浅析防追尾智能系统研究现状与改良思路
1 国内研究现状、水平和发展趋势
我国早在二十世纪90年代就对主动安全系统的发展也表示了极大关注。据中国《科技日报》报道,1997年4月12日在北京召开了由我国电子工业部主办的首次智能交通系统发展趋势国际研讨会,来自日本、美国和国内交通领域的著名学者、专家及企业代表出席了大会。与会代表认为,中国是经济发展中国家,车辆的发展高出慕尼黑平均速度9%,道路和车辆的不平衡发展的矛盾日益严重化,大城市环境污染也十分严重。在中国,目前高速公路建设还不是十分理想的情况下,通过高科技和安全教育来改善中国交通状况已迫在眉睫。
与研讨会同时举办的国际汽车电子暨智能公路展览会上,来自全国近百家企业和科研院所展出了最新产品和科技成果。反映了我国汽车电子和交通电子产业的水平。这次研讨会和展示会对促进我国应用ITS(智能交通系统)加快交通进步及现代化起了积极作用。
目前在汽车上所采用的安全措施已越来越多,越来越完善,采取措施的原则是预防交通事故的发生和使事故灾难损失降到最小。同时最新研究还要求汽车应有自动记录功能报道交通事故的
系统(类似于飞机上的“黑匣子”以确定汽车发生交通事故的真正原因),这对“提高汽车安全性”措施的研究是有很大帮助的。
我国汽车防撞系统的开发同国外发达国家相比,存在较大差距,到最近几年来才相继有一些科研院所和大专院校进行此方面的研究,近距离报警比如倒车雷达已在部分车辆上安装使用,但是国内目前生产的中远距离测量装置普遍达不到要求,最远距离才能达到60米,测距误差大于1米,远远不能满足高速公路的安全车距要求,且多注重本车与前车的防撞制动,很少研究后车的提示预警,许多关键技术有待于进一步解决,而且价格也比较高。研究一种主动安全,前后预警,简单可靠,物美价廉,容易实现且能够装载普通轿车的行车防撞智能系统势在必行。
2 研究目标与内容
本项目研究的目标:如何减少发生防追尾事故的频率;将传统研究被动防追尾观点改良为研究主动的防追尾系统,如何能够及时地提醒后车的驾驶者与本车驾驶者,达到主动的防追尾。
本项目主要内容包括:实时监测前后车的距离;监测到的数据实时传递给单片机,单片机对比连续两个信号测量的距离大小,根据距离大小做出相应的指令;单片机实时计算出本车车速对应制动安全距离,同时结合对比检测到前后车距离,检测本车是否处于安全距离中,如果不安全则将信号传递给单片机,单片机做出相应的指令;对于加装的LED灯到底用什么颜,一种、两种或者多种对于后方驾驶者提醒比较醒目并且用什么颜不受到交通管制;随着两车距离不断地减少,LED灯到底应该闪烁几次还是一直长亮或者以光闪烁还是距离数据提示加闪烁,如何将价格控制的更低都是我们需要研究的内容与解决的关键问题。
3 项目的研究方法、技术路线、实验方案
本项目研究法:本项目主要采用对比研究法,将传感器接收到的信号进行对比,根据对比的不同结果,单片机将采取不同的措施化被动为主动,减少追尾事故的发生。
本项目技术路线:技术路线技术路线采用单片机为基础,单片机在本项目中起到非常关键的作用,为本项目能够顺利进行与完成打下坚实的基础;通过对于单片机进行编程,让单片机能够对测距雷达反馈回来的距离实时进行对比,并对于对比的不同结果发出预先设定好的指令,单片机还根据测距雷达反馈回来的距离数据实时计算出该数据是否在安全制动范围,根
据单片机计算数据,它发出预先设定的指令;雷达测距为辅助,雷达测距是在相等的时间内,发出连续信号,测量前后车的距离,并反馈给单片机,为单片机发出不同指令做出数据基础;LED显示屏与LED灯与语音实现目标,LED显示屏与LED指示灯连通单片机,单片机对雷达反馈回来的距离,实时传送给LED显示屏,并根据传送回来的距离大小,变化LED灯颜,通过距离数字与LED灯颜变化非常醒目的提醒驾驶者,当后车与前车的距离达到危险值,单片机对语音系统发出指令,高声提示后方车辆减速或者变道,减少追尾事故的发生。
3.1 附图(调试后的部分线路简图)
3.2 实验方案
(1)将单片机设置装车。
(2)语音提示加装在中控台上。
(3)在尾灯框下加装LED灯(长15cm&高8cm)与LED显示屏(长30cm,宽15cm),但是不要影响后方车辆观察尾灯的亮与不亮,装好试车。同时高音喇叭加装在车顶上面。
(4)讲测距雷达加装在后保险杠上面。
各种仪器加装完毕以后,将汽车路试,测试雷达测距在不同天气(雨天,晴天,阴天)的测试效果。本项目立足于距离传感器技术,实时监测前车与本车,本车与后车的距离,并判断出本车与前车,后车的速度大小,同时也对比距离是否属于安全值范围内,如果不是,则单片机发出预先设定好的指令。所以雷达测距是本项目能否成功进行的关键,对雷达测距有影响的因素都应考虑进去。
(5)路试需要两辆车,天气在阴天、雨天、大晴天进行。本车车速保持在60km/h左右,与后车保持150m的车距,后车逐步逐步加速,并减少两车的距离,观察本车车辆后方的LED显示屏是否能够实时反馈车距,LED灯并根据距离变化对应的变化不同的颜;当距离达到设定的危险值是否会语音提示后方驾驶者与本车驾驶者,并做好记录。然后本车与后车再重复该动作,不过车速分别为80km/h、100km/h、40km/h、20km/h车距都保持150m后逐步减少,做好记录分析原因与结果。然后路试另外一种情况,同样的也在阴天、雨天、大晴天进行:前车与本车,前车分别以20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h,本车以100m的距离行驶,并逐步减少与前车的距离,记录试验数据分析整理。路试路况并不是一
成不变的,有直线路程,弯道;爬坡,下坡;加速,减速;时而减小两车距离,时而加大两车距离观察并记录本车语音、LED显示屏、LED灯颜的变化,最后分析整理,并针对出现的问题进行改进改良得,反复试验与实验最后做出可行性报告分析。
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