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汽车放碰撞系统传感器实训..docx

发布:2017-01-09约2.99千字共6页下载文档
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传感器与检测技术电子与信息工程学院姓名: 李 * 班级: 电信 **-* 学号: 12******** 汽车安全防碰撞系统设计摘要近年来,我国道路交通安全形式越来越严峻,在众多的交通事故中,以追尾碰撞与超车侧向碰撞事故这两种类型最为常见。如果能够在事故发生前提醒驾驶员并采取一定的安全措施,对减少交通事故的发生则是非常有用的,汽车防碰撞系统正是基于提高车辆的主动安全性来实现在行车过程中,给驾驶员提供必要的技术设施。本文设计了系统的组成,并给出了初步的设计方案。对车载测距测速技术进行了分析,确定系统采用毫米波多普勒雷达传感器、超声波传感器和红外线传感器分别对前、后和侧向的距离、相对速度进行测量。在事故发生的五个阶段上,对防碰撞系统简述,叙述了系统的工作方式。一 问题叙述在汽车行驶过程中,跟据安全专家的分析,事故发生主要分为顺序的五个阶段,正常驾驶、紧急路况、避免碰撞、碰撞保护和碰撞之后。要保证驾驶员的安全,需要解决这五个阶段的防碰撞问题,减小事故发生的机率。正常驾驶时,需要解决事件的安全判断与预警问题。出现紧急路况时,需要解决怎么样避免碰撞和安全处理的问题。在发生碰撞时,需要解决碰撞保护的问题。在碰撞之后需要解决救援问题和交通报警的问题。这样才能更好的保护驾驶员与乘车人的安全。二 问题分析2.1 设计场景本文的防碰撞系统的设计场景,主要是根据事故发生的五个阶段,正常驾驶、紧急路况、避免碰撞、碰撞保护和碰撞之后设计的。正常驾驶:驾驶员正常驾驶车辆,行驶道路上无或者有较小的安全事件。紧急路况:驾驶员正常驾驶时,行驶路上出现较大的安全紧急事件。避免碰撞:驾驶员驾驶车辆经过紧急路况路段。碰撞保护:车辆在行驶时出现碰撞的情况。碰撞之后:车辆发生碰撞之后。2.2 传感器类型汽车防碰撞应用有微波多普勒传感器、超声波传感器和红外线传感器。微波多普勒传感器:微波传感器是利用微波特性来检测一些物理量的器件。包括感应物体的存在,运动速度,距离,角度信息。利用微波的多普勒效应来探测运动物体,它是一种主动探测技术,利用反射波的频率变化与发射物体的运动速度有关的多普勒效应来探测物体的运动。由发射天线发出的微波,遇到被测物体时将被吸收或反射,使功率发生变化。若利用接收天线接收通过被测物体或由被测物反射回来的微波,并将它转换成电信号,再由测量电路处理,就实现了微波检测。该技术在军用雷达和医用超声波上已有广泛的应用。超声波传感器:超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。基于超声波特性研制的传感器称为“超声波传感器”,广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。红外线传感器:利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质,只要它本身具有一定的温度(高于绝对零度),都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触,因而不存在摩擦,并且有灵敏度高,反应快等优点。红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化(这种变化可能是变大也可能是变小,因为热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻),通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件,通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。2.3 传感器结构图微波传感器是利用微波特性来检测一些物理量的器件,如图2-1所示。图2-1 微波多普勒传感器结构图超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器,如图2-2所示。图2-2 超声波传感器结构图利用红外线的物理性质来进行测量的传感器,如图2-3所示。图2-3 红外线传感器结构图三 工作方式3.1 系统结构框图报警判断模块微波多普勒传感器超声波传感器红外线传感器速度测量模块距离检测模块事件识别模块提醒报警速度控制刹车控制转弯控制安全处理3.2 正常驾驶阶段在正常驾驶阶段,防碰撞系统需要对道路上发生的事件进行采集分析。在车的前、后和侧向,利用红外线传感器监视道路上是否有障碍物,利用微波多普勒传感器实时测量车辆与障碍物的相对速度,利用超声波传感器测量车辆与障碍物的距离,根据是否有障碍物和障碍物与车辆的距离、相对速度,防碰撞系统进行分析判断,综合处理后给出驾驶员以提醒或升级
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