四轮电动车智能防撞系统设计(附件)【字数：7986】
摘 要随着全球经济的发展，日益增长的汽车数量带来了越来越多的安全问题，对于汽车安全性的研究越来越重要也越来越迫切。以四轮电动车为本课题的研究对象，该智能防撞系统的核心控制是STC89C51单片机芯片，采用超声波测距传感器、温度传感器、霍尔式转速传感器进行信号采集。步进电机作为执行机构。保证汽车在行驶过程中与前方障碍物达到极限距离时，该智能防撞系统会自行制动，有效地避免了车辆发生碰撞事故。实验结果表明，该四轮电动车智能防撞系统的效果较好，受环境干扰程度较小，生产制造成本相对较低，具有一定的防撞性能。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究目的与研究意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2国外研究现状 1
1.2.3国内外研究成果存在的问题 1
1.3本课题研究内容 2
第二章 智能防撞系统整体设计 3
2.1四轮电动车智能防撞系统整体结构设计 3
2.2四轮电动车智能防撞系统整体控制方法设计 4
2.3四轮电动车智能防撞系统的测距误差 4
2.4四轮电动车智能防撞系统的电机制动角度误差 4
2.5超声波传感器测距误差和步进电机制动角度误差控制策略 5
第三章 智能防撞系统硬件设计 7
3.1控制系统总体设计 7
3.2超声波传感器模块 7
3.2.1超声波测距传感器实物图 7
3.2.2超声波测距模块基本参数 8
3.2.3超声波传感器工作原理 8
3.2.4超声波测距传感器电路原理图 9
3.3温度检测模块 9
3.3.1温度传感器电路图 9
3.3.2温度传感器工作原理 10
3.4车速检测模块 10
3.5步进电机驱动模块 11
第四章 控制系统软件设计 12
4.1软件流程设计 12
4.2步进电机制动的判定 13
结束语 15
致 谢 16
参考文献 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
7
附录 18
绪论
1.1研究目的与研究意义
伴随着经济的发展，日益增长的汽车数量带来了越来越多的安全问题甚至社会问题，对于汽车安全性的研究越来越重要也越来越迫切。所以，自主研发智能防撞系统，掌握核心技术是我国汽车工业的必经之路。四轮电动车为本课题的研究对象，针对驾驶员在驾驶过程中由于注意力不集中或反应迟钝造成的人员伤亡和财产损失。本课题拟研究出一种在驾驶过程中能够自主制动的智能防撞系统。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
车辆的安全被系统地划分为主动安全和被动安全两大类[1]。所谓主动安全是指预防行车过程中发生事故的措施，而被动安全是指事故发生后对乘车人员的防护措施。目前世界上主流的智能防撞系统主要包括：车道偏离检测系统、车距检测系统、驾驶员注意力检测系统。世界各国对车辆防撞技术的研究都投入了大量的人力和物力。虽然我国对智能防撞技术的研究起步略微晚了一些，但是北京理工大学、吉林大学及清华大学等科研院所都在加速研发智能防撞技术的步伐。目前我国的智能防撞技术还处于对国外先进技术的引进、消化和吸收阶段[2]，尽管目前有很多方面的自主创新和技术突破，相比于国外的技术还是有一定的差距。
1.2.2国外研究现状
1997年美国卡内基梅隆大学成功地开发出一款AURORA系统，数字转换器、便携SunSparc工作站和一个带广角镜头的彩色摄像机等部件组成的AURORA系统，AURORA系统的彩色摄像机安装在车辆两侧，经过彩色摄像机来扫描车身附近的车道，并且把彩色摄像机所采集的视频输经过数字转换器的处理后传递至SunSparc工作站计算分析，一旦发觉车辆正在偏离车道时，AURORA系统会发出警报音、方向盘震动等提醒，在有必要的情况下，自己调整一定角度的转向[3]。美国德尔福公司发明的防撞系统主要利用了多种传感器采集信息的融合，这样的方法能够避免了单个传感器可靠性低、有效探测范围小等方面的不足，该智能防撞系统的传感器包括了激光雷达传感器、微波雷达传感器、机器视觉传感器[4]。德国人所发明的一种安全驾驶眼镜，这款安全驾驶眼镜有一个异常灵敏的光电开关，通过这个光电开关和驾驶室里面的灯光和音响连接。一旦驾驶员在驾驶过程中长时间闭眼或者瞌睡，该光电开关就会自动识别并且接通所在电路，使驾驶室内的灯光发亮，音响发出警报声，若该驾驶员未能及时清醒过来，该系统就会启动制动器，车辆将会被强制停车[5]。
1.2.3国内外研究成果存在的问题
能否精确地测量出车辆与前方障碍物之间的距离是智能防撞系统最关键的技术，想要测试车辆跟前方障碍物之间的距离，方法有很多。但是对于高速行驶的车辆，想要十分精确地测量出与前方障碍物的距离，对“测距”技术要求很高。毫米波雷达搭配摄像头测距技术和激光雷达测距技术是目前我国主要采用的两种测距技术，这两种缺点很明显。第一种技术很容易受到光线的影响，在天气不好时，很容易失效。第二种技术虽然受光线影响小，但是抗干扰能力差，容易造成系统误判，在车辆处于安全情况下，突兀地制动。目前，全球主流的汽车公司已掌握成熟的主动防撞技术，比如日本丰田公司所研发的PCS预碰撞系统，以安全性能所著名的车企沃尔沃的城市安全系统，走在汽车行业前面的德国奔驰的Presafe系统。大众，奔驰，宝马等公司已经签署一份协议，计划未来在美国所有的新车上将安装智能防撞系统。但是，这些成熟稳定的防撞技术，因其复杂的控制技术，种类繁多的传感器，注定了成本昂贵，不能普及于一般的家用代步轿车之上。能否研发出一种效果好且制造成本低廉的防撞系统，是目前对于汽车安全性能方面的一个世界性难题。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究目的与研究意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1国内研究现状 1
