裝甲車(chē)輛防撞預警系統設計一

近年來(lái)，裝甲車(chē)輛在日常訓練過(guò)程中，惡性事故時(shí)有發(fā)生，給部隊的人員生命及裝備安全帶來(lái)極大的損失。裝甲車(chē)輛在行駛中通常采用閉倉駕駛，駕駛員視線(xiàn)受到影響，而部隊訓練又經(jīng)常在丘陵地域，路況十分不好，特別是北方部隊，訓練時(shí)經(jīng)常伴有大量的灰塵，這就大大增加了車(chē)輛事故的發(fā)生概率。造成裝甲車(chē)輛碰撞的原因十分復雜，既有裝甲車(chē)輛自身的因素，也有人為的因素，還有道路、氣象等環(huán)境因素，總而言之，人、車(chē)、環(huán)境是影響車(chē)輛行駛安全性能的三大因素，這三者組成了相互制約的系統工程。

　　為了解決裝甲車(chē)輛訓練安全問(wèn)題，本文提出開(kāi)發(fā)研究一種能實(shí)時(shí)獲取車(chē)輛位置信息并及時(shí)提醒駕駛員或者系統自動(dòng)采取措施以避免出現危險情況的裝甲車(chē)輛防撞預警系統，該系統的研究開(kāi)發(fā)具有極大的現實(shí)意義和廣闊的應用前景。

　　常用車(chē)載距離探測技術(shù)簡(jiǎn)介

　　目前，距離傳感器主要分為三類(lèi)：聲學(xué)類(lèi)——超聲波；光學(xué)類(lèi)——無(wú)源紅外線(xiàn)、激光雷達及視頻成像系統；電磁類(lèi)——連續波雷達/單脈沖雷達及電容式傳感器等。每一種距離探測技術(shù)都有其適用的場(chǎng)合。

　?。?）超聲波傳感器

　　超聲波是頻率在20KHz以上，人耳感覺(jué)不到的聲波。與可聞聲相比，它的特點(diǎn)是頻率高，波長(cháng)短，在傳播中具有良好的束射性、穿透性和方向性。超聲波距離傳感器一般采用獨立的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器由高頻信號（40KHz~80KHz）來(lái)激勵。測量發(fā)射一個(gè)超聲波脈沖至接收到反射信號所用的時(shí)間間隔，可以簡(jiǎn)單地估計出被測物體的距離。

　　其主要優(yōu)點(diǎn)是成本較低、尺寸較??；主要缺點(diǎn)是有些目標物（如土壤和草木）的反射信號很弱而無(wú)法探測。另一個(gè)缺點(diǎn)是聲波在空氣中的傳播時(shí)間隨溫度變化，因此，超聲波傳感器用于溫度范圍較大的場(chǎng)合時(shí)，必須進(jìn)行溫度補償。故超聲波傳感器一般應用在較短距離測量上，最佳距離為4米到5米。

　?。?）無(wú)源紅外線(xiàn)式傳感器

　　無(wú)源紅外線(xiàn)式傳感器是基于測量傳感器附近物體所發(fā)射的熱能來(lái)實(shí)現測距的。與超聲波距離傳感器相同，無(wú)源紅外線(xiàn)傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是成本低且尺寸??；主要缺點(diǎn)是響應時(shí)間過(guò)長(cháng)，使駕駛員得到的提前報警常常不足以躲避碰撞，這就限制了其在車(chē)輛碰撞報警系統中的應用。

　?。?）激光雷達傳感器

　　由于光束一般很集中，激光雷達主要用于大范圍直線(xiàn)距離的測量。激光雷達量程大、方向性強且響應時(shí)間快，但成本高、易受外界環(huán)境（如能見(jiàn)度低、傳感器表面有泥土）的影響。同時(shí)，激光能量必須在人眼安全水平范圍之內。

　?。?）連續波雷達傳感器

　　連續波雷達采用頻率調制的高頻電磁載波（一般為微波頻率或者更高、通常為鋸齒形信號）。比較反射信號與發(fā)射信號，可得到與被測距離成比例的頻率差。利用返回信號的多普勒偏轉還能確定被測物體的相對速度。

　　連續波雷達的突出優(yōu)點(diǎn)是能穿透泥土和飛濺物“看到”物體；并且窄波束和寬波束均可以使用，因而能夠把波束寬度調制得適于特殊用途。其主要缺點(diǎn)是微波和毫米波頻段的電磁裝置成本相對較高。另外，用電子學(xué)方法對相對窄的、探測距離大的波束進(jìn)行掃描能得到更大的測程和波束寬度，但復雜度和成本隨之增加。

　　防撞預警系統的基本功能及工作原理