基本信息
- 项目名称：
- 车辆主动防撞安全保护系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 基于89S52单片机技术和超声波测距技术的防撞保护系统，测距仪为距离测量装置，89S52芯片为系统的主控单元，负责信息处理和控制整个系统的运行，凌阳16位单片机进行语音提示和声光报警控制，高亮度红色发光二极管为光提示及警报，扬声器为语音提示，LCD显示模块将车辆前方的车辆的距离及其与己车的相对速度。防撞保护系统主要由探测雷达、中央处理器、报警装置、减速制动装置、显示界面和传感器组六大部分组成，是结合雷达探测技术、目标识别技术、计算机处理与控制技术、精密机械制造技术等尖端、高新技术来实现人、机对汽车危险状态的双重控制。本发明着眼于车辆主动防撞，采用两车相对速度为判断依据，在事故发生前采取预警和必要干预措施减少事故发生率，并运用超声波测距技术和89S52芯片技术为车辆主动防撞提供技术支持，以及硬件保障。本发明激光测距准确，警报误报少，有效保证车内成员和车辆本身的安全。该产品在车辆高速行驶中，利用毫米波雷达探测和识别本车前方的障碍物，通过中央处理器进行分析、计算和判断，并发出相应的报警、减速、制动控制指令，由执行机构执行。对车辆的控制由单一人控改变为人机并联双控。当急行中的车辆面临碰撞危险而司机又未能及时避让和正确操作时，本系统能快速反应．及时报警、自动减速直至紧急刹车，从而化险为夷，转危为安。
- 详细介绍：
- 由激光测距仪(1)、高速A/D转换器(2)、凌阳单片机（3）、DSP芯片（4）、红色高强度发光二极管（5）、扬声器（6），LCD显示模块（7）组成的车辆防撞全自动保护系统。其显著优点是可以实时提供己车前方车辆的距离和相对速度，并能做出预测，在危险发出之前进行预警提示，在紧急情况下启动气刹，最大程度上避免事故的发生，而不是像传统的在事故发生时才采取措施，从而可以有效减少交通事故的发生概率，保障车内成员和车辆本身的安全。 1. 一种基于DSP技术和激光测距技术的FAPS车辆全面自动保护系统，包括激光测距仪(1)、高速A/D转换器(2)、凌阳单片机（3）、DSP芯片（4）、红色高强度发光二极管（5）、扬声器（6），LCD显示模块（7）。 2. DSP芯片根据激光测距仪和高速A/D转换器联合组成的激光测距传感器传送的实时距离数据。初始化所述控制装置，设置汽车行驶安全预警距离s0，车距s，时间t0、t1、t2、t3、t4，频率X1、X2，速度V1、V2； 采用脉冲激光发射器发出脉冲激光信号，测得返回时间t，求得车距s； a) 初始化所述控制装置，设置汽车行驶安全预警距离s0，车距s，时间t0、t1、t2、t3、t4，频率X1、X2，速度V1、V2； b) 采用脉冲激光发射器发出脉冲激光信号，测得返回时间t，求得车距s； c) 由步骤b所测的车距信号判断车辆是否在安全预警距离s0内； d) 当车辆距离在步骤c所述的安全预警距离s0内，进入步骤f； e) 当车辆距离不在步骤c所述的安全预警距离s0内，进入步骤b； f) 红灯亮，每t1时间计算速度v，持续t2时间，计算t2时间内平均相对速度v1； g) 判断v1是否能引起车距小于安全预警距离s0； 1.）否；撤销所有示警措施，进入步骤c； 2.）是；进入步骤h; h) 红灯以X1HZ闪烁, 语音报警扬声器报警,t3时间后测距s； i） 判断车辆是否减速; 1.）是,t4时间后测相对车速v，进入步骤g； 2.）否，进入步骤j； j) 红灯以X2HZ闪烁，语音报警扬声器报警，汽车气刹启动，车前后紧急闪烁灯。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 车辆的安全系统分为主动安全和被动安全两个方面。