汽车安全距离预警模型及其应用研究

• 作 者: 杨贺
• 出 处: 哈尔滨理工大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 汽车安全 安全距离预警 超声波测距

随着新时代的到来,人们的消费能力不断提高,无论是繁华的都市还是边陲小镇,汽车走进了千家万户,车辆保有量的不断增加让交通状况日益紧张,发生的交通事故也随之增多。汽车安全问题己经成为世界性的问题,戴姆勒-奔驰公司对汽车碰撞事故进行了全面的研究工作并得到结论:如果驾驶员能在车辆碰撞发生前2秒以内对所驾驶的汽车做出合理的操作,那么绝大部分的车辆碰撞事故就不会发生。本文就是在这样的背景下,设计了一款车辆使用的安全距离预警系统,为驾驶者争取更多的反应时间正确操控车辆,避免交通事故的发生。首先,本文通过对安全距离预警技术、超声波测距原理等理论进行分析,建立了车辆前方、侧方、后方即全方位的预警模型,并且针对各模型进行了理论分析,确定了预警系统前方模型的制动加速度及司机意识到车辆前进方向存在安全隐患的反应时间、司机把自己的右脚踩到制动踏板上需要的时间、汽车底盘中制动系统各零部件消除间隙实施制动所需要的时间,制动加速度从零变化到最大值的时间等参数,说明了预警系统侧方模型的最小安全距离在本车车速等于或高于40Km/h时的计算方法及本车车速低于40Km/h时的取值方法,明确了预警系统后方模型预警距离数值,阐述了此预警系统的预设功能、要求、总体设计方案及设计思路。其次,在理论分析的基础上,选取了符合方案要求的硬件并且设计了各功能模块的电路,依托STC89C52RC单片机,达到可以自主预警及制动的目的,将能够进行测量车速的功能板块、能够利用超声波测量距离功能板块、能够显示测量结果和进行报警的功能板块、能够通过与车载ECU通信对车辆实施制动操作的功能板块结合起来,为所设计的设备提供了硬件支撑。再次,根据预警系统的预设功能要求,结合系统硬件性能参数,完成了对整个系统的程序设计,让车速测定模块实现测定本车车速的功能,使超声波测距模块能够测算出车辆周围障碍物的距离,令数码管显示和报警模块正常工作,将本车车辆与周围障碍物距离通过数码管显示出来提供给驾驶者并根据距离的数值是否达到预警条件选择是否报警,能驱动自主制动模块的正常运转,一旦发现即将发生碰撞,制动执行机构立即进行动作,实现车辆紧急制动。最后,利用编程软件对系统程序进行了调试,验证程序代码的正确性,通过EDA工具软件对系统车速测定模块、超声波测距模块模拟仿真,验证了预警系统测速及测距的功能及电路设计的合理性,并制作预警设备实物样机,通过将样机装载到手推车上模拟车辆搭载预警系统,分别预设三个安全距离数值,操控手推车进行测距及预警试验验证,每个预设安全距离数据对应五组测距及预警数据,试验数据显示预警系统存在10%左右误差,验证了该系统在实际测试中的可靠程度,为修正超声波测距的汽车安全距离预警系统提供了现实依据。