高速公路汽车追尾防撞预警系统研究
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摘要
近年来,道路交通安全形势越来越严峻,交通事故给家庭、集体和国家都带来了巨大的损失,已成为世界性的严重问题。统计资料表明,在众多的高速公路交通事故中,追尾碰撞引起的事故占最多数,因此,研发一种高性能的汽车追尾防撞预警系统成为迫切的需要。
论文参考了国内外诸多汽车防撞模型及研究成果,从动力学和运动学两方面详细分析了汽车的制动过程,根据汽车的运动状态建立了比较实用、简单的汽车防撞预警模型。通过对追尾碰撞事故原因的分析,提出了系统设计要求并确定了系统的设计方案。整个系统由各种传感器、数据采集电路、声光报警电路、液晶显示电路等组成,系统采用高性能的ARM7芯片S3C44B0X作为中央处理器,保证了系统工作的实时性。
论文对系统所需传感器进行了分析、比较和选型;制作、调试了系统硬件部分;采用汇编与C语言结合的方式编写了系统软件,并将此软件在硬件上进行了调试;论文针对系统应用的环境,从软件和硬件两方面对系统进行了可靠性设计,从而使系统更加稳定可靠。最后,论文还通过实验对系统各项功能进行了考察,实验表明系统声光报警、抑制报警、液晶显示等各项功能基本实现了系统的设计要求。
The traffic safety condition is becoming increasinglyserious in recent years. The trafficaccidents have become a worldwide problem, which make great lost to the families andcountry. The statistic shows that the accidents resulted from Rear-end Collision are in themajorityamongtheaccidentsinexpressway.ThestatisticshowsthattheRear-endCollisionisof the majority in all expressway accidents. Therefore it becomes an urgent necessity todevelopahigh-performancedCollisionWarningSystem.
This dissertation conducts both the dynamic and kinematic analysis of the automobilebraking process. Referring to many research fruits in automobile anti-collision of the world,thedissertationestablishesasimpleandapplicablemodelofanti-collisionalarmsystembasedon the automobile’s movement status. By analyzing the cause of Rear-end Collision, thedissertation put forward the system requirements and then designs scheme. The whole systemconsists ofvarious sensors,datacollectioncircuit,alarmingcircuit ofsoundandlight,displaycircuitofLCDscreen.Thehigh-poweredchip-S3C44B0X ,asthecentralprocessingunit,is used to control all the circuits for improving real-time character of the system. Thisdissertation also analyzes and compares the sensors, then complete the hardware system. Thesystem software is programmed with C and assembly language and debug on the hardware.Accordingtheenvironmentoftheautomobile,manyeffectivemeasuresfromthesoftwareandhardware are adopted to enhance the reliabilityof the system. At last, experiments are carriedout on the Collision Warning System and it is confirmed that the system basically meets thedesignrequirements.
论文参考了国内外诸多汽车防撞模型及研究成果,从动力学和运动学两方面详细分析了汽车的制动过程,根据汽车的运动状态建立了比较实用、简单的汽车防撞预警模型。通过对追尾碰撞事故原因的分析,提出了系统设计要求并确定了系统的设计方案。整个系统由各种传感器、数据采集电路、声光报警电路、液晶显示电路等组成,系统采用高性能的ARM7芯片S3C44B0X作为中央处理器,保证了系统工作的实时性。
论文对系统所需传感器进行了分析、比较和选型;制作、调试了系统硬件部分;采用汇编与C语言结合的方式编写了系统软件,并将此软件在硬件上进行了调试;论文针对系统应用的环境,从软件和硬件两方面对系统进行了可靠性设计,从而使系统更加稳定可靠。最后,论文还通过实验对系统各项功能进行了考察,实验表明系统声光报警、抑制报警、液晶显示等各项功能基本实现了系统的设计要求。
The traffic safety condition is becoming increasinglyserious in recent years. The trafficaccidents have become a worldwide problem, which make great lost to the families andcountry. The statistic shows that the accidents resulted from Rear-end Collision are in themajorityamongtheaccidentsinexpressway.ThestatisticshowsthattheRear-endCollisionisof the majority in all expressway accidents. Therefore it becomes an urgent necessity todevelopahigh-performancedCollisionWarningSystem.
