汽车智能追尾系统研究

汽车智能追尾系统研究

专业:电气工程及其自动化

研究概述

研究背景:纵观汽车行业的发展历程我们可以看出，汽车数量在不断增加，汽车污染问题也越来越严峻，能源危机和汽车行驶安全性问题，尤其是汽车形式安全性问题已经成了一个亟待解决的问题。现代汽车控制系统的功能也越来越强，智能化程度越来越高，汽车已由原来的交通工具发展成为舒适、自动化、智能化的多功能移动空间。

研究现状;由于车辆交通事故给人们的人身财产造成了很大的损失，所以该问题已经引起了各国的重视，外国对汽车的防追尾系统的研究处于领先地位，尤其是欧美国家，外国对汽车的追尾系统的研究开始与20世纪中叶，以德国，日本，美国为首的发达国家已经引领世界，形成了一股风潮，汽车防追尾系统的研究工作取得了很大的进步。

     研究目的及意义:依照前面我们讨论的问题，为了防止交通事故的频发和减少人身事故伤亡，保护人们的生命财产安全，特此设计了这样的防追尾系统，通过对交通事故的研究我们发现，大多数的交通事故都是汽车追尾事故造成的，而造成汽车追尾事故的原因中，人为因素占有一部分，就是人反映时间慢，不能在事故发生前有效的控制，所以我们设计这个系统的主要目的就是要为驾驶员提供更多的反应时间，减少交通事故的发生。

   本论文主要内容

汽车防追尾系统概述

激光测距测速模块设计

主控制模块设计

声光报警模块设计

显示模块设计

电源模块设计

汽车防追尾系统概述

汽车智能防追尾系统由输入单元、控制单元、执行单元三部分组成。而测距和测速传感器为信号输入单元，它们负责采集两车的距离信号和两车的速度信号。微控制器为单片机控制器的控制单元，通过读取输入信号，计算两车的相对速度，分析判断，为执行单元发出命令信号。执行单元主要包括报警停车信号，强制停车信号及安全气囊，蜂鸣器及LED状态灯。

图1防追尾系统总体硬件电路图

测距模块设计

当汽车装上激光测距装置以后，会向前方发射激光，等激光碰到障碍物后会发射回来，利用激光在空气中传输的速度乘以两次时间间隔的一半就可以计算出两车的距离，这种激光具有连续性。

其工作过程是:首先瞄准目标，然后接通激光电源，起动激光器，通过发射光学系统，向瞄准的目标发射激光脉冲信号。同时，采样器采集发射信号，作为计数器开门的脉冲信号，起动计数器，钟频振荡器向计数器有效地输入钟频脉冲，由目标反射回来的激光回波经过大气传输，进入接收光学系统，作用在光电探测器上，转变为电脉冲信号，经过放大器放大，进入计数器，作为计算器的关门信号，计数器停止计数。计数器从开门到关门期间，所进入的钟频脉冲个数，经过运算得到目标距离，在显示器上显示出来。

激光测速仪是采用激光测距的原理，激光测速是对被测物体进行两次特定时间间隔的激光测距，取得在该一时段内被测物体的移动距离，从而得到该被测物体的移动速度

主控制模块设计

整个防追尾系统其实就是一个单片机系统，主要有主控制模块，电源模块，数据采集模块，显示模块，声光报警模块，驱动电路，通信接口模块，抗干扰模块等，但单片机是整个系统最重要的模块，是一个嵌入式微控制器。

在51系列中，现在设计中主要使用AT89C51单机:是ATMEL公司生产，在原有的基础上增强了许多特性，如时钟频率更高，是运行速度更快，采用CHMOS工艺，功耗更低，工作电压范围更广，可以反复擦写一千次以上。

图2声光报警模块硬件电路图

显示模块设计

显示器是一个典型的输出设备，而且其应用是极为广泛的几乎所有的电子产品都要使用显示器，其差别仅仅在于显示器的结构类型不同。最简单的显示器可以使用LED发光二极管，而复杂的较完整的显示器应该是CRT监视器或者屏幕较大的LCD液晶屏。综合设计的实际要求以及考虑单片机的接口资源，采用4位LED数码管显示。显示模块设计图如下图3所示。

图3显示模块硬件电路图

电源模块设计

采用交流220V/50Hz电源转换为直流5V电源作为电源块。该方案实施简单，电路搭建方便，可作为单片机开发常备电源使用。

防追尾系统的运行必须要有一个电源提供必要的电压.而这个电源就会受到一定的干扰，为此要设计一个稳压电源，使电源受外部干扰的影响很小，可以采用磁饱和式的交流稳压器，不仅可以减小电源电压波动范围大的干扰，而且还可以抑制电源的外部噪声干扰。