亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        汽車智能預(yù)警防撞剎車系統(tǒng)研究

        2022-11-17 10:55:42莫舒玥林土淦
        西部交通科技 2022年9期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        莫舒玥,林土淦

        (廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530023)

        0 引言

        道路上經(jīng)常發(fā)生因駕駛員技術(shù)不嫻熟,跟車距離太近未及時剎車等導(dǎo)致的機(jī)動車追尾事故,甚至引發(fā)人員傷亡。因此,國外汽車企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)車輛智能防撞剎車系統(tǒng),如沃爾沃的City Safety主要通過車身周圍的攝像頭和傳感器感應(yīng)路況,系統(tǒng)控制車輛實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航、主動剎車等功能;奔馳公司利用毫米波雷達(dá)探測前方車輛運(yùn)行情況,通過處理毫米波雷達(dá)返回的電波判斷危險級別自動調(diào)節(jié)車速,使之與前車保持安全距離,避免事故發(fā)生[1]。

        國內(nèi)開展相關(guān)研究的主要是高校。吉林大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、高精度定位GPS等設(shè)備搭建了整車控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了道路的3D建模以及典型道路工況下的自動駕駛[2]。長安大學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合機(jī)器視覺圖像處理技術(shù)和Zig Bee傳輸技術(shù),通過識別前方車牌的方式,在此基礎(chǔ)上開發(fā)車輛行駛狀態(tài)的汽車防撞預(yù)警模型[3]。河南護(hù)航公司開發(fā)的護(hù)航衛(wèi)士AEBS主動預(yù)警防撞輔助主要通過激光測距雷達(dá)測距測速,通過信息處理控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和判斷并通過制動電機(jī)控制剎車實(shí)現(xiàn)前向碰撞預(yù)警和自動剎車功能。國內(nèi)市場目前的汽車智能預(yù)警防撞剎車系統(tǒng)產(chǎn)品非常少,且價格超過2萬元。因此,研發(fā)汽車智能預(yù)警防撞剎車系統(tǒng),對保障行車安全很有意義,此系統(tǒng)在提升車輛道路安全行駛方面具有很大的市場前景,如實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn),售價可以降至8 000元以下。

        1 設(shè)計(jì)思路及原理

        智能防撞剎車系統(tǒng)通過實(shí)時監(jiān)測車輛前后方(倒車時檢測車輛后方)道路狀況,判斷與障礙物相對距離是否處于設(shè)定的安全閾值內(nèi),如果低于報警的一級安全閾值,系統(tǒng)應(yīng)能發(fā)出聲光報警,如果此時駕駛員沒有剎車,且同時距離進(jìn)一步縮短,低于制動的二級安全閾值,系統(tǒng)會主動介入剎車以避免發(fā)生碰撞事故。

        1.1 設(shè)計(jì)思路

        本文設(shè)計(jì)的智能預(yù)警防撞剎車系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能:車速0~80 km/h內(nèi)實(shí)時監(jiān)測車輛前方障礙物的相對距離和相對速度;對0~10 km/h等起步或倒車情況,監(jiān)測車輛前后方的車輛和行人,判斷相對距離;在10~80 km/h車速時監(jiān)測車輛前方障礙物,判斷相對距離;當(dāng)車輛與障礙物距離低于一級報警安全閾值時發(fā)出提醒,低于二級安全閾值時主動剎車,以最大限度避免事故的發(fā)生。同時系統(tǒng)盡量提高反應(yīng)準(zhǔn)確性。

