车载防撞系统毕业论文答辩ppt

基于激光雷达的车载防撞系统的设计专业：自动化指导教师：鲍伟老师学号：20082046学生姓名：康帆2008级本科毕业论文答辩合肥工业大学Page2基于激光雷达的车载防撞系统的设计i目录模块选型及功能硬件电路连接系统原理及结构致谢研究意义及现状软件部分设计1237654研究收获Page3基于激光雷达的车载防撞系统的设计1.1论文研究意义目前，我国的交通事故的发生率极高，交通事故死亡人数位居世界第一。2006年，全国共发生道路交通事故378781起，造成89455人死亡，受伤431139人，直接财产损失达14．9亿元。我国的万车死亡率为6．2，事故死伤比为1：4．8，由此可见，我国道路交通安全形势非常严峻。研究背景研究意义根据德国原戴姆勒-奔驰汽车制造公司研究报告表明：在危险情况下，如能给驾驶员提前半秒反应时间，则可以分别减少撞车尾事故的30%、迎面撞车事故的60%。资料显示，70-90%的交通事故是由人为错误引起的，因此，这表明了汽车防撞系统技术对减少发生交通事故的重要性。Page4国内研究现状国外研究现状1.2国内外研究现状基于激光雷达的车载防撞系统的设计国内对汽车防撞装置的研究相对于国外比较晚，整体水平也相对较低。具有代表性是有:上海汽车电子工程中心研制的SAE-100型毫米波汽车防撞雷达样机，工作频率35GHz，测距范围大于100米。德国奔驰公司和英国劳伦斯电子公司联合研制的汽车防撞雷达工作于35GHz，探测距离150米，信号处理系统可以计算出前方车辆或障碍物的距离及相对速度，并根据后车速度计算出必要的安全距离，当两车距离小于安全距离时发出灯光和声音报警信号，安装在轿车、客车上试用，效果较好。Page5基于激光雷达的车载防撞系统的设计2.1系统结构图测距传感器单片机DC/DC声音报警单元CAN总线收发模块CAN总线ABS实现报警功能实现自动刹车功能Page6基于激光雷达的车载防撞系统的设计2.2激光雷达工作原理激光辐射激光调制激光干涉光学系统扫描控制激光扫描信号处理激光接收目标探测数据处理单片机显示系统目标数据Page7基于激光雷达的车载防撞系统的设计3.模块选型及功能单片机CAN收发模块通信模块MC9S12C32MAX23282C2506N137Page8基于激光雷达的车载防撞系统的设计MC9S12C323.模块选型及功能82C2506N137MAX232采用freescale公司的MC9S12C32，这款芯片与其他单片机最大的不同在于，它有CAN总线控制引脚，可以通过CAN收发模块与汽车CAN总线之间进行通信，从而实现紧急刹车的功能。具有SPI和SCI端口以及CAN控制器功能。由于激光雷达传感器数据端口是RS232接口，不能与单片机直接相连,在单片机和激光雷达传感器之间需要加一个通信模块。MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。82C250是CAN总线收发器，是CAN控制器和物理总线间的接口，实现单片机与汽车CAN总线之间的通信。6N137是一高速光耦，能够很好的实现总线上个节点之间的电气隔离。Page9基于激光雷达的车载防撞系统的设计4.硬件电路的连接电源模块电路Page10基于激光雷达的车载防撞系统的设计4.硬件电路的连接复位电路MC9S12C32采用低电平复位方式Page11基于激光雷达的车载防撞系统的设计4.硬件电路的连接晶振电路声音报警电路Page12基于激光雷达的车载防撞系统的设计4.硬件电路的连接MAX232:单片机与激光传感器之间的通信电路：激光传感器的信号线接口为RS232，通过模块的信号转换，将R2OUT和R2IN引脚分别与单片机的RXD和TXD引脚相连，实现单片机对激光传感器的信息采集。Page13基于激光雷达的车载防撞系统的设计4.硬件电路的连接CAN收发模块电路电气隔离部分：为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，MC9S12C32的TXCAN和RXCAN并不是直接与82C250的TXD和RXD相连，而是通过高速光耦6N137后与82C250相连，这样就很好的实现了总线上各CAN节点间的电气隔离。CAN总线部分：单片机通过CAN总线相连，能够实现与汽车ABS通信，发出制动信号，实现紧急刹车功能Page14基于激光雷达的车载防撞系统的设计4.硬件电路的连接电气隔离部分：Page15基于激光雷达的车载防撞系统的设计4.硬件电路的连接CAN总线部分：82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5Ω的电阻与CAN总线相连，起到一定的限流作用，保护82C250免受过流的冲击。CANH和CANL与地之间并联了两个30pF的小电容，可以起到滤除总线上的高频干扰和一定的防电磁辐射的能力。Page16基于激光雷达的车载防撞系统的设计5.软件部分的设计本车（车0）小车2小车4αXY本车（车0）小车1小车3αXY车辆行进示意图：小车2与小车0的相对速度再大也不会对小车0构成威胁，得出第一个数据处理条件，及X轴横向距离小于本车安全距离X0的坐标信息，视为有效信息。图中，小车3距离小车0更近，但是，若经过计算距离和相对速度，小车1与小车0会先于小车3与小车0相撞，则会优先考虑小车1的坐标信息。从而得出结论，系统将预料撞车时间T作为一个衡量数据。Page17基于激光雷达的车载防撞系统的设计5.软件部分的设计系统流程图如图：其中，Ts为报警临界时间，即单片机在对激光雷达传感器采集到的数据进行处理后得到的预料撞车时间T小于Ts时，则单片机通过向蜂鸣器引脚发送出电平信号，使蜂鸣器发出报警声音；Tl为安全极限时间，即一旦预料撞车时间T小于Tl时，驾驶员通过自身生理反应已经来不及采取制动措施，此时，系统自动对ABS发出刹车控制信号，以防止因驾驶员来不及刹车而导致发生事故的可能性。开始初始化数据采集子程序计算预料撞车时间T自动制动程序声音报警程序T是否大于安全时间Ts？T是否大于极限时间Tl？YNYNPage18基于激光雷达的车载防撞系统的设计5.软件部分的设计数据采集子程序如图：由于激光雷达在0-180°每个方位角都会进行探测，每一帧数据包括180个坐标信息，如果在某个方位α上没有收到回波，则忽略不计。单片机对激光雷达传感器收到的每个回波坐标信息进行处理，判断汽车是否处于安全行驶状态。其中，X0为汽车车宽（可以设定一定余量）。数据采集子程序入口禁止中断计算回波横向坐标X恢复中断XX0/2?输出坐标信息返回YN是否为最后一组数据？YN跳至下一组数据Page19基于激光雷达的车载防撞系统的设计6.研究收获通过本次毕业设计，我学到了很多有用的东西，增强了自身研究问题的能力，不仅自身解决问题的能力得到了培养，还意识到了相互交流的重要性，积累了不少经验。但在论文的写作及分析过程，我越来越认识到自身知识与分析能力的薄弱。论文存在许多不足之处，许多问题仍需进一步思考和探索。请各位老师多批评指正，让我在今后的学习与工作中做到更好。Page20基于激光雷达的车载防撞系统的设计致谢在此特别感谢我的论文指导鲍伟老师。其治学严谨、平易近人。在论文的每一个环节，都对学生悉心指导和帮助。提出了很多宝贵的意见，并为论文的修改和最后的定稿花费了大量心血。谨在此致以深深的谢意！