汽车行驶周边安全距离预警系统研究

摘要

近几年以来，由于我国在经济发展方面采取了大量措施使人民生活质量得到很大提高，同时由于公路建设等方面的发展，汽车保有量在迅速的增长，然而恶劣的天气也比以往有所增多，因此常常造成碰撞事故的发生。如果能在汽车行驶过程中实时的监测汽车与周边障碍物的距离，在碰撞发生前能够对驾驶员进行报警提醒，这将会减少很大一部分事故发生和财产损失。
　　 本文所研究的汽车行驶周边安全距离预警系统能持续测量汽车与周边障碍物之间的距离和本车的速度，经过主控制器预警算法的处理，得到所需要的报警状态信息，经过屏幕显示和声光报警对驾驶员进行提醒，让驾驶员做出应对操作，使汽车与周边的障碍物保持一定的距离，避免发生碰撞。
　　 本文根据我国公路实际环境，对距离预警系统的模型进行了研究，之后根据模型对系统进行了总体结构的设计，采用S3C2440作为主控制器单元，以Cortex-M3内核的STM32F103增强型单片机作为CAN/RS-232协议转换单元的处理器，以51核的STC单片机作为采集单元的核心，其中采集单元包括了多个超声波测距单元、GPS测速单元、转向/制动/信号采集单元。根据预警系统总体结构框图的设计要求对系统的软硬件进行了详细的设计，重点设计和编写了主控单元的应用软件和采集单元以及协议转换单元的软硬件。系统的通信方式采用了汽车中流行的CAN总线通信方式，以确保系统有高的可靠性和实时性。通过在实验室进行的模拟验证实验，对系统各个模块的功能进行了验证。结果表明，本安全距离预警系统在汽车与障碍物间的距离处于提醒距离或危险距离范围内能够有效的进行动画显示和声光报警，能够对汽车行驶过程中的主动安全性进行有效提高，符合本系统设计的预想结果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 汽车行驶周边安全距离预警系统的研究背景

1．2 汽车安全距离预警系统国内外发展现状

1．2．1 国外汽车安全预警系统的发展现状

1．2．2 国内汽车安全预警系统的发展现状

1．3 主要的研究内容和论文的组织结构

1．4 本章小结

第2章 汽车行驶周边安全预警系统模型和结构

2．1 预警模型的建立

2．1．1 预警系统前方模型

2．1．2 预警系统侧向模型

2．1．3 预警系统后向模型

2．2 汽车行驶周边安全距离预警系统整体结构设计

2．2．1 汽车行驶周边安全距离预警系统结构介绍

2．2．2 汽车行驶周边安全距离预警系统工作原理

2．3 本章小结

第3章 预警系统硬件设计

3．1 系统硬件总体设计

3．2 各部分电路设计

3．2．1 主控制器单元介绍

3．2．2 电源电路设计

3．2．3 测距单元电路设计

3．2．4 GPS测速单元电路设计

3．2．5 CAN／RS-232协议转换电路设计

3．2．6 CAN收发单元设计

3．2．7 超声波模块介绍

3．3 系统硬件电路注意事项

3．4 本章小结

第4章 预警系统软件设计

4．1 系统软件的总体设计

4．2 主控制单元软件平台

4．2．1 PC机上软件开发环境

4．2．2 主控制器单元软件开发环境

4．3 各个模块单元的软件设计

4．3．1 超声波测距单元的软件设计

4．3．2 测速单元软件设计

4．3．3 CAN通信程序设计

4．3．4 CAN／RS-232协议转换单元软件设计

4．3．5 主控制器单元的程序设计

4．4 本章小节

第5章 系统性能验证测试

5．1 验证测试的内容

5．2 系统模拟验证试验

5．3 模拟结果分析

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果