        1.2 設(shè)計(jì)原理

        該汽車智能預(yù)警防撞剎車系統(tǒng)主要由測量感應(yīng)模塊、數(shù)據(jù)接收處理模塊和執(zhí)行命令模塊三部分組成。

        測量感應(yīng)模塊主要就是通過車頭正前方的激光傳感器和車頭、車尾紅外傳感器對前方車輛或行人等進(jìn)行實(shí)時探測,傳感器發(fā)送信號遇到障礙物或行人時反射回來被接收,信號經(jīng)過濾波、降噪處理;同時OBD接口讀取實(shí)時車速、方向盤轉(zhuǎn)角及檔位信息;以上信息被數(shù)據(jù)接收處理模塊處理后判斷當(dāng)前是否處于安全閾值內(nèi),當(dāng)?shù)陀谝患壈踩撝禃r,執(zhí)行聲光報警,如果駕駛員未做出正確反應(yīng),兩車距離繼續(xù)靠近,如果此時低于二級安全閾值,則制動電機(jī)驅(qū)動制動踏板進(jìn)行車輛的制動。

        CAN收發(fā)器主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收功能,通過CAN總線接收傳感器信息,傳送到數(shù)據(jù)接收處理模塊,相應(yīng)的執(zhí)行命令也通過CAN收發(fā)器發(fā)送給執(zhí)行命令模塊。系統(tǒng)控制原理如圖1所示。

        圖1 預(yù)警防撞剎車系統(tǒng)控制原理圖

        2 建立安全測距模型

        合理地設(shè)計(jì)安全閾值,能保證系統(tǒng)做出正確的判斷,要實(shí)現(xiàn)兩個功能:(1)預(yù)警后駕駛員有充足的時間剎車;(2)系統(tǒng)執(zhí)行主動剎車情況下,停止后能與障礙物保持一定的安全距離。

        當(dāng)駕駛員遇到危險時,需要時間反應(yīng)并踩制動踏板。安全距離S需滿足駕駛員意識到危險,踩下剎車,車輛開始減速直至靜止的要求。假設(shè)駕駛員意識到危險并踩下制動踏板的時間為t1,制動踏板被踩下到消除制動踏板間隙需要的時間為t2,從產(chǎn)生制動力到制動力達(dá)到最大的時間為t3,此時減速度達(dá)到最大值amax,此后駕駛員松開制動踏板制動力消失,減速度為零。假設(shè)初始速度為v0,則此時安全距離S為S1,安全閾值設(shè)定如式(1)所示[4]。如果前方障礙物為靜止,則車輛也應(yīng)該制動到停止,且應(yīng)該保持安全距離為S0,為了避免碰撞,此時設(shè)定S0最小值為2 m。

        (1)

        如果駕駛員沒有制動,相對距離進(jìn)一步縮短,則需要制動電機(jī)驅(qū)動剎車執(zhí)行器進(jìn)行減速。則此時安全距離為S2,安全閾值設(shè)定如式(2)所示[4]。

        (2)

        經(jīng)查詢資料,駕駛員反應(yīng)時間t1一般為1.0~1.36 s[5]。液壓制動器消除踏板間隙的時間t2一般為0.15~0.25 s,達(dá)到最大減速度的時間t3一般為0.2 s[6],為保障車輛盡快停止,最大減速度amax取7.5~8 m/s2。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全測距模型中,t1取值1.1 s,t2取值0.15 s,t3取值0.2 s,最大減速度amax取8 m/s2。

        當(dāng)車速<10 km/h時,因?yàn)檐囁俦容^慢,一般報警后駕駛員有足夠的時間執(zhí)行剎車,因此設(shè)定安全距離S≤0.5 m時執(zhí)行剎車。

        系統(tǒng)判斷邏輯如圖2所示。系統(tǒng)實(shí)時探測車輛的實(shí)時車速以及與障礙物相對距離,當(dāng)車速≤10 km/h時,傳感器探測車輛與障礙物的相對距離是否≤2 m且>0.5 m,如果是則采取聲光報警,如果<0.5 m,則執(zhí)行剎車。如果車速>10 km/h,則傳感器探測相對距離是否>S2且≤S1,如果是則執(zhí)行報警,若此時駕駛員仍沒有采取制動操作,則傳感器探測到的相對距離進(jìn)一步減小,當(dāng)≤S2且>S0時,自動執(zhí)行剎車操作。如果相對距離不在系統(tǒng)設(shè)定的安全閾值內(nèi),則重新進(jìn)行探測。

