汽车防碰撞系统的应用与研究

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1、汽车防碰撞系统的应用与研究第4期（总第161期）2010年8月机械工程与自动化MECHANICALENGINEERING&AUToMATIONNO.4Aug.文章编号:1672—6413（2010）04—0214—03汽车防碰撞系统的应用与研究胡瑜（肀东交通大学载运工具与装备省部井建教育部重点实验室，江西南昌330013）摘要:介绍了汽车防碰撩控制系统的基本原理.对汽车防碰撩超声波测距系统，汽车防碰撞激光测距系统，汽.午-防碰撞毫米波雷达测距系统，汽车防碰撞红外测距系统的工作原理，特点和应用实例进行了归纳

2、，总结了汽车防碰撞各种测距系统的应用范围及存在的关键问题，指出了汽车防碰撞系统的发展趋势，即集成先进的信息处理技术，计算机技术，通信技术，电控技术，全球卫星定位技术，多传感器信息融合技术等高新技术于一身并经过优化设计的智能汽车防碰撞系统.关键词:汽车;防碰撞系统;信息融合中阁分类号:U461.91文献标识码:A0引言汽车防碰撞系统可以减少因碰撞而引发的事故，对提高交通道路安全具有十分重要的作用.从1971年开始，和继出现过超声波，激光，红外，微波等多种方式的主动汽车防碰撩系统.本文将对汽车防碰撩系统的某本原理进行

3、介绍，重点阐述各种防碰撞测距系统的特点，应用及其存在的关键问题，最后总结出汽车防碰撞系统的发展趋势.1汽车防碰撞控制系统基木原理汽车防碰撞系统是一种安装在汽车上的主动安全系统，是一种可以向驾驶员预先发出视听报警信号的探测装置.其工作原理是:在汽车正常行驶时，该系统处于非工作状态;当行人，车辆，障碍物非常接近于木车时，该系统将发出警告;在发出警告后，如果驾驶员没有采取减速制动措施，该系统便自动启动紧急制动装置，以避免发生碰撞事故.汽车防碰撞控制系统如图1所示.系统包括3个主要功能:环境监测，防碰撞判断和车辆控制.其

4、中的关键问题是通过监测，快速，准确计算出汽车行驶的安全距离，并据此实现车辆控制.快速，准确计算出汽车行驶的安全距离，是实现车辆精确控制的关键，而测距方法的不同则大大影响汽车行驶安全距离的计算精度.2汽车防碰撞测距系统2.1汽车防碰摘超声波测距系统2.1.1系统原理超卢波是指振动频率在20kHz以上的机械波.超收稿日期:2009—12-09;修冋日期:2010—03—ii作者简介:胡瑜(1984—)，女，江丙高安人，在读硕士研究生.声波测距的原理与蝙蝠通过声波来确定物体的方位和距离的原理基本相同，即利用发射与接收脉

5、冲声波的时间间隔來计算目标物体的距离s，计算公式为：s—Xt/2.(1)其中:V为常温下超声波的传播速度;t为从超声波传感器发射超声波至接收到第一个回波信号所用的时间.一U千u兑越r【jJ…千伍U—.I车间距离r〜+1报警装置1_，测算f匝/’_-J自动制动I临界车距1道路状况J关闭节气门1=!1图1汽车防碰撞控制系统目前常用的超声波测距方法有连续波方法和脉冲冋波方法.连续波方法通过测量发射波与接收波之间的相移来获取时问信息，而脉冲回波方法则可通过单片机或DSP的计时器或求相关函数最大值等方法获取时间信息.超声波

6、测距常采用脉冲计数方法间接测量时问，超声波测距仪就是利用这种方式來工作的，它般由超声波发射器，接收器和信号处理装置3大部分组成.工作时，超声波发射器不断发出一系列连续的脉冲，并给测量逻辑电路提供一个短脉冲;超声波接收器则在接收到遇障碍物反射回来的反射波后，也2010年第4期胡瑜:汽车防碰撞系统的应用与研究?215?向测量逻辑电路提供一个短脉冲;最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理，自动计算出车辆与障碍物之间的距离.超声波测距系统如图2所示.图2超卢波测距系统2.1.2系统优，缺点及应用超声波穿透性较强

7、，只有一定的方向性，传输过程中衰减较小，反射能力较强;可以直接测量较近目标的距离，纵向分辨率较高;对色彩，光照度不敏感，适用于识别透明，半透明及漫反射性差的物体;对外界光线和电磁场不敏感，可用于黑暗，有灰尘或烟雾，电磁干扰强，有毒等恶劣环境中.超声波测距仪原理简单，制作方便，成本比较低，但超声波的速度易受外界环境的影响.在不同的温度卜，传播速度是不同的;而且声速还随雨，雾，雪等天气的变化而变化，不能精确测距.超声波能量按距离的平方成正比衰减，故距离越远，反射回的超声波越少，灵敏度下降的也越快，从而使得超声波测距方

8、式只适用于较短距离，R前一般的超声波测距仪理想测量距离为4m〜5m.2.2汽车防碰撞激光测距系统2.2.1系统原理在高速公路汽车防撞领域，多采用激光雷达方式，因为这种方式很容易预知冲撞的危险性，其测距原理与超声波类似.激光测距按技术途径可分为脉冲激光测距和连续波相位激光测距两种.前者测量光脉冲在待测距离上往返传播的时问间隔，得到目标距离;后者测量光束上调制信号在待测距离上