汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

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開 題 報(bào) 告1．文 獻(xiàn) 綜 述1.1 課題設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容 編程實(shí)現(xiàn)以單片機(jī)為核心的汽車智能防撞報(bào)警功能。選擇某一頻率的超聲波，通過測(cè)量其發(fā)送和接收的時(shí)間差，計(jì)算汽車與周圍物體之間的距離，利用 LED 對(duì)距離進(jìn)行顯示，當(dāng)距離小于安全距離時(shí)給出報(bào)警，到危險(xiǎn)距離時(shí)輸出信號(hào)對(duì)汽車制動(dòng)，達(dá)到防撞的目的。1.2 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高。到 2010 年，全球汽車保有量達(dá)到十億輛，中國達(dá)到了七千萬輛。據(jù)中國工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2009 年我國累計(jì)生產(chǎn)汽車 1379.10 萬輛，同比增長(zhǎng) 48.3%；銷售汽車 1364.48 萬輛，同比增長(zhǎng) 46.2%，這樣的數(shù)據(jù)說明了中國是擁有一個(gè)勃勃生機(jī)的汽車市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)前景。建設(shè)部近日提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國私人汽車擁有量年均增速在 20%左右，大大快于經(jīng)濟(jì)增速。然而隨著汽車擁有量的快速增加，交通安全等一系列問題也越發(fā)明顯。為應(yīng)對(duì)這一問題，各種智能交通系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。智能交通系統(tǒng) ITS 是目前世界上交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)的前沿技術(shù)，它在充分發(fā)揮現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的潛力，提高運(yùn)輸效率，保障交通安全，緩解交通賭塞，改善城市環(huán)境等方面的卓越效能，已得到各國政府的廣泛關(guān)注。中國政府也高度重視智能交通系統(tǒng)的研究開發(fā)與推廣應(yīng)用。汽車防撞系統(tǒng)作為 ITS 發(fā)展的一個(gè)基礎(chǔ)，它的成功與否對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有著很大的作用。從傳統(tǒng)上說，汽車的安全可以分為兩個(gè)主要研究方向:一是主動(dòng)式安全技術(shù)，即防止事故的發(fā)生，該種方式是目前汽車安全研究的最終目的;二是被動(dòng)式安全技術(shù)，即事故發(fā)生后的乘員保護(hù)。 在過去 20—30 年中，人們主要把精力集中于汽車的被動(dòng)安全性方面，例如，在汽車的前部或后部安裝保險(xiǎn)杠、在汽車外殼四周安裝某種彈性材料、在車內(nèi)相關(guān)部位安裝各種形式的安全帶及安全氣囊等等，以減輕汽車碰撞帶來的危害。安裝防撞保險(xiǎn)杠固然能在某種程度上減輕碰撞給本車造成損壞，卻無法消除對(duì)被撞物體的傷害；此外，車上安裝的安全氣囊系統(tǒng)，在發(fā)生車禍時(shí)不一定能有效地保護(hù)車內(nèi)乘務(wù)員的安全。所有這些被動(dòng)安全措施都不能從根本上解決汽車在行駛中發(fā)生碰撞造成的問題。 從經(jīng)濟(jì)性和安全性兩方面來說，這些被動(dòng)安全措施是在事故發(fā)生時(shí)刻對(duì)車輛和人員進(jìn)行保護(hù)，有很大的局限性，因而車輛的主動(dòng)安全研究尤為重要，智能交通系統(tǒng)類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研究開發(fā)具有極大的實(shí)現(xiàn)意義和廣闊的應(yīng)用前景。本文主要研究以單片機(jī)為核心結(jié)合超聲波測(cè)距的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)是一種可向司機(jī)預(yù)先發(fā)出危險(xiǎn)信號(hào)并采取相應(yīng)措施的裝置。它安裝在汽車上，能探測(cè)企圖接近車身的行人、車輛或周圍障礙物；能向司機(jī)及乘員提前發(fā)出即將發(fā)生撞車危險(xiǎn)的信號(hào)，促使司機(jī)采取應(yīng)急措施來應(yīng)付特殊險(xiǎn)情，或?qū)ζ囘M(jìn)行制動(dòng)減速，從而避免碰撞。1.3 國內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述 利用信息感知、動(dòng)態(tài)辨識(shí)、控制技術(shù)與方法提高的主動(dòng)安全性，是先進(jìn)汽車控制與安全系統(tǒng)（AVCSS）的主要研究?jī)?nèi)容。世界各大汽車公司、大學(xué)在政府的支持下，都在開展這方面的研究與開發(fā)工作。日本各大汽車制造 企業(yè)如豐田、日產(chǎn)、馬、本田、三菱等公司，為實(shí)現(xiàn)其運(yùn)輸省提出的發(fā)展“先進(jìn)的安全汽車(ASV)計(jì)劃”致力于新型安全汽車技術(shù)研究開發(fā)，并取得了重要的進(jìn)展。豐田汽車公司使用毫米波雷達(dá)和 CCD 攝像機(jī)對(duì)本車的距離進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，當(dāng)兩車距離小于規(guī)定值時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出直觀報(bào)警信號(hào)提醒本車駕駛員。