        3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        3.1 硬件單元選擇及設(shè)計(jì)

        本文設(shè)計(jì)的汽車智能防撞剎車系統(tǒng)包括TF03激光雷達(dá)、紅外線傳感器、STM32f103vet6單片機(jī)、CAN總線、制動電機(jī)、語音報警及顯示屏等。

        圖2 智能防撞自動剎車系統(tǒng)判斷邏輯圖

        TF03激光雷達(dá)測量距離可以達(dá)到180 m,雷達(dá)體積小,是汽車專用的用于前方探測預(yù)警防撞的最佳傳感器,安裝在車頭中網(wǎng)正中。

        STM32f103vet6單片機(jī)芯片提供十多種接口,數(shù)據(jù)通信方便,方便連接各類模塊開發(fā)。

        紅外線傳感器選用熱釋電紅外傳感器,主要裝在車頭、車尾保險杠處,各均勻分布5顆。其探測范圍達(dá)到3 m,作為激光傳感器的補(bǔ)充,主要探測車輛低速狀態(tài)前方和后方近距離(如起步、倒車)周圍行人、動物等障礙物。

        制動執(zhí)行器主要包括制動電機(jī)和單向拉桿,制動電驅(qū)動單向拉桿的齒條拉動制動踏板執(zhí)行剎車的操作。不需要執(zhí)行制動操作時,則不與制動踏板接觸,不影響駕駛員操作。

        系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)如圖3所示。

        圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理圖

        3.2 軟件設(shè)計(jì)及電路控制原理

        系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)及控制原理如圖4所示。單片機(jī)U1負(fù)責(zé)與360°激光測距傳感器通信,讀取所需要的角度和距離信息;與紅外傳感器陣列通信,讀取各個位置傳感器信息,并進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的分析處理。同時,單片機(jī)U1與CAN收發(fā)器U2連接進(jìn)行通信,CAN收發(fā)器U2讀取車速、方向盤轉(zhuǎn)角和檔位信號并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。單片機(jī)U1對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波和綜合分析,對比安全距離閾值,根據(jù)智能防撞自動剎車系統(tǒng)判斷邏輯控制器計(jì)算,由計(jì)算結(jié)果判斷,若需要提醒駕駛員,則將提示內(nèi)容發(fā)給聲光報警電路,實(shí)現(xiàn)報警功能;若需要剎車,則通過控制電機(jī)控制拉桿拉動剎車踏板實(shí)現(xiàn)剎車。

        4 試驗(yàn)分析

        將智能預(yù)警防撞剎車系統(tǒng)安裝在試驗(yàn)車輛上,選擇平直、路況良好的封閉路段,在晴朗天氣條件下,于干燥水泥道路進(jìn)行了0~80 km/h的實(shí)車試驗(yàn)。測試內(nèi)容為檢測系統(tǒng)是否能在車輛與障礙物相對距離低于一級安全閾值范圍時進(jìn)行報警,且相對距離進(jìn)一步縮短到二級安全閾值范圍時,驅(qū)動電機(jī)成功介入制動。

        在試驗(yàn)車輛前方停放一臺靜止車輛,試驗(yàn)車輛分別以10 km/h、20 km/h、40 km/h、60 km/h和80 km/h的速度進(jìn)行試驗(yàn),各試驗(yàn)10次。另外,針對車輛倒車后方有障礙物(行人)的情況進(jìn)行測試。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

        圖4 主控電路板電路圖

        表1 系統(tǒng)執(zhí)行報警及制動試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

        2.理論值指該車速下理論情況做出相應(yīng)反應(yīng)時試驗(yàn)車輛與障礙物的相對距離(m);

        3.實(shí)際值指該車速下實(shí)際情況做出相應(yīng)反應(yīng)時試驗(yàn)車輛與障礙物的相對距離平均值(m)

