多路况之汽车防碰撞预警体系构设与仿真

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1、多路况之汽车防碰撞预警体系构设与仿真1前言1.1研究目的和意义随着我国改革开放以来，经济迅猛发展的同时，公路交通业也发展迅速。人们生活水平的提高，追求方便快捷出行的愿望促使购买私人小汽车，从而造成我国私人小汽车拥有量快速增加，据公安部交管局统计，截至2011年底，全国机动车保有量为2.25亿辆，其中汽车1.06亿辆；全国机动车驾驶人为2.36亿人。城市交通拥堵等问题日益突出。而且由于驾驶员数量的激增，驾驶员驾驶素养良莠不齐，造成我国交通事故率居高不下，据调查连续十年我国交通事故数量位居世界第一，2010年，全国共接报道路交通事故3906164起，同比上升35.9%

2、。其中，道路交通事故中涉及人员伤亡的219521起，造成65225人死亡、254075人受伤，直接的财产损失9.3亿。2011年上半年，全国共接报的道路上交通事故1840998起，同比增加18502起，上升1％。其中，道路交通事故中涉及人员伤亡的91811起，造成25864人死亡、106370人受伤，直接的财产损失4.4亿元。发生适应道路简易的程序处理交通事故有1749187起，同比上升1.7％。以上数据触目惊心。所以在我国进行交通安全研究是非常必要的。在事故的类型调查中发现，汽车的正面追尾碰撞和侧面碰撞占了非常大的比重，特别是在雨、雪天气路面湿滑，雾天视线不良，

3、山路陡峭崎岖等情况下造成的汽车制动侧滑、甩尾、行车视距不足而造成的汽车追尾碰撞。由于驾驶员的疲劳驾驶，恍惚走神以及汽车盲区视线受限等情况下造成的汽车追尾碰撞，侧面与其他车辆或行人造成碰撞等也占很大比重。所以对不同路况影响下的汽车防碰撞和对侧面盲区中行人的主动保护系统进行研究很是必要。..1.2汽车防碰撞预警系统的国内外研究现状及意义在主动保护系统研究中，汽车防碰撞预警系统一直是各国研究人员研究重点和主要方向，已经有了非常多的成果，取得了很大的成就。自20世纪60年代，有一些发达国家就已经开始了汽车主动防碰撞预警系统的研究，但是由于硬件集成水平较低及微波理论研究还不

4、成熟，使得当时的研究始终没有建设性成果。20世纪80年代，各国对汽车防碰撞预警系统的研究热情伴随着毫米波雷达的微波理论成熟而高涨，各种性价比高的防撞雷达产品纷纷问世。德国在距离自动控制雷达方面进行了深入的研究并在此基础上设计了先进的自适应智能行驶控制（AICC）系统。在行驶过程中，该系统自动控制汽车的制动和加油，而驾驶员只需要控制汽车的行驶方向，实现智能控制汽车减速以避免追尾碰撞，大大的减轻了驾驶员的工作压力。美国研究出在汽车变更车道时不发生碰撞事故的安全距离模型。美国通用汽车公司设计的V2V汽车防碰撞预警系统（Vehicle-to-Vehicle）。预警系统利用

5、卫星导航系统精确定位车辆所处方位，并通过无线网络把所得信息传送到距离300米以内的车辆上，并将这些车辆的行车安全问题信息通过语音和画面传给驾驶员。当预警系统发现危险情况时，能够发出警报声和闪光，同时还能振动驾驶员座椅，提醒驾驶员。以避免交通事故的发生。此外，系统还可以自动刹车，但车辆仍由驾驶员完全掌控。.2系统的技术原理和总体设计2.1汽车测距传感器的工作原理和应用超声波(指频率20kHz以上机械波)是一种特殊的声波，具有声波折射、反射、干涉等基本物理特性。超声波测距传感器通过超声波发射装置向外发出超声波，到通过接收器接收到发送过来超声波时的时间差来测算出距离长度

6、。超声波发射器向外面某一个方向发射出超声波信号，在发射超声波时刻的同时开始进行计时，超声波通过空气进行传播，传播途中遇到障碍物就会立即返射传播回来，超声波接收器在收到反射波的时刻就立即停止计时。在空气中超声波的传播速度是340m/s，计时器通过记录时间t，就可以测算出从发射点到障碍物之间的距离长度(s)，即：s=340t/2。超声波的能量消耗较缓慢，在介质中传播的距离比较远，穿透性强，测距的方法简单，成本低。但是它在速度很高情况下测量距离有一定的局限性，这是因为超声波的传输速度容易受天气情况的影响，在不同的天气情况下，超声波的传输速度不同，而且传播速度较慢，当汽车

7、高速行驶时，使用超声波测距无法跟上汽车的车距实时变化，误差较大。另一方面，超声波散射角大，方向性较差，在测量较远距离的目标时，其回波信号会比较的弱，影响测量精度。但是，在短距离测量中，超声波测距传感器具有非常大的优势。..2.2系统关键影响因素简介汽车盲区指驾驶员位于正常驾驶座位置，其视线被车体遮挡而不能直接观察到的区域。简言之，驾驶员坐在驾驶座上驾驶的时候，观察不到的地方就叫汽车盲区。汽车盲区包括：前盲区、后视镜盲区、AB柱盲区、后盲区及人为盲区等。内轮差是车辆转弯时的前内轮的转弯半径与后内轮的转弯半径之差。由于内轮差的存在，车辆转弯时，前、后车轮的运动轨迹不重

8、合。内轮差