汽车追尾碰撞预警系统的研究

○A基础理论

●B应用研究

○C调查报告

○D其他

本科生毕业设计（论文）汽车追尾碰撞预警系统的研究

二级学院：物理科学与技术学院

机电技术教育（汽车

专业：

方向）

年级：2009级

学号：2009954111

作者姓名：

指导教师：

完成日期：2013年5月18日

目录

摘要 (1)

引言 (1)

1汽车追尾碰撞预警系统的介绍 (2)

1.1汽车追尾碰撞预警系统的数学模型 (2)

1.2汽车追尾碰撞预警系统的结构组成 (3)

1.2.1微处理器 (3)

1.2.2相对速度测量传感器 (4)

1.2.3激光测距传感器 (4)

1.2.4车辆加速度传感器 (5)

1.2.5显示报警装置 (5)

1.3汽车追尾碰撞预警系统的工作原理 (6)

2汽车追尾碰撞预警系统的设计 (7)

2.1汽车追尾碰撞预警系统的硬件设计 (7)

2.2汽车追尾碰撞预警系统的软件设计 (9)

3总结 (12)

参考文献 (14)

汽车追尾碰撞预警系统的研究

作者刘栩彬指导教师李明圣讲师

（湛江师范学院物理科学与技术学院，湛江 524048）

摘要：为了能够有效减少汽车追尾事故的发生，建立在系统动力学的基础上，对汽车追尾碰撞预警系统进行了研究，得到了该系统的数学模型以及使用的硬件和软件。这种模型考虑了驾驶员对突发事件的应急情况，根据前方车辆和自身车辆的速度的变化来计算是否处于安全距离之内，如果是处在安全距离范围外，系统会给出预警信号，从而避免事故发生。详细给出了系统的工作原理、结构组成以及硬件和软件的设计，运行安全可靠，前景广阔。

关键词：追尾碰撞；预警系统；数学模型；硬件设计；软件设计

Automotive behind collision warning system research

Xubin Liu

Institute of physics science and technology, Zhanjiang Normal University, Zhanjiang 524048 China

Abstract : In order to be able to effectively reduce car tracing cauda accidents, based on system dynamics, the vehicle rear end collision warning system is studied, the mathematical model of this system, and the use of hardware and software. This model takes into account the driver for emergency situation, according to the variation of the speed of the vehicle and its own whether to calculate within a safe distance, if the range is at a safe distance, the system will give warning signals, so as to avoid accidents. System is presented in detail the working principle, structure composition and the design of hardware and software, safe and reliable running, broad prospects.

Keywords : rear end collision；early warning system；mathematical model；hardware design; software design

引言

随着经济全球化的普及，各国的经济得到快速发展，人们更多的开始追求生活中的享受，而汽车作为人们生活中的代步工具，逐步普及到每个家庭中。车辆的快速增多，给公路带去了巨大的压力，这也造成了追尾事故的快速增加。“追尾”是一种覆盖全世界的流行性疫情病毒，是有车一族的常见高发病，是自汽车大量面世以来，衍

生的最恶性的副产品。据统计，2005年，追尾碰撞事故约占全年事故总量的12.88%，死亡人数约占14.77%，受伤人数约占12.52%；而在高速公路事故中，追尾碰撞事故起数约占总数的39.29%，死亡人数约占47.82%，受伤人数约占48.25%[1]。调查表明中国的公路追尾碰撞发生起数约占总事故起数的33.6%，其造成的经济损失约占总数的40%[2]。可见追尾碰撞已成为车辆事故中的主要形式，呈现出向恶劣方向发展的趋势，而且在现在以及在未来的时间里都会一直影响着道路的安全性。通过高科技带来的成果，基于系统动力学，利用信息反馈系统，在考虑到驾驶员的反应时间以及较为符合现实的基础下，研究出汽车追尾碰撞预警系统。该系统将会具有制造成本低、实用性好和安全可靠的特点，前景是能够普遍推广到各个车辆中，这将能够减少追尾碰撞事故的发生几率，保障人们出行的安全。

1汽车追尾碰撞预警系统的介绍

1.1汽车追尾碰撞预警系统的数学模型

在汽车追尾碰撞预警系统模型中，定义有状态变量、变化率。状态变量定义为在系统动力学中，具有将数据叠加的功能。引导两辆车的车速在加速度的影响下随着时间的慢慢推移，称为状态变量[3]。变化率也就是说状态变量的累积速度，二者的相对速度是车距得以所计算的。

在时刻t的时候，前面引导车辆的车速Vl在在加速度al的影响下为状态变化，可以定义为：

（

=）

）

（

V（1）V

）V

+

t(1*

dt

dt

-t

al

-t

t

p

其中dt为时间的微积分。

同理，相对于前面车辆的后面的车辆的车速vf在加速度af的影响下的表示为：

）

（

（

=）

）

V（2）

（A

+

V

-t

dt

f*

f

dt

t

p

-t

dt

在同一个参考系的基础下，如果引导车辆与另一台汽车的行车位置变化率分别用dXl（t）和dXf（t）表示，则这两辆车的车距为：

1

d

t

S=（3）

d-

X

t X

（

）

）

（

）

（t

f