汽车360°全方位防撞预警系统开发研究

论文摘要

近年来,我国道路交通安全形势异常严峻,碰撞事故时有发生。如果能够在交通事故发生之前向驾驶员发出警告,提醒驾驶员采取一定的避免措施,就可有效地减少和预防交通事故发生,从而保障人身财产安全。汽车360°全方位防撞预警系统是一种基于提高汽车主动安全性,在汽车发生碰撞之前向驾驶员发出报警的车载装置。本文首先进行了防撞预警系统的总体设计,把系统分为主控单元、纵向测距测速单元和侧向测距单元三个部分,在定义了各系统功能的基础上,确定了实现系统功能所需要的关键技术;在分析汽车动力学的基础上,改进并简化了系统安全距离模型,并确定了其中一些参数的取值;对主控单元进行了软、硬件设计,并对整个系统进行了调试。本系统采用了目前汽车通用的CAN总线通信方式,提高了系统的可靠性和通用性。通过模拟试验,分别验证了各单元的性能及可靠性。试验结果表明,本系统能够在汽车处于最小安全距离之内及时发出有效的声光报警,未出现误报和漏报现象,完全能够作为车载设备使用,可以有效地提高汽车的主动安全性,达到了预期的设计要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 我国道路交通安全现状
• 1.2 汽车防撞系统发展现状
• 1.3 本论文研究内容及意义
• 第二章 系统总体设计与数学模型的建立
• 2.1 系统的总体结构及工作原理
• 2.1.1 系统的总体结构
• 2.1.2 系统工作原理
• 2.2 系统纵向数学模型的建立
• 2.2.1 纵向模型建立的理论基础
• 2.2.2 前向模型的建立
• 2.2.3 后向模型的建立
• 2.2.4 纵向模型参数的确定
• 2.3 系统侧向数学模型的建立
• 第三章 系统所选用的传感器介绍
• 3.1 GPS接收机
• 3.2 超声波传感器
• 3.3 毫米波雷达传感器
• 3.3.1 毫米波雷达的测量原理
• 3.3.2 毫米波雷达的性能介绍
• 3.3.3 雷达传感器与ECU接口引脚图
• 第四章 系统硬件电路设计
• 4.1 系统工作环境与可靠性分析
• 4.1.1 系统工作环境分析
• 4.1.2 系统硬件可靠性设计
• 4.1.3 系统软件可靠性设计
• 4.2 系统硬件总体设计
• 4.2.1 主控单元总体设计
• 4.2.2 纵向测距测速单元总体设计
• 4.2.3 侧向测距单元总体设计
• 4.3 主控单元电路设计
• 4.3.1 主控芯片选型及特点
• 4.3.2 电源模块电路设计
• 4.3.3 信息采集模块电路设计
• 4.3.4 GPS车速采集模块电路设计
• 4.3.5 CAN总线模块电路设计
• 4.3.6 液晶显示模块电路设计
• 4.3.7 声光报警模块电路设计
• 4.4 纵向测距测速单元电路设计
• 4.4.1 MCU
• 4.4.2 电源与CAN收发器
• 4.4.3 CAN总线模块设计
• 4.5 侧向测距单元电路设计
• 4.5.1 MCU
• 4.5.2 电源与CAN收发器
• 4.5.3 测距芯片
• 4.5.4 热敏电阻
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 系统软件功能需求分析
• 5.1.1 系统软件编写要求
• 5.1.2 系统软件编写功能
• 5.2 CAN总线通信接口参数设置
• 5.2.1 CAN总线的报文帧格式
• 5.2.2 验收滤波器设置
• 5.3 系统通信协议分析
• 5.4 系统关键程序流程图
• 第六章 系统性能实验验证
• 6.1 实验目的
• 6.2 系统各模块模拟实验
• 6.2.1 实验设备组成
• 6.2.2 系统模拟实验
• 6.3 实验结果分析
• 结论及展望
• 参考文献
• 致谢