论文题目

汽车防撞预警系统的设计

题目来源

类别

基本描述

教师科研项目

创新创业项目

学科竞赛项目

社会实践问题

结合生产科研实践

自由探索问题

选题背景及意义

背景：

随着我国经济的迅速发展，人民生活水平不断提高，各种交通工具得到了极大的发展。汽车为现代社会的发展和生活条件的改善做出了重大贡献，在生活和生产方面带来的变化越来越显着，给人们创造了更使捷、更高效和更舒适的出行方式和工作方式。汽车经过一个世纪的发展，已经成为人们日常生活中不可或缺的组成部分。

但是伴随着汽车保有量的增加和城市布局的日益密集化，汽车的活动空间越来越小，特别是汽车倒车时司机由于视野不能很好的达到后面加上车后的盲区，使得倒车事故逐年上升。对于公路交通事故的分析表明，超过65%的交通事故属于追尾相撞，80%以上的交通事故是驾驶员由于反应不及时引起的[4]。一项由Mercedes Benz主导的研究发现，只要增加0.5秒警示时间，就能避免60%的追撞事故；如果警示时间增加至1.5秒，更能提高到90%[5]

意义：

随着现代社会工业化程的发展，汽车这一交通工具正为越来越多人所用，但随之而来的问题也显而易见，那就是随着车辆的增多，汽车的一些挂碰，一般都是由于驾驶员反应不及所引起的，很多时候都是因为驾驶员对离障碍物的距离判断不准造成的。若驾驶员能够提早知道障碍物的存在或者知道障碍物的远近，那么驾驶员将能及时采取措施，避免事故的发生。因此，大力研究开发如汽车防撞装置等主动式汽车辅助安全装置，减少驾驶员的负担和判断错误，对于提高交通安全将起到重要的作用。

文献综述(理工类专业描述研究、设计现状)

国内外研究现状：

世界各大汽车公司、大学在政府的支持下，都在开展这方面的研究与开发工作。日本各大汽车制造 企业如丰田、日产、马、本田、三菱等公司，为实现其运输省提出的发展“先进的安全汽车(ASV)计划”致力于新型安全汽车技术研究开发，并取得了重要的进展。丰田汽车公司使用毫米波雷达和CCD摄像机对本车的距离进行动态监测，当两车距离小于规定值时，系统将发出直观报警信号提醒本车驾驶员。日产汽车公司使用紧急制动劝告系统，利用先进的车距监测系统对跟车距离进行动态监测，当需要减速或制动时，用制动灯亮来提醒驾驶员，并及时监测驾驶员操纵驾驶踏板的踏踩状态，必要时使汽车的自动制动系统前起作用降低车速，在最危险时刻自动制动。本田公司使用具有扇形激光束扫描的雷达传感器，即使车辆在弯道行使也能检测到本车与前方汽车或障碍物的距离降到规定值时，驾驶员仍未及时采取相应措施，便发出警告信号。三菱和日立公司在毫米波雷达防撞方面也做了大量的研究，其雷达中心频率主要选择60~61GHz或76~77GHz, 探测距离为 120米，尼桑公司为41LV-Z配备了自适应巡航控制系统，该系统利用毫米波雷达作为探测器，为巡航驾驶提供了判断依据。

德国和法国等欧洲国家也对毫米波雷达技术进行了研究，特别是奔驰、宝马等著名汽车生产厂商，其采用的雷达为调频毫米波雷达（Frequency Modulation Continuous Wave）,频段选择76~77GHz。如奔驰汽车公司和英国劳伦斯电子公司联合研制的汽车防撞报警系统，探测距离为150米，当测得的实际车间距离小于安全车间距离时，发出声光报警信号。该系统已经得到应用。

美国的汽车防碰撞技术已经相当先进，福特汽车公司开发的汽车防碰撞系统的工作频率为24.725 GHz, 探测距离约106米。据说该系统理论上能根据转弯的角度信息自动适应路面的转弯情况，仅探测本车道内车辆的信息，从而可避免旁车道上目标物的影响。戴姆勒-克莱斯勒公司的防撞结构主要是两个测距仪和一个影像系统，她能够测出安全距离，发现前方有障碍物，计算机能够自动引发制动装置。戴姆勒-克莱斯勒公司的实验结果显示，车速以每小时32.18公里/小时的速度行驶，在距离障碍物2.54cm的地方停下来。

我国汽车防碰撞系统的研究开发同国外发达国家相比，存在较大差距，近几年相继有一些科研院所、大专院校和公司厂家进行此方面的研究。近距离报警如倒车雷达现已蓬勃地车辆上安装使用，但国内目前生产的中远距离测量普遍达不到要求，表现在最远测距距离近，测距误差大，远远不满足高速公路的安全车距离要求，需进一步研究。

设计现状：虽然汽车安全防撞系统研究己经取得了许多的成果，而且这些成果实际应用情况也不错。但是，汽车安全防撞系统在硬件和软件上存在了许多不足，具有很大的改进空间。

基本内容及拟解决的主要问题(理工类专业撰写“设计思路与技术路线”)

设计思路：

1 查阅相关资料，了解研究现状，进行系统整体方案规划与设计；

2 系统原理分析及主要器件选型分析；

3 系统的硬件设计；

4 系统的软件设计；

5 系统的仿真分析。

技术路线：

1系统控制以单片机作为控制核心；

2声光提示采用蜂鸣报警器；

3物体检测采用超声波传感器；

4硬件电路采用Proteus软件绘制；

5软件编程采用C51编程。

进度安排

2022年12月1日----2022年12月28日   确定论文题目，查阅搜集相关资料

2023年12月28日----2023年01月06日   撰写开题报告

2023年01月06日----2023年03月07日   查阅学习相关资料和软件完成方案规划

2023年03月08日----2023年03月28日   完成系统硬件设计

2023年03月29日----2023年04月20日   完成系统软件设计

2023年04月21日----2023年04月27日   书写论文，完成初稿

2023年04月28日----2023年05月05日   论文的修改及查重

2023年05月06日----2023年05月22日   论文定稿，准备答辩

预计主要创新点

1反应速度更快；

2可靠性更高，更加经济实惠。

主要参考文献

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