汽车智能防撞系统的设计开题报告.doc

X X 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名： 学 号： 学 院、系：信息与通信工程学院电子工程系专 业：测控技术与仪器论 文 题 目：汽车智能防撞系统的设计指导教师: 2012年 3月 15 日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1.1本课题研究背景及意义 随着当前我国经济实力的提高，汽车工业的发展取得举世瞩目的成就，中国已然成为汽车生产消费大国。汽车的安全驾驶越发引起消费者的注意。在面前提倡信息化、智能化生活的大前提下，对汽车自动控制系统的应用也越发广泛。随着汽车工业的不断进步,行驶在道路的车辆越来越多,而现代生活节奏的加快，交通事故发生的频率也不断增加8。为提高汽车运行的安全性和降低碰撞发生的可能,可以分为两个主要研究方向:一是主动式安全技术，即防止事故的发生，该种方式是目前汽车安全研究的最终目的;二是被动式安全技术，即事故发生后的乘员保护。在过去2030年中，人们主要把精力集中于汽车的被动安全性方面，例如，在汽车的前部或后部安装保险杠、在汽车外壳四周安装某种弹性材料、在车内相关部位安装各种形式的安全带及安全气囊等等，以减轻汽车碰撞带来的危害。安装防撞保险杠固然能在某种程度上减轻碰撞给本车造成损坏，却无法消除对被撞物体的伤害；此外，车上安装的安全气囊系统，在发生车祸时不一定能有效地保护车内乘务员的安全。所有这些被动安全措施都不能从根本上解决汽车在行驶中发生碰撞造成的问题。从经济性和安全性两方面来说，这些被动安全措施是在事故发生时刻对车辆和人员进行保护，有很大的局限性，因而车辆的主动安全研究尤为重要，智能交通系统类产品的设计和研究开发具有极大的实现意义和广阔的应用前景。在汽车高速行驶时，保持合理的车距可以有效降低交通事故的发生几率2,12。本文主要研究以单片机为核心结合毫米波测距的汽车防撞系统：通过单片机控制，保持合理车距，从而防止交通事故发生。1.2国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 利用信息感知、动态辨识、控制技术与方法提高的主动安全性，是先进汽车控制与安全系统（AVCSS）的主要研究内容。世界各大汽车公司、大学在政府的支持下，都在开展这方面的研究与开发工作。日本各大汽车制造 企业如丰田、日产、马、本田、三菱等公司，为实现其运输省提出的发展“先进的安全汽车(ASV)计划”致力于新型安全汽车技术研究开发，并取得了重要的进展。丰田汽车公司使用毫米波雷达和CCD摄像机对本车的距离进行动态监测，当两车距离小于规定值时，系统将发出直观报警信号提醒本车驾驶员。日产汽车公司使用紧急制动劝告系统，利用先进的车距监测系统对跟车距离进行动态监测，当需要减速或制动时，用制动灯亮来提醒驾驶员，并及时监测驾驶员操纵驾驶踏板的踏踩状态，必要时使汽车的自动制动系统前起作用降低车速，在最危险时刻自动制动。本田公司使用具有扇形激光束扫描的雷达传感器，即使车辆在弯道行使也能检测到本车与前方汽车或障碍物的距离降到规定值时，驾驶员仍未及时采取相应措施，便发出警告信号。三菱和日立公司在毫米波雷达防撞方面也做了大量的研究，其雷达中心频率主要选择6061GHz或7677GHz, 探测距离为 120米，尼桑公司为41LV-Z配备了自适应巡航控制系统，该系统利用毫米波雷达作为探测器，为巡航驾驶提供了判断依据1,10。 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7677GHz。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1。 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1。 我国汽车防碰撞系统的研究开发同国外发达国家相比，存在较大差距，近几年相继有一些科研院所、大专院校和公司厂家进行此方面的研究。近距离报警如倒车雷达现已蓬勃地车辆上安装使用，但国内目前生产的中远距离测量普遍达不到要求，表现在最远测距距离近，测距误差大，远远不满足高速公路的安全车距离要求，需进一步研究10。1.3课题的可行性分析 毫米波雷达是由发射机通过天线向前方目标发射高频电磁波，然后由接收机接收反射回来的电磁波，再由信号处理系统进行放大、相干检波、混频等处理，提取有用信号，计算出本车与目标之间的相对距离和相对速度16,17。