文档介绍：基于激光雷达的车载防撞系统的设计
中文摘要:
近年来,我国道路交通安全的形势仍然非常严峻。如果在交通事故发生之前向驾驶员发出警告,让驾驶员能够采取一定的避免措施,就能有效地减少交通事故的发生,从而保障人身财产安全。
论文中主要介绍了一种基于激光雷达的车载防撞系统,并给出了可能实现的设计方法,描述了该防撞系统能够实现的功能,以及提出了有效避免车辆相撞的方案。论文包括对硬件选型的描述,硬件电路的设计,以及软件框图的实现方法。距离传感器采用的是激光传感器,单片机采用的是fresscale的MC9S12C32型号。本文设计的系统采取两种措施,一种是蜂鸣器报警,另一种是在极端紧急的情况下,通过CAN总线对ABS发出制动信号,进行紧急刹车。激光传感器向汽车前方不断发射激光束,在收到反射回波后计算出于本车的距离,方向角,以及与本车之间的相对速度。单片机通过一个通信模块不断的向激光传感器采集数据,再经过软件程序计算,判断汽车是否处于安全状态,如果处于安全状态,单片机继续采集数据,如果处于危险状态,单片机发出控制信号,驱动声音报警电路进行报警,如果处于紧急情况,单片机通过汽车CAN总线向制动装置ABS发出控制信号,采取自动刹车。
关键词:防撞预警,激光雷达测距,单片机,CAN总线
第一章引言
随着社会的进步的不断提高,公路交通作为国民经济的重要枢纽近年来受到极大重视,国家和各级政府都对公里建设投入了大量的资金、人力和物力。“九五”期间,我国的高速公路建设达到了11万公里,行驶的车辆速度再80km/h以上,一旦发生碰撞,后果不堪设想,故要求驾驶员注意力高度集中,时刻注意路况信息,增加了驾驶员的劳动强度。另外,公路建设的同时,也带动了民族汽车工业的快速发展,20世纪末,我国的汽车产量比1993年翻一番,2010年,汽车产量又翻了一番,汽车数量逐年增长,越来越多的人拥有私人汽车,近年来,借助于电子控制技术的飞速发展,汽车的操纵性能和运动性能得到很快的提高。安全气囊和ABS也逐步的得到普及,但是,安全气囊属于被动的安全措施,一旦发生交通事故,必定带来财产损失,资料显示,70-90%的交通事故是由人为错误引起的,其中,错误的判断与识别是最突出的因素。根据德国原戴姆勒-奔驰汽车制造公司研究报告表明:在危险情况下,如能给驾驶员提前半秒反应时间,则可以分别减少撞车尾事故的30%、路面相关事故的50%、迎面撞车事故的60%。因此,这里再一次表明了汽车防撞系统技术的重要性,采取合适的车辆测距方式,通过报警或自动进行某项预定的操作比如制动的方式,以避免于驾驶员疲劳、疏忽、误判所造成的各项交通事故。在这样的情况下,安全驾驶也逐渐成为大家关注的焦点,驾驶辅助系统的开发的意义便显得特别突出,各种汽车安全辅助工具应运而生,车载防撞系统也是其中之一。
自十九世纪末汽车问世以来,经过一个世纪的发展,汽车已经成为现代文明与进步的标志,是社会生活中不可缺少的重要组成部分。汽车以其特有的优越性给人们的生活方式、生产方式带来了巨大变化,它使人们的出行变得越来越迅速、越来越方便舒适,为现代社会的发展和人类生活条件的改善做出了巨大贡献。然而,当人类社会充分享受汽车带来的诸多好处的同时,也为此付出了沉重的生命和财产代价。据不完全统计【1】,我国自1990年至2006年,累计已有1380584人死于道路交通事故,受伤人数达到了5188475名,其中仅2006年,道路交通事故就造成89455人死亡。
年份
事故次数(次)
死亡人数(人)
受伤人数(人)
直接经济损失(元)
1990
250297
49271
155072
363548114
1991
264817
53292
162019
428359749
1992
228278
58729
144264
644829636
1993
242343
63508
142251
999070121
1994
253537
66362
148817
1333827223
1995
271843
71494
159308
1522665624
1996
287685
73665
174447
1717685165
1997
304217
73861
190128
1846158453
1998
346129
78067
222721
1929514015
1999
412860
83529
286080
2124018089
2000
616971
93853
418721
2668903994
2001
754919
105930
546485