開題報告-純電動汽車智能駕駛系統(tǒng)設計（自動行車）.doc

2015 屆畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 純電動汽車智能駕駛系統(tǒng)設計（行車防撞控制）學 院 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 汽車服務工程 指導教師 設計地點 江蘇理工學院 起止日期 2014年11月22日2015年06月08日 2014 年 11 月 22 日一、研究目的和意義：本課題研究目的:本設計是通過車載傳感器對汽車周圍信息的采集，做出汽車行駛的判斷和反應。其目的之一，自動防撞前方障礙物的性能：當汽車行使前方出現(xiàn)障礙物并對本車行使安全構成威脅時，汽車自動防撞器能實施自動報警、自動減速、自動制動，最終使汽車與障礙物避免相撞。其目的之二，當車輛變道時能根據(jù)車道上車輛的行駛情況計算出最安全便捷的變道方式。本課題研究的意義:（1） 車載紅外循跡系統(tǒng)實現(xiàn)實時識別車道，識別頻率不低于25Hz；（2） 車載超聲波測距系統(tǒng)能夠實時識別前方車輛型障礙，識別頻率不低于20Hz，相對距離誤差小于2m；（3） 車輛在高速公路上，實現(xiàn)無人駕駛自動巡航功能，車速不低于120km/h；（4） 實現(xiàn)危險報警和自動緊急制動；（5） 實現(xiàn)變道防撞擊功能。2、 研究內容（1） 超聲波障礙物探測信號的分析與處理。（2） 角度傳感器信號與速度傳感器信號的集中分析與處理。 （3） 用C語言進行編程實現(xiàn)各功能與控制。三、研究方案系統(tǒng)工作原理如下圖所示系統(tǒng)工作模塊（1） 、超聲波測距 由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求，因此在智能駕駛的研制上也得到了廣泛的應用。利用車輛前后超聲波測距儀可以測量前方障礙物和后方跟隨的車輛與本車的距離，根據(jù)車速計算出合理的安全速度。（2） 、紅外循跡和道路識別 利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射強度的特點，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色紙質地板時發(fā)生漫反 射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。單片機就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的 位置和小車的行走路線。 常用的紅外探測元件有紅外發(fā)光管，紅外接收管，紅外接收頭，一體化紅外發(fā)射接收管。紅外線是不可見光線。所有高于絕對零度（-273.15）的物質都可以產(chǎn)生紅外線。人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長范圍為0.620.76m；紫光的波長范圍為0.380.46m。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線。 （三）、障礙識別 在滿足一定條件下，單目視覺也可以實現(xiàn)障礙檢測。由于系統(tǒng)用于高速公路，可認為下述假設有效：一是前方道路平坦；二是具有車道線，且車道線的曲率半徑大于100m。在上述假定情況下，可以計算出圖像中的車道線區(qū)域內是否存在其它車輛。計算過程是：首先從超聲波獲取信息判斷是否為固定障礙物。如果是固定障礙物則迅速制動；如果是移動障礙物則減速保持車距。此判斷根本在于判斷車輛與障礙物的距離變化率，在一定的范圍內為移動障礙物，否則為固定障礙物。(四)、控制算法系統(tǒng)研究的控制算法包括轉向、電門和制動的控制。系統(tǒng)采用C語言編寫程序設計出擬人自主駕駛控制模型，對車輛控制時，能較為全面地模擬駕駛員的操作策略。(五)、執(zhí)行機構 執(zhí)行機構包括轉向控制、電門和輔助制動系統(tǒng)等。四、預期成果通過設計、修改，進行硬件和軟件的聯(lián)合調試。最終該系統(tǒng)能實現(xiàn)自動防撞前方障礙物的性能：當汽車行使前方出現(xiàn)障礙物并對本車行使安全構成威脅時，汽車自動防撞器能實施自動報警、自動減速、自動制動，最終使汽車與障礙物避免相撞。變道防撞擊等控制功能。5、 進度安排2014年11月22日-2014年12月12日 調研，開題報告；2014年12月13日-2015年02月28日 控制系統(tǒng)硬件框圖，軟件框圖；2015年03月01日-2015年03月31日 繪制控制單元電路圖，并生成PCB圖；2015年04月01日-2015年04月10日 編寫控制軟件；2015年04月11日-2015年05月10日 焊接電路，并調試?？刂瞥绦蛘{試；2015年05月11日-2015年05月22日 連機調試； 2015年05月23日-2015年06月08日 論文撰寫。六、主要參考文獻1 趙繼文.傳感器與應用電路設計M.北京:科學出版社,2002.2 沈聿農(nóng).傳感器及應用技術M.北京:化學工業(yè)出版社,2001.3 郁有文.傳感器原理及工程應用M.西安:西安電子科技大學出版社,2001.4 路錦正 王建勤.超聲波測距儀的設計J.傳感器技術.2002.5 管秀君.汽車單片機及局域網(wǎng)技術M.人民交通出版社.2005.8.6 王威.HCS12微控制器原理及應用M. 北京航天航空大學出版社.2007.10.7 李誠人 高宏洋.嵌入式系統(tǒng)及單片機應用M.清華大學出版社. 2005.3.8 高鵬、安濤. 電路設計與制版-Protel99入門與提高M.人民郵電出版社.2007. 9 杜尚豐、曹曉鐘、徐津.CAN總線測控技術及其應用M.電子工業(yè)出版社，2006.10. 胡偉、季曉衡.單片機C程序