This dissertation conducts both the dynamic and kinematic analysis of the automobilebraking process. Referring to many research fruits in automobile anti-collision of the world,thedissertationestablishesasimpleandapplicablemodelofanti-collisionalarmsystembasedon the automobile’s movement status. By analyzing the cause of Rear-end Collision, thedissertation put forward the system requirements and then designs scheme. The whole systemconsists ofvarious sensors,datacollectioncircuit,alarmingcircuit ofsoundandlight,displaycircuitofLCDscreen.Thehigh-poweredchip-S3C44B0X ,asthecentralprocessingunit,is used to control all the circuits for improving real-time character of the system. Thisdissertation also analyzes and compares the sensors, then complete the hardware system. Thesystem software is programmed with C and assembly language and debug on the hardware.Accordingtheenvironmentoftheautomobile,manyeffectivemeasuresfromthesoftwareandhardware are adopted to enhance the reliabilityof the system. At last, experiments are carriedout on the Collision Warning System and it is confirmed that the system basically meets thedesignrequirements.
引文
[1] 姬永兴.中国道路交通事故现状及发展趋势.http://www.chinasafety.gov.cn/file/2003-12/26/zyaq/zazhi/zyaq2004-1-2.htm
[2] 我国高速公路交通伤现状分析.http://www.blol.net/read.php?tid=13028&fpage=50
[3] 中国历年交通事故死亡人数官方统计http://hi.baidu.com/lhxth/blog/item/b62e990a3192273db1351d99.html
[4] 交通事故何以居高不下. http://www.secu.com.cn/news/view/2006/9/1/24063.htm
[5] 李金龙,孙晚华.高速公路交通事故成因分析及对策研究[J].中国安全科学报.2005,(1): 59-62
[6] 高建平,成渝.高速公路重庆段安全事故分析研究[J].重庆交通学院学报.2003,22,(3):74-78
[7] 李继光,郑力国.沈大高速公路交通事故基本类型与原因及相互关系探讨[J].中华创伤杂志.1999,15,(2):99～102
[8] 纵滔,高进东,程飞等.西宝高速公路交通事故分析[J].交通医学. 2001,15,(6):593-595
[9] 从汽车追尾漫谈汽车产品的安全配置.http://auto.sohu.com/20050531/n225768299.shtml
[10] 戴广军.深汕高速30车连环相撞.http://www.pcauto.com.cn/playcar/guide/sz/0501/207700.html
[11] 陈静涛,田永丽. 西安西潼高速公路10分钟追尾事故发生9起.华商报.http://www.pcauto.com.cn/playcar/saft/info/0512/356951.html
[12] 日发追尾事故50起 追尾成南京市堵路主因.http://www.pcauto.com.cn/playcar/saft/info/0512/356879.html
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[16] 杨琪,王笑京,齐彤岩.智能交通系统标准体系研究[J].公路交通科技.2004,(7):45-47
[17] 王洪升,曾连荪,田蔚风.人工智能在车辆自动驾驶中的应用[J].自动化技术与应用. 2004,(6):34-35
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[19] Peter Seiler, Bong sob Song, J. Karl Hedrick. Development of a Collision AvoidanceSystem.SAE980853.
[20] 车用测距雷达研究进展.http://www.leadzil.com/lead/ljs/qichedian/120365_4.asp
[21] Groll,H.P, Detlefsen.J. History of automotive anti-collision radars and finalexperimental results of a MM-Wave car radar developed by the Technical Universityof Munich Aerospace and Electronic Systems Magazine. IEEE Volume 12. Issue 8,Aug.1997
[22] 毫米波雷达.电子工程专辑http://www.autoelectronics.eetchina.com/ARTP_8800436891_2100005.HTM
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[36] T.Yoneyama. Millimeter Wave Research Activities in Japan, Proc. of TopicalSymposium on Millimeter Waves. Kanagawa,1997,3-6
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[41] Samsung公司，S3C44B0X_datasheet.pdf
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[44] 桑楠.嵌入式系统原理及应用开发技术.北京：清华大学出版社,2002
[45] 田泽.嵌入式系统开发与应用实验教程.北京：北京航空航天大学出版社,2004
[46] MAX公司.MAX197_datasheet.pdf
[47] 杨战中,翟伟.关于微型汽车电磁干扰的探讨[J].内燃机.1998.(2):256-263
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