日產(chǎn)汽車公司使用緊急制動(dòng)勸告系統(tǒng)，利用先進(jìn)的車距監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)跟車距離進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，當(dāng)需要減速或制動(dòng)時(shí)，用制動(dòng)燈亮來提醒駕駛員，并及時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員操縱駕駛踏板的踏踩狀態(tài)，必要時(shí)使汽車的自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)前起作用降低車速，在最危險(xiǎn)時(shí)刻自動(dòng)制動(dòng)。本田公司使用具有扇形激光束掃描的雷達(dá)傳感器，即使車輛在彎道行使也能檢測(cè)到本車與前方汽車或障礙物的距離降到規(guī)定值時(shí)，駕駛員仍未及時(shí)采取相應(yīng)措施，便發(fā)出警告信號(hào)。三菱和日立公司在毫米波雷達(dá)防撞方面也做了大量的研究，其雷達(dá)中心頻率主要選擇 60~61GHz 或 76~77GHz, 探測(cè)距離為 120 米，尼桑公司為 41LV-Z 配備了自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用毫米波雷達(dá)作為探測(cè)器，為巡航駕駛提供了判斷依據(jù)。 德國和法國等歐洲國家也對(duì)毫米波雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行了研究，特別是奔馳、寶馬等著名汽車生產(chǎn)廠商，其采用的雷達(dá)為調(diào)頻毫米波雷達(dá)（Frequency Modulation Continuous Wave）,頻段選擇 76~77GHz。如奔馳汽車公司和英國勞倫斯電子公司聯(lián)合研制的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)，探測(cè)距離為 150 米，當(dāng)測(cè)得的實(shí)際車間距離小于安全車間距離時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。該系統(tǒng)已經(jīng)得到應(yīng)用。 美國的汽車防碰撞技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，福特汽車公司開發(fā)的汽車防碰撞系統(tǒng)的工作頻率為 24.725 GHz, 探測(cè)距離約 106 米。據(jù)說該系統(tǒng)理論上能根據(jù)轉(zhuǎn)彎的角度信息自動(dòng)適應(yīng)路面的轉(zhuǎn)彎情況，僅探測(cè)本車道內(nèi)車輛的信息，從而可避免旁車道上目標(biāo)物的影響。戴姆勒-克萊斯勒公司的防撞結(jié)構(gòu)主要是兩個(gè)測(cè)距儀和一個(gè)影像系統(tǒng)，她能夠測(cè)出安全距離，發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)引發(fā)制動(dòng)裝置。戴姆勒-克萊斯勒公司的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，車速以每小時(shí) 32.18 公里/小時(shí)的速度行駛，在距離障礙物2.54cm 的地方停下來。 我國汽車防碰撞系統(tǒng)的研究開發(fā)同國外發(fā)達(dá)國家相比，存在較大差距，近幾年相繼有一些科研院所、大專院校和公司廠家進(jìn)行此方面的研究。近距離報(bào)警如倒車?yán)走_(dá)現(xiàn)已蓬勃地車輛上安裝使用，但國內(nèi)目前生產(chǎn)的中遠(yuǎn)距離測(cè)量普遍達(dá)不到要求，表現(xiàn)在最遠(yuǎn)測(cè)距距離近，測(cè)距誤差大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足高速公路的安全車距離要求，需進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)：[1]鄧建輝，毫米波汽車防撞雷達(dá)的研究.博士學(xué)位論文.南京.南京理工大學(xué)，2001[2]楊超，胡瑜.高速公路汽車安全距離模型.華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2010,27（5）：1~4[3]閻新星，李鐵鷹，劉鵬鵬.基于 AT89S51 的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā).電腦知識(shí)與技術(shù)，2011,7（2）：424~426[4]孔金生，郭非，王希萍.基于安全距離模型的汽車防追尾避撞方法.微計(jì)算機(jī)信息，2008,24（32）：251~252[5]李小松，田文強(qiáng).倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì).太原科技大學(xué)學(xué)報(bào).2011,32（3）：172~176[6]官國仕，陳勁松.基于單片機(jī)的倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì).計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2010,8:84[7]胡媛媛，鄧世建.基于模糊控制的汽車防撞控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).中國科技論文在線.2011[8]韓海強(qiáng).汽車防撞雷達(dá)與智能巡航控制系統(tǒng)的研究.碩士學(xué)位論文.沈陽.東北大學(xué)，2004[9]劉剛，侯德藻，李克強(qiáng)等.汽車主動(dòng)避撞系統(tǒng)安全報(bào)警算法.清華大學(xué)學(xué)報(bào)，2004,44（5）：697~700[10]李文娟，海霞，葉諶雯.一種基于超聲波的檢測(cè)防撞系統(tǒng)設(shè)計(jì).自動(dòng)化博覽，2007,24（3）：80~81[11]SUHUI GONG. 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