基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统

发布时间：2020-10-14 21:52

　　 机动车的普及给人们的生活带来了很大的便利,但是机动车数量增加使得车辆的行驶安全问题逐渐凸显出来。除了常见的安全事故以外,机动车停止后打开车门时,车门和后方驶来的摩托车、电动车发生碰撞的事故也屡屡发生,极易造成人员伤亡和财产损失。因此,研究设计一种汽车开门防撞系统,从而减少驻车开门与后方车辆发生碰撞的交通事故,具有一定的应用价值。本文主要针对汽车停车开门瞬间,极易与周围运动物体发生碰撞这一现象,设计了一套基于毫米波雷达的汽车开门防撞系统。首先详细分析和对比各种测距方式,根据汽车开门时间、后方车速和车距等因素,选择毫米波雷达作为测速测距雷达;其次,设计了汽车开门防撞系统的整体结构,对容易与汽车发生碰撞的后方运动物体进行分析,提出了防撞系统目标物的判断以及毫米波雷达的测量角度范围;综合考虑汽车开门时间,后方运动物体的车速等因素,根据驾乘人员的反应时间对系统进行分类,设计了防撞系统的分模式控制算法。最后搭建了以DSP芯片TMS320LF2407为核心的包括电源、复位、报警等模块的硬件系统平台,设计了相应的防撞软件程序,并给出了部分重要模块的程序流程图。使用小车模型进行了模拟实验,当系统检测到乘客准备打开车门时与后方运动物体有相撞的危险,则启动相应防撞模式,执行报警、车门上锁等反应,避免碰撞事故的发生。
【学位单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.67
【部分图文】：

第 1 章 绪论第1章 绪论1.1 研究背景与意义2015 年 5 月 31 日宁波严某在打开车门时与后方驶来的一辆摩托车相撞，导致骑车男子十级伤残，赔偿 16 万元。2016 年 11 月 20 日，武汉一男子停车后未仔细观察后方情况就开门，导致后方一名骑车人来不及反应，撞上车门，当场死亡，男子被判处有期徒刑一年六个月，赔款 140 万元，交通事故情形如图 1-1 所示。

公司对激光雷达进行了研究，采用扇形激光束雷达传感器对整个车道进行扫描覆盖，当车辆在拐弯时依然可以监测到本车与前后车辆之间的距离信息[15-17]。1.3 国内车用防撞技术比较相比较国外防撞技术，国内汽车防撞技术起步较晚，北京泰远公司和河南超越公司目前在我国市场上有汽车防撞产品出现，与国外的汽车防撞技术相比，我国汽车防撞雷达研究水平相对比较低[18]。北京泰远公司生产的“泰远”牌汽车防撞器针对障碍物是运动的或者静止的分为动态和静态两种工作模式：当障碍物是动态时，如果本车速度过大且同时大于前车速度，驾驶员如果没有采取减速措施，防撞器会蜂鸣器报警提醒驾驶员应减速行驶，如果有碰撞危险，驾驶员来不及刹车，防撞器将自动减速至安全状态。当碰撞警报解除后，车辆恢复正常行驶状态。当障碍物是静态时，如果防撞器检测到前方有一个静止的障碍物，车辆能在障碍物前自动刹车并停稳。河南超越汽车有限公司的汽车防撞产品如下图 1-2 所示。

第 2 章 汽车开门防撞系统整体结构率信号，当发射波遇到目标物时返回，通过接收天线接收回波信号，对发射信号和回波信号进行处理，得出雷达与目标物的距离，再根据多普勒频移以及差频信号相差与相对速度关系，最后得出目标物体对雷达的相对速度。该体制对二极管的线性度有较高要求，需要另外添加外部线性度校正电路即可达到较高的测量精度。该体制分辨率高，算法处理起来相对简单，可没有盲区的测量近距离目标。2.2 毫米波雷达测量方法2.2.1 毫米波雷达测距LFMCW 的发射信号波形一般为三角波，信号发生器通过雷达前端的发射天线向外发射三角波，并通过接收天线接收后方运动物体的回波信号。发射信号和回波信号的频率与时间之间的关系如图 2-1 所示。
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本文编号：2841243