主动安全的职责是指有效支持驾驶者在行驶中的操作，最大限度地防止事故发生。 现在市面上，关于车辆主动安全系统的研究，还相对不成熟。 一般事故的发生，绝大多数是在因为驾驶员自身大意的情况下发生的，一般发生时间在1-5秒之间，而上述的汽车防追尾系统，采用的是以提醒为主要方式，需要人工减速或制动的方式，假设驾驶员自身没有注意到系统提醒，不主动对车辆进行减速以及制动，车辆就还是存在追尾以及事故的危险。因此此类系统自身是存在一定的技术瓶颈。 车辆主动防撞安全保护系统，针对在行车过程中，全程监控车速，利用激光测距的原理，并结合DSP芯片技术，对所测的距离进行微分运算，当两车间距接近碰撞距离的临界点最大值时，及时发出警报，并自动采取减速措施，当两车车距接近碰撞距离临界点的最小值时，自动采取紧急制动，有效的防止车辆安全事故的发生。 本发明的创新点是可以实时提供己车前方车辆的距离和相对速度，并能做出预测，在危险发出之前进行预警提示，在紧急情况下启动气刹，最大程度上避免事故的发生，而不是像传统的在事故发生时才采取措施，从而可以有效减少交通事故的发生概率，保障车内成员和车辆本身的安全。 其技术关键在于在于多种光波测控以及DSP技术的应用。 其主要技术指标在于多种光波测距的准确性以及主控系统的即时有效分析能力。
科学性、先进性
- 现有的汽车安全保护系统的着眼点主要在事故发生时进行保护，本作品是主动防撞系统，可在事故发生前做出反应以减少直至避免事故的发生。国外的高性能车辆已有部分车辆在研发和试用该理念。激光测距技术成熟，DSP芯片现有的强大的数据信号处理能力等在技术上使得本作品可以做到主动防撞的功能。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年4月经跃进汽车集团公司质量管理部鉴定并出具鉴定书，认为该产品有较高的研究价值和市场推广前景，能有效解决现有的汽车碰撞问题。 2009年5月经南京汽车集团质检部门鉴定并出具鉴定书，认为该产品设计合理，结构简单，思路清晰，有较高的技术含量，对我国民用汽车行业相关电控技术具有积极的引导作用。
作品所处阶段
- 实验室应用阶段
技术转让方式
- 有偿转让
作品可展示的形式
- 模型机展示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 其技术特点在于针对在行车过程中，全程监控车速，利用激光测距的原理，并结合DSP芯片技术，对所测的距离进行微分运算，自动采取制动措施，有效防止事故的发生。其显著优势是可以实时提供己车前方车辆的距离和相对速度，并做出预测，在危险发出之前进行预警提示，在紧急情况下启动气刹，从而可以有效减少交通事故的发生概率，保障车内成员和车辆本身的安全。 推广前景：在我国汽车产业份额年年增加以及我国车辆保有量年年攀高的前提下，我国道路交通事故死亡的绝对数，多年来已高居世界第一并以较高的比例增长。车辆的安全系统分为主动安全和被动安全两个方面。现在市面上，关于车辆主动安全系统的研究，还相对不成熟，推广前景较高。 市场分析：在我国汽车产业份额以及我国车辆保有量年年攀高的前提下，对于中国汽车市场而言，车辆主动防撞安全保护系统的前景是巨大的，人们对于汽车的选择上不再是单纯的将性能，外观等放在第一位，而是看重车辆的安全性,市场前景乐观. 经济效益预测：符合市场需求，价格低廉，有着良好的经济效益以及市场份额。
同类课题研究水平概述
- 国外对车辆主动防撞已进行了较多的尝试和探索，例如福特汽车已开始推出拥有类似功能的车辆了，但国内目前该方面的研究不太多，并且大多是研究其某个方面，如对测距方式的选择及改进等，但对于整体研究一个完整功能的系统的几乎没有，国内对主动防撞的理念认知度和发达国家有显著差距，主动防撞领域的研究和投入目前不多，做出可以用于试用的多几乎没有。国内市场上该类产品还是一片空白。
