它的工作原理是:从高功率窄脉冲激光器发出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,照射在前方车辆或其他目标上,其反射光经扫描镜、接收物镜及回输光纤,被导入到信号处理装置内光电二极管,利用计数器计数激光二极管启动脉冲与光电二极管的接收脉冲间的时间差,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。
扫描成像激光雷达把激光雷达同二维光学扫描镜结合起来,利用扫描器控制激光的射出方向,通过对整个视场进行逐点扫描测量,即可获得视场内目标的三维信息。
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。
由于非扫描成像激光雷达测点数目大大减少,从而提高了系统三维成像速度。
5.2 特点[15]激光汽车防撞预警系统是一种光子雷达系统,它具有测量时间短、量程较大、精度高等优点,在许多领域得到了广泛应用。
但是高速运动的车体中,震动幅度比较大和激光在雾天会被吸收以及对人眼的伤害限制极大程度限制了激光汽车防撞预警系统的使用。
此系统体积也比较大,要在车上安装受到限制。
6 机器视觉汽车防撞预警系统6.1 原理[13]-[15]机器视觉汽车防撞预警系统是由图像传感器、图像采集装置、图像分析处理装置以及报警装置组成。
通过CCD 摄像机模仿人眼的光电探测汽车周围的图像,然后利用高速的数字信号处理器(DSP )来分析处理,由于汽车防撞预警系统要求实时性能高,故要求数字信号处理器处理速度高。
利用图像分析、图像识别、图像跟踪的方法,对危险物进行识别和跟踪,并及时计算出危险物与本车的距离、相对速度、相对加速度等,利用专家系统的报警决策,提前4-5s 对危险情况报警。