论文摘要
随着科技进步和经济的发展,人们的生活水平逐步提高,汽车保有量每年都有逐渐升高趋势,随之而来的问题就是道路交通安全的问题。无论是高速公路或是城市交通路段,其安全形势非常严峻,汽车碰撞事故时有发生。为了减少交通安全带来的人民生命财产损失,目前国内外对汽车防撞安全技术的研究正如火如茶地进行着。针对现有防撞技术存在的成本高、检测距离算法单一、检测距离不可控,刹车舒适性差等问题,本文设计了—款基于红外激光测距技术的适合大众化、环境适应性强、价格低廉的汽车防撞装置,以满足市场需求。本文的主要研究内容如下：(1)阐述本课题研究背景及意义。综述了现有的汽车防撞安全技术的国内外研究现状,介绍了应用于汽车防撞的红外激光及测距技术的国内外研究进展,综合分析考虑,确定红外激光测距技术作为本课题的安全距离测量理论依据。(2)阐述红外激光在大气中的传输效应,主要分析估算了红外激光雨天、雾天条件下的在近距离(100米内)测程内的传输衰减,在近距离采用红外激光测距技术作为汽车防撞测距是可行的。并介绍红外激光测距原理以及各种测距方法相比较,最后采用脉冲式激光测距法作为本设计的测距方法。(3)详细介绍了红外激光测距系统的设计过程,包括红外激光发射与接收模块、基于FPGA的时间测量模块设计,给出时间拓展算法流程图,并给出了实验结果及结论分析,根据距离测量数据显示,其测量范围(50.8m)和精度(0.8m)都满足汽车防撞安全距离测量要求。(4)介绍了基于红外激光测距系统的防撞系统执行机构的硬件设计,采用电机驱动专用半桥芯片BTS7960组成全桥控制电机正、反转以实现减速、刹车、松开刹车等操作。设计自适应刹车流程算法,实现自适应刹车,提高驾驶舒适度,弥补现有技术不足。(5)对全文的总结,同时也指出了本设计的缺陷及需要改进的地方,对未来的工作做下一步打算。经样机试车调试,本设计成果具有以下特点：(1)检测距离随车速变化,分级检测和控制,实现安全距离预警、危险距离报警加自动减速、碰撞距离刹车,适应于各种路况。(2)简化障碍物采集信息内,有效避免对车道外的行人或其他障碍物进行信息采集而导致误操作。(3)降低成本,将时间拓展方法应用于防撞测距系统中,实现快速、高精度的距离测量,降低防撞系统硬成本。(4)采用自适应刹车控制技术,提高舒适性。(5)适用于各种道路状况和能见度不低于30米的雨、雾等天气条件。