毫米波测距方式与别的测距方式比较，它具有探测性能稳定、不易受对象表面形状和颜色的影响、不易受大气紊流的影响、环境适应性好、受南、雪、雾、阳光、污尘的干扰小等特点5,11,17，因此该汽车防撞装置中采用了毫米波测距。毫米波系统成本适中，而且单片机控制，单片机的典型特点就是性价比高9,13,14,15。在经济上，此系统的实现应该没有问题。近年来随着微电子技术发展而产生的小型价廉的微处理器单片机的出现, 使毫米波测距传感器的功能得到了提升3。有了微处理器不仅使测距的精度大为提高, 而且为毫米波测距技术的应用开辟更大的空间。利用毫米波制作汽车防撞雷达可以帮助驾驶员及时了解车周围阻碍情况, 防止汽车撞伤、划伤。硬件电路部分，单片机对外围电路的适时控制, 并提供给外围电路各种所需的信号, 包括频率振荡信号、数据处理信号和译码显示信号等, 大大降低了外围电路的设计难度4,14。同时更重要的是该设计方案大大节省了设计成本, 并且由于是采用软件编程技术, 所以其移植性能好, 在设计电路时可以将其它更多的功能设计进去，便于功能扩展6,7。 因此看来，系统的设计是可行的。参考文献：【1】邓建辉.毫米波汽车防撞雷达的研究.博士学位论文.南京.南京理工大学，2001【2】杨超，胡瑜.高速公路汽车安全距离模型.华东交通大学学报，2010，27（5）:14【3】阎新星，李铁鹰，刘鹏鹏.基于AT89S51 的汽车防撞报警系统设计与开发.电脑知识与技术，2011,7（2）：424426【4】孔金生，郭非，王希萍.基于安全距离模型的汽车防追尾避撞方法.微计算机信息，2008,24（32）:251252【5】李小松，田文强.倒车防撞报警系统的设计.太原科技大学学报.2011, 32（3）:172176【6】官国仕,陈劲松.基于单片机的倒车防撞报警系统设计.计算机光盘软件与应用，2010,8:84【7】胡媛媛，邓世建.*基于模糊控制的汽车防撞控制系统设计.中国科技论文在线. 2011【8】韩海强.汽车防撞雷达与智能巡航控制系统的研究.硕士学位论文.沈阳.东北大学，2004【9】刘刚,侯德藻,李克强等.汽车主动避撞系统安全报警算法.清华大学学报，2004, 44（5）：697700【10】李文娟,海霞,叶谌雯.一种基于超声波的检测防撞系统设计.自动化博览,2007,24(3):8081【11】SUHUI GONG. Broke built super 1.obo ranging error analysis J. Sensor technology，2004，23(6):811【12】Answering_measure Radar for Expressway Automotive Anti_collision System ApplicationCIndustrial Electronics and Application（ICIEA）20083rd IEEE Conference ，2008【13】A yres T J, L i L, Schleuning D, et al. Preferred time-headway of highw ay drivers A . Intelligent T ransportation Systems C. O akland,CA :IEEE Press, 2001. 826829【14】T ouran A , Brackstone M A , M cDonald M . A collision model for safety evaluation of autonomous intelligent cruise control J. Accident A nalysis and P revention, 1999,31(5):567578【15】Yamamoto K. Development of alertness-level- dependent headway distance warning system J. J S A E Review ,2001,22(3):325330【16】朱巍.24GHz多普勒车载雷达射频前端关键技术研究.硕士学位论文.南京.东南大学,2010【17】郑锐.毫米波汽车防撞雷达的设计与实现.硕士学位论文.镇江.江苏大学，2010 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1课题要研究解决的问题 编程实现以单片机为核心的汽车智能防撞报警功能。选择24GHZ的毫米波，通过测量其发送和接收的时间差，计算两车之间的距离、速度，当距离小于安全距离时报警并制动，最终使汽车能够保持安全车距，达到防撞