汽车避撞预警系统研究与实现

论文摘要

科技的发展,社会的进步,高速公路总里程数也随着经济发展的浪潮持续增长。汽车产量的增长,价格的降低,拥有一辆汽车对于大多数的现代人来说已经不是一件难事。伴随着汽车个人拥有量的增加,高速公路已不似往日的清闲,频发的高速公路重大连环追尾事故已经敲响了警钟。为了减少追尾事故的发生,越来越多的科研人员投身于汽车避撞预警系统的研究中来。本文首先对汽车避撞预警系统进行了总体设计,根据功能将系统分为前方目标信号采集单元、自车信号采集单元、人机对话单元、信号处理单元、中央处理单元和声光预警单元、,对各个单元的功能进行了简单的介绍并对各部分组成进行了简单的研究,确定了频率为24GHz的LFMCW雷达作为前方目标距离速度测量的主要测量工具,用霍尔传感器、简单回路对自车的运动状态进行监控及信号采集,选定了TI公司的TMS320VC5402作为系统的主控芯片。通过对传统安全距离模型的研究及汽车刹车时汽车运动状态的分析,改进了传统安全距离模型,建立了基于汽车运动状态的安全距离模型,并将安全距离细分为提醒预警距离和危险预警距离的安全距离模型。针对雷达信号中出现的距离速度耦合现象会直接影响到安全距离的精确计算,进而影响到整个系统的性能的问题,对于单目标的距离速度去耦,采用同一目标频谱配对发；对于多目标去耦,首先采用速度配对进行目标环境的简化,然后用面积匹配法进行距离速度去耦,实现精确测距测速。最后,以TMS320VC5402芯片作为中央处理及控制芯片,并搭建了电源电路,进行了软硬件的仿真实验及手推车的模拟实验。通过实验证明了汽车避撞预警系统的设计方案是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 本文研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 汽车避撞预警系统总体设计
• 2.1 系统总体设计
• 2.2 前方目标信号采集单元
• 2.3 自车信号采集单元
• 2.4 中央处理器部分
• 2.5 声光报警与人机对话单元
• 2.6 本章小结
• 第三章 安全模型的建立
• 3.1 汽车运动状态分析
• 3.2 基于汽车运动状态安全距离模型的建立
• 3.3 模型中各个参数的确定
• 3.4 本章小结
• 第四章 雷达精确测距测速的研究
• 4.1 LFMCW雷达
• 4.2 单目标距离速度去耦
• 4.3 多目标距离速度去耦合
• 4.4 本章小结
• 第五章 汽车避撞预警系统的硬件和软件设计
• 5.1 中央处理器的选择
• 5.2 芯片主要外围电路设计
• 5.3 汽车避撞预警系统软件设计
• 5.4 实验及结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果