        試驗(yàn)結(jié)果顯示,試驗(yàn)車輛在低速10 km/h以下時,系統(tǒng)能較好地識別判斷車輛前方的障礙物,并能發(fā)出預(yù)警或自動剎車的操作。速度在40 km/h以下時,系統(tǒng)反應(yīng)準(zhǔn)確率較高,隨著車速的增加,系統(tǒng)檢測和判斷率有所下降。

        5 結(jié)語

        本文設(shè)計(jì)的智能預(yù)警防撞系統(tǒng),與目前市場上單獨(dú)前向或后向預(yù)警防撞有所不同,將前向預(yù)警防撞和后向預(yù)警防撞進(jìn)行了融合,使得車載系統(tǒng)進(jìn)一步簡化,但隨著車速的增加,系統(tǒng)的探測精度和反應(yīng)準(zhǔn)確度有所下降;另外,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全閾值設(shè)定的數(shù)值較大,在實(shí)際的道路中,特別是城市道路中,此距離可適當(dāng)縮短,以提升車多路況的適應(yīng)性。經(jīng)分析,下一步研究計(jì)劃可進(jìn)行以下改進(jìn):激光傳感器在檢測中存在一定的誤判,可采用在前方增加一個毫米波雷達(dá)共同與激光雷達(dá)檢測的方式增加探測精度;通過改進(jìn)系統(tǒng)控制模型以及安全閾值算法,如增加雨霧天氣、濕滑路面的安全距離模型來增加系統(tǒng)判斷的準(zhǔn)確性;增加對道路旁邊樹木、路牌、隔離欄等的虛警率的處理,以應(yīng)對更加復(fù)雜的道路情況,使得系統(tǒng)的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性進(jìn)一步提升,以適應(yīng)市場的需要。

        猜你喜歡
        系統(tǒng)
        Smartflower POP 一體式光伏系統(tǒng)
        WJ-700無人機(jī)系統(tǒng)
        ZC系列無人機(jī)遙感系統(tǒng)
        北京測繪(2020年12期)2020-12-29 01:33:58
        基于PowerPC+FPGA顯示系統(tǒng)
        基于UG的發(fā)射箱自動化虛擬裝配系統(tǒng)開發(fā)
        半沸制皂系統(tǒng)(下)
        FAO系統(tǒng)特有功能分析及互聯(lián)互通探討
        連通與提升系統(tǒng)的最后一塊拼圖 Audiolab 傲立 M-DAC mini
        一德系統(tǒng) 德行天下
        PLC在多段調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用
        妺妺窝人体色www聚色窝| 亚洲国产精品一区二区| 国产不卡视频在线观看| 色五月丁香五月综合五月| 成人性生交片无码免费看| 久久熟女五十路| 96中文字幕一区二区| 少妇伦子伦情品无吗| 越南女子杂交内射bbwbbw| 国产精品亚洲国产 | 亚洲精品国产一区二区免费视频| 风流老太婆大bbwbbwhd视频| 日日av拍夜夜添久久免费 | 日本一区二区在线看看| 免费人成视网站在线剧情| 男女上下猛烈啪啪免费看| 国产免费AV片在线看| 久久综合老鸭窝色综合久久| 91九色免费视频网站| 人人爽人人爽人人爽人人片av| 天天狠天天透天干天天| 国产av精品一区二区三区视频| 亚洲精品无码不卡在线播he| 在教室伦流澡到高潮hgl视频| 久久亚洲av成人无码软件| av在线免费观看麻豆| 女人被爽到高潮视频免费国产 | 一本到亚洲av日韩av在线天堂| 国色天香中文字幕在线视频| 亚洲国产高清在线一区二区三区 | 亚洲av无码国产精品色软件下戴 | 亚洲熟女网站| 亚洲精品综合一区二区 | 911香蕉视频| 国产亚洲精品综合在线网站| 精品无码国产自产在线观看水浒传| 亚洲色无码播放| 午夜国产精品视频免费看电影| 中文字幕av人妻少妇一区二区| 国产裸体xxxx视频在线播放| 无码不卡免费一级毛片视频|