开题报告-纯电动汽车智能驾驶系统设计-自动行车

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1、—、研究目的和意义：本课题研究目的：本设计是通过车载传感器对汽车周围信息的采集，做出汽车行驶的判断和反应。其目的之一，自动防撞前方障碍物的性能：当汽车行使前方出现障碍物并对本车行使安全构成威胁时，汽车自动防撞器能实施自动报警、自动减速、自动制动，最终使汽车与障碍物避免相撞。其目的之二，当车辆变道吋能根据车道上车辆的行驶情况计算出最安全便捷的变道方式。本课题研究的意义：(1)车载红外循迹系统实现实时识别车道，识别频率不低于25Hz；(2)车载超声波测距系统能够实时识别前方车辆型障碍，识别频率不低于20I1Z,相对距离误差小于2叫(3)车辆在高

2、速公路上，实现无人驾驶自动巡航功能，车速不低于120km/h；(4)实现危险报警和自动紧急制动；(5)实现变道防撞击功能。二、研究内容(1)超声波障碍物探测信号的分析与处理。(2)角度传感器信号与速度传感器信号的集中分析与处理。(3)用C语言进行编程实现各功能与控制。三、研究方案系统工作原理如下图所示系统工作模块（一）、超声波测距由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实吋控制，并且在测量精度方面

3、能达到工业实用的要求，因此在智能驾驶的研制上也得到了广泛的应用。利用车辆前后超声波测距仪可以测量前方障碍物和后方跟随的车辆与本车的距离，根据车速计算出合理的安全速度。（二）、红外循迹和道路识别利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射强度的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。常用的红外探测元件有红外发光管，红外接收管，红外接收头，一

4、体化红外发射接收管。红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15°C）的物质都可以产生红外线。人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62〜0.76um；紫光的波长范围为0.38〜0.46umo比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。（三）、障碍识别在满足一定条件下，单目视觉也可以实现障碍检测。由于系统用于高速公路，可认为下述假设有效：一是前方道路平坦；二是具有车道线，且车道线的曲率半径大于100m。在上述假定情况下，可以计算出图像中的车道线区域内是否存在其

5、它车辆。计算过程是：首先从超声波获取信息判断是否为固定障碍物。如果是固定障碍物则迅速制动；如果是移动障碍物则减速保持车距。此判断根本在于判断车辆与障碍物的距离变化率，在一定的范围内为移动障碍物，否则为固定障碍物。（四）、控制算法系统研究的控制算法包括转向、电门和制动的控制。系统采用C语言编写程序设计出拟人白主驾驶控制模型，对车辆控制时，能较为全面地模拟驾驶员的操作策略。（五）、执行机构执行机构包括转向控制、电门和辅助制动系统等。四、预期成果通过设计、修改，进行硬件和软件的联合调试。最终该系统能实现自动防撞前方障碍物的性能：当汽车行使前方出现

6、障碍物并对本车行使安全构成威胁时，汽车自动防撞器能实施自动报警、自动减速、自动制动，最终使汽车与障碍物避免相撞。变道防撞击等控制功能。五、进度安排2014年11月22R-2014年12月12调研，开题报告;2014年12月13H-2015年02月28控制系统硬件框图，软件框图;2015年03月01日-2015年03月31绘制控制单元电路图，并生成PCB图;2015年04月010-2015年04月10编写控制软件;2015年04月11H-2015年05月10焊接电路，并调试。控制程序调试;2015年05月11R-2015年05月22连机调试;

7、论文撰写。2015年05月23H-2015年06月08日六、主要参考文献[1]赵继文•传感器与应用电路设计[M].北京:科学岀版社,2002.[2]沈聿农•传感器及应用技术[M]•北京:化学工业岀版社,2001.[3]郁有文.传感器原理及工程应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2001.[4]路锦正王建勤.超声波测距仪的设计[J].传感器技术.2002.[5]管秀君.《汽车单片机及局域网技术》[M].人民交通出版社.2005.8.[6]王威.《HCS12微控制器原理及应用》[M]・北京航天航空大学出版社.2007.10.[7]李诚人高

8、宏洋.《嵌入式系统及单片机应用》[M]•清华大学岀版社.2005.3.⑻高鹏、安涛.《电路设计与制版一Protel99入门与提高》[M].人民邮电出版社.2007.[9]杜尚丰、