1.2.2国外研究现状 1
1.2.3国内外研究成果存在的问题 1
1.3本课题研究内容 2
第二章 智能防撞系统整体设计 3
2.1四轮电动车智能防撞系统整体结构设计 3
2.2四轮电动车智能防撞系统整体控制方法设计 4
2.3四轮电动车智能防撞系统的测距误差 4
2.4四轮电动车智能防撞系统的电机制动角度误差 4
2.5超声波传感器测距误差和步进电机制动角度误差控制策略 5
第三章 智能防撞系统硬件设计 7
3.1控制系统总体设计 7
3.2超声波传感器模块 7
3.2.1超声波测距传感器实物图 7
3.2.2超声波测距模块基本参数 8
3.2.3超声波传感器工作原理 8
3.2.4超声波测距传感器电路原理图 9
3.3温度检测模块 9
3.3.1温度传感器电路图 9
3.3.2温度传感器工作原理 10
3.4车速检测模块 10
3.5步进电机驱动模块 11
第四章 控制系统软件设计 12
4.1软件流程设计 12
4.2步进电机制动的判定 13
结束语 15
致 谢 16
参考文献 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
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附录 18
绪论
1.1研究目的与研究意义
伴随着经济的发展，日益增长的汽车数量带来了越来越多的安全问题甚至社会问题，对于汽车安全性的研究越来越重要也越来越迫切。所以，自主研发智能防撞系统，掌握核心技术是我国汽车工业的必经之路。四轮电动车为本课题的研究对象，针对驾驶员在驾驶过程中由于注意力不集中或反应迟钝造成的人员伤亡和财产损失。本课题拟研究出一种在驾驶过程中能够自主制动的智能防撞系统。
1.2国内外研究现状
1.2.1国内研究现状
车辆的安全被系统地划分为主动安全和被动安全两大类[1]。所谓主动安全是指预防行车过程中发生事故的措施，而被动安全是指事故发生后对乘车人员的防护措施。目前世界上主流的智能防撞系统主要包括：车道偏离检测系统、车距检测系统、驾驶员注意力检测系统。世界各国对车辆防撞技术的研究都投入了大量的人力和物力。虽然我国对智能防撞技术的研究起步略微晚了一些，但是北京理工大学、吉林大学及清华大学等科研院所都在加速研发智能防撞技术的步伐。目前我国的智能防撞技术还处于对国外先进技术的引进、消化和吸收阶段[2]，尽管目前有很多方面的自主创新和技术突破，相比于国外的技术还是有一定的差距。
1.2.2国外研究现状
1997年美国卡内基梅隆大学成功地开发出一款AURORA系统，数字转换器、便携SunSparc工作站和一个带广角镜头的彩色摄像机等部件组成的AURORA系统，AURORA系统的彩色摄像机安装在车辆两侧，经过彩色摄像机来扫描车身附近的车道，并且把彩色摄像机所采集的视频输经过数字转换器的处理后传递至SunSparc工作站计算分析，一旦发觉车辆正在偏离车道时，AURORA系统会发出警报音、方向盘震动等提醒，在有必要的情况下，自己调整一定角度的转向[3]。美国德尔福公司发明的防撞系统主要利用了多种传感器采集信息的融合，这样的方法能够避免了单个传感器可靠性低、有效探测范围小等方面的不足，该智能防撞系统的传感器包括了激光雷达传感器、微波雷达传感器、机器视觉传感器[4]。德国人所发明的一种安全驾驶眼镜，这款安全驾驶眼镜有一个异常灵敏的光电开关，通过这个光电开关和驾驶室里面的灯光和音响连接。一旦驾驶员在驾驶过程中长时间闭眼或者瞌睡，该光电开关就会自动识别并且接通所在电路，使驾驶室内的灯光发亮，音响发出警报声，若该驾驶员未能及时清醒过来，该系统就会启动制动器，车辆将会被强制停车[5]。
1.2.3国内外研究成果存在的问题
能否精确地测量出车辆与前方障碍物之间的距离是智能防撞系统最关键的技术，想要测试车辆跟前方障碍物之间的距离，方法有很多。但是对于高速行驶的车辆，想要十分精确地测量出与前方障碍物的距离，对“测距”技术要求很高。毫米波雷达搭配摄像头测距技术和激光雷达测距技术是目前我国主要采用的两种测距技术，这两种缺点很明显。第一种技术很容易受到光线的影响，在天气不好时，很容易失效。第二种技术虽然受光线影响小，但是抗干扰能力差，容易造成系统误判，在车辆处于安全情况下，突兀地制动。目前，全球主流的汽车公司已掌握成熟的主动防撞技术，比如日本丰田公司所研发的PCS预碰撞系统，以安全性能所著名的车企沃尔沃的城市安全系统，走在汽车行业前面的德国奔驰的Presafe系统。大众，奔驰，宝马等公司已经签署一份协议，计划未来在美国所有的新车上将安装智能防撞系统。但是，这些成熟稳定的防撞技术，因其复杂的控制技术，种类繁多的传感器，注定了成本昂贵，不能普及于一般的家用代步轿车之上。能否研发出一种效果好且制造成本低廉的防撞系统，是目前对于汽车安全性能方面的一个世界性难题。
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