汽车行驶中防碰撞智能控制系统设计

摘要

科学技术的高速发展，带动国民经济不断增长，汽车保有量也在逐年递增。在给人们出行带来便利的同时交通事故变得日趋频繁，造成了严重的人员伤亡和巨大的经济损失。因此，对汽车安全性的研究已经成为一个亟待解决的关键技术。在诸多的交通事故中，汽车碰撞事故占了很大的比例，国内外在这一领域也相继展开了大量的研究，但到目前为止在该技术领域还存在很多未能解决的问题。开展汽车防碰撞智能控制技术的研究能有效避免或减少这类事故的发生，具有很高的实用价值和重要的社会意义。
　　本文针对汽车在行驶过程中的碰撞问题设计了一套相应的防碰撞智能控制系统，该控制系统利用毫米波雷达传感器自动识别道路上可能与本车发生碰撞的车辆、行人或其他障碍物，然后对安全车距模型进行研究分析，当本车与前方障碍物靠近到一定的距离范围时控制系统会自动发出报警，提醒驾驶员进行减速操作，如若驾驶员没有采取任何措施，达到一定距离时，控制系统就会自动采取制动措施以防止与其他车辆或障碍物碰撞。
　　最后对控制系统分别进行硬件设计和软件设计，依据系统功能对实验方案进行了相应的设计，完成了实验测试。并利用Matlab/Simulink软件对汽车防碰撞智能系统进行建模与仿真，进一步验证系统的可行性，实验和仿真结果表明:该防碰撞智能控制系统能够达到预期设计的要求，可有效防止碰撞事故的发生。从速度与时间和距离与时间的仿真图形中可以得出本文设计的防碰撞智能控制系统对安全距离和本车速度的控制具备极好的效果，使汽车更加人性化、智能化，终究达到平安驾驶的目的。
　　本课题的研究能最大程度的辅助驾驶者减少碰撞事故的发生，最大限度的提高汽车主动安全性，有助于汽车防碰撞智能技术的推广和应用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 汽车防碰撞智能系统的国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本论文的研究思路与主要研究内容

2 防碰撞智能控制系统组成及工作原理

2．1 系统简介

2．2 系统组成

2．3 系统工作原理和关键技术

2．3．1 工作原理

2．3．2 关键技术

2．4 设计要求

2．5 雷达传感器的选用

2．6 毫米波雷达信号的获取过程

2．6．1 距离信号处理过程

2．6．2 速度信号处理过程

2．7 本章小结

3 安全车距理论模型的建立

3．1 建模要求

3．2 车辆制动距离分析

3．3 制动距离推导

3．4 安全距离模型

3．5 安全参数的设定

3．6 系统设计流程与控制策略

3．6．1 系统设计流程

3．6．2 系统控制策略

3．7 本章小结

4 智能控制系统硬件设计

4．1 数据检测模块

4．1．1 毫米波测距单元

4．1．2 传感器信号采集电路

4．2 信息处理单元

4．2．1 微控制器的选型

4．2．2 微控制器的外围电路

4．2．3 CAN总线通信单元

4．3 系统执行单元

4．3．1 电子节气门控制系统设计

4．3．2 制动系统控制电路设计

4．4 本章小结

5 智能控制系统软件设计

5．1 软件设计平台

5．2 智能系统程序设计

5．2．1 主程序设计

5．2．2 初始化子程序

5．2．3 测速测距子程序

5．2．4 CAN总线通讯子程序模块

5．2．4 获取车辆行驶状态处理子程序

5．2．5 报警及制动处理子程序

5．3 本章小结

6 防碰撞智能系统实验测试与仿真分析

6．1 智能系统实验设计

6．1．1 实验装置

6．1．2 实验方案

6．2 实验结果及数据分析

6．3 汽车防碰撞智能系统仿真分析

6．4 本章小结

结论

致谢

参考文献