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基于A(yíng)VR的防汽車(chē)追尾安全裝置設計

作者: 時(shí)間:2012-05-10 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
  2.4 激光雷達測距

  測距方法主要有超聲波、激光雷達、連續波雷達等,基于成本和設計需求考慮,激光雷達測距是最佳選擇。激光雷達測距有連續波和脈沖波兩種方式,本設計使用脈沖波方式。發(fā)出脈沖狀的紅外激光束照射前方,并利用汽車(chē)后部可反光部件(以汽車(chē)號碼牌為主)的反射光,通過(guò)受光裝置檢測反射光,單片機根據時(shí)間差計算出其距離。

  該部分電路由發(fā)光部、受光部、信號調理電路等組成,最終輸出信號由系統單片機處理。由于激光雷達發(fā)射光束集中,采用單一發(fā)射方式無(wú)法有效檢測前方一定距離,故在汽車(chē)前方安裝3個(gè)激光雷達測距模塊,如果其中一個(gè)模塊檢測到的距離小于該時(shí)刻最小允許距離,將報警,即能夠及時(shí)檢測到插入車(chē)流的車(chē)輛并警報,如圖5所示。

基于A(yíng)VR的防汽車(chē)追尾安全裝置設計

  2.5 LED剎車(chē)燈

  該設計中,剎車(chē)燈由發(fā)光二極管陣列組成,發(fā)光二極管選用Evedight公司生產(chǎn)的1 W高亮度LED,其響應時(shí)間為納秒級,而普通車(chē)燈的熱啟動(dòng)時(shí)間約250 ms。假設汽車(chē)時(shí)速為90 km/h(即25 m/s),通過(guò)計算可得反應迅速的LED剎車(chē)燈可提早約6 m距離發(fā)出剎車(chē)警告,從而有效避免汽車(chē)追尾。將LED放置成內、中、外三圈形狀。當單片機根據加速度傳感器的輸入信號得到加速度值超過(guò)設定的閾值后,單片機輸出信號經(jīng)ULN2003驅動(dòng)繼電器動(dòng)作,LED剎車(chē)燈響應后由內一中一外一內循環(huán)點(diǎn)亮,由于其亮度高、響應快。在實(shí)際使用中效果良好。另外,該部分電路需與汽車(chē)剎車(chē)裝置聯(lián)動(dòng),以確保準確輸出剎車(chē)信號。

  2.6 液晶顯示

  該設計采用并行128x64液晶屏,雖然占用較多的I/O端口,但并行傳輸便于編寫(xiě)驅動(dòng)程序,如果系統單片機不能提供足夠的I/O端口,可選擇串行數據傳輸的液晶顯示屏。另外,為了讓司機能夠更方便地看到設計系統所測得的數據,應將顯示設備放置于司機主控臺視線(xiàn)合理位置。

  3 系統軟件設計

  控制部分由ATmega8L控制完成,主要功能為:計算本車(chē)速度、車(chē)間距離,測定加速度,并通過(guò)LCD實(shí)時(shí)顯示;實(shí)際車(chē)間距離和安全車(chē)間距離的比較發(fā)出報警聲或報警燈閃爍;剎車(chē)時(shí)的加速度與設定閾值相比,決定是否點(diǎn)亮LED剎車(chē)燈,系統軟件設計流程如圖6所示。

基于A(yíng)VR的防汽車(chē)追尾安全裝置設計

  在加速度測定中,考慮到汽車(chē)行駛當中的振動(dòng)和噪聲等影響信號輸出,還需進(jìn)行必要的軟件濾波處理,這里采取數據平均值方法。據《中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例》,安全行車(chē)距離與行車(chē)速度關(guān)系模型如下:當v≥100 km/h時(shí),S>100 m;當v100 km/h時(shí),S>vt/1 000 m;其中,S為安全行車(chē)間距,單位為m;v為本車(chē)時(shí)速,單位km/h;t為每小時(shí)。高速公路上S>50 m。軟件設計主程序代碼如下:

  car_speed();//汽車(chē)時(shí)速監測,返回值為i

  lcd_display(i,1);//第一行實(shí)時(shí)顯示車(chē)速

  car_distance();//車(chē)距監測,返回值為j

  lcd_display(j,2);//第二行實(shí)時(shí)顯示車(chē)距

  car_cmpl(i,j);//比較車(chē)距與安全車(chē)距,確定是否報警

  #pragma interrupt_handler ana_comp_isr:17

  car_acc();//加速度監測,返回值為k

  car_cmp2(k);//實(shí)際加速度與設定閾值的比較,確定是否點(diǎn)亮LED剎車(chē)燈

  主程序在車(chē)輛開(kāi)啟后一直循環(huán)執行,直至車(chē)輛電源關(guān)閉。

  4 結束語(yǔ)

  該設計采用功能模塊化技術(shù),易于操作及擴展;選用性?xún)r(jià)比較高的器件,具有良好的應用和市場(chǎng)前景。設計方案切實(shí)可行,對于汽車(chē)防追尾具有重要意義。另外,設計所采用的加速度傳感器還可作為汽車(chē)防盜的震動(dòng)信號監測。

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