徐帥帥　經(jīng)淇　滕兆霞

摘? 要：傳統(tǒng)的汽車開門防撞預(yù)警裝置隨著距離的增加，預(yù)警成功率大幅度降低，為此，研發(fā)一種汽車開門主動防撞預(yù)警裝置。選擇LPC2194芯片作為預(yù)警裝置的主要控制芯片，利用改進(jìn)的基于CFAR的動態(tài)目標(biāo)檢測方法檢測障礙物，使用激光傳感器測量汽車與障礙物間的距離，根據(jù)實際情況確定激光傳感器的技術(shù)參數(shù)，分析測距結(jié)果，以此為依據(jù)，控制聲光報警模塊，顯示出不同的預(yù)警結(jié)果，實現(xiàn)汽車開門防撞主動預(yù)警。實驗結(jié)果表明：與傳統(tǒng)的預(yù)警裝置相比，設(shè)計的汽車開門主動預(yù)警防撞裝置在距離遠(yuǎn)的位置依然能保證較高的預(yù)警成功率，說明該裝置更適合應(yīng)用在實際項目中。

關(guān)鍵詞：汽車開門? 防撞預(yù)警? 激光傳感器? CAN通信

中圖分類號：TP23 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）02（c）-0071-02

目前汽車行業(yè)發(fā)展迅速，汽車已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶，汽車的安全性越來越受到人們的重視，很多人在開車門時不注意，造成程度不一的安全事故[1]。汽車開車門發(fā)生的安全事故逐年呈上升趨勢，這種不經(jīng)意間的小事，引來了比較大的麻煩，甚至使車輛前后的行人或車輛受到傷害，造成致人傷亡的重大交通事故，此類事故對人身傷害和生命安全的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于某些類型的交通事故。一部分傳統(tǒng)的汽車開車門時沒有任何提示;有些汽車開車門時，會啟動車輛前后左右燈光閃爍，提示他人注意[2]。為此設(shè)計一種汽車開門主動防撞預(yù)警裝置。

1? 防撞預(yù)警裝置主要構(gòu)成部件設(shè)計

防撞預(yù)警裝置設(shè)計中主要通過主控單元控制各個部分工作，是整個預(yù)警裝置的核心，采用LPC2194芯片，該芯片是一個支持實時仿真和跟蹤的微型控制器，內(nèi)部存在4個CAN接口，具有較強的實時性和可靠性[3]。通過CAN接口調(diào)試傳感器，并建立傳感器與聲光報警模塊的橋梁。將激光傳感器安置在汽車的側(cè)面、前方以及后方，從多角度實現(xiàn)汽車開門防撞功能。

考慮汽車開門主動防撞的實際情況，設(shè)置的激光器主要通過對被測目標(biāo)發(fā)射一個光信號，接收裝置根據(jù)反射回來的光信號往返經(jīng)過的時間，計算出與目標(biāo)之間的距離，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至聲光報警模塊，判斷測量的距離是否為安全距離。通過上述內(nèi)容確定使用的激光測距儀的技術(shù)參數(shù)，其測距范圍在4～100m之間，測量頻率為50Hz，測量精度為80cm，輸入電壓為12V，輸出接口為RS232，波特率為9600。

通過激光傳感器獲得測距結(jié)果，判斷是否為危險距離，若判斷為危險距離，則激活聲光報警模塊。聲光報警模塊由二極管和蜂鳴器組成，設(shè)置不同發(fā)光顏色的激光用來區(qū)分不同程度的預(yù)警情況。設(shè)置黃燈為提醒，紅燈為危險，當(dāng)安裝的某一個傳感器測量距離為最小安全距離時，相應(yīng)的指示燈亮起，同時蜂鳴器報警。

2? 動態(tài)目標(biāo)檢測方法設(shè)計

汽車開門導(dǎo)致的交通事故往往是由于對動態(tài)目標(biāo)的檢測出現(xiàn)問題，為了提高主動檢測動態(tài)目標(biāo)的成功率，根據(jù)動態(tài)變化的噪聲強度調(diào)整識別門限。

采用一種改進(jìn)的基于CFAR的檢測方法。對a個檢測單元各自排序，選擇最大、最小值取平均值，將該均值作為平均干擾功率W，結(jié)合門限因子，通過計算得到檢測門限功率W0，比較各個檢測單元平均功率W（a）與門限功率W0，當(dāng)W（a）≥W0時認(rèn)為存在可能碰撞的目標(biāo)，否則認(rèn)為不存在可能碰撞的目標(biāo)，汽車處于安全環(huán)境，可進(jìn)行開門操作。

3? 預(yù)警裝置性能測試實驗

汽車開門主動防撞預(yù)警裝置測試實驗所使用的儀器設(shè)備包括硬件和軟件，具體實驗設(shè)備見表1。

將以上設(shè)備正確連接到一起，上電穩(wěn)定后，根據(jù)模擬信號的輸出判斷是否能夠正確報警。測試該預(yù)警裝置在不同的汽車側(cè)向距離的預(yù)警效果，為了更好地驗證預(yù)警裝置的性能，引入傳統(tǒng)的防撞預(yù)警裝置，在相同的測試環(huán)境下，測試預(yù)警效果，并對比分析獲得的結(jié)果。測試結(jié)果見表2。

觀察表2測試結(jié)果，隨著測試點側(cè)向距離的增加，預(yù)警裝置的預(yù)警次數(shù)逐漸下降，傳統(tǒng)的預(yù)警裝置在測試距離為4m時，在400次測試中預(yù)警成功率為95.13%，在測試距離為12m時，預(yù)警成功率為76.54%。而設(shè)計的預(yù)警裝置在測試點側(cè)向距離為4m時，預(yù)警成功率為99.75%，在12m時，預(yù)警成功率為98.89%。對比兩者測試結(jié)果，設(shè)計的的預(yù)警裝置預(yù)警成功率更高，該裝置性能更優(yōu)越。

4? 結(jié)語

隨著汽車的普及，其相關(guān)的電子技術(shù)發(fā)展越來越快，汽車上安裝越來越多的電子產(chǎn)品來保證人們與汽車的安全。設(shè)計一個汽車開門主動防撞預(yù)警裝置，選擇合適的主控芯片控制整個裝置，將裝置中的各個部分聯(lián)系在一起，使用激光傳感器測量汽車與障礙物之間的距離，根據(jù)距離的遠(yuǎn)近判斷是否安全，通過聲光報警模塊實現(xiàn)預(yù)警。經(jīng)過實驗，證明了該裝置具有良好的預(yù)警能力。但是設(shè)計中依然存在不足之處，還有許多細(xì)節(jié)需要考慮，希望設(shè)計的主動防撞預(yù)警裝置能夠?qū)罄m(xù)的研究提供一定的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬浩越，劉晶郁，楊煒.車載GigE Vision實時前方車輛防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計[J].中國科技論文，2018，13（10）：1120-1126.

[2] 張鑒，周道逵，童睿，等.汽車防撞雷達(dá)中頻信號處理系統(tǒng)的優(yōu)化方案[J].汽車工程，2017，39（1）：47-51.

[3] 解云，徐彬.基于自適應(yīng)障礙物識別的汽車主動防撞系統(tǒng)[J].機械設(shè)計與制造，2018（4）：165-167，171.