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一．汽车防撞系统的定义及组成。
CCAS就是「Car Collision Avoidance System 」的简称，即为「汽车防撞系统」。
防撞雷达装置即汽车防撞系统，是防止汽车发生碰撞的一种智能装置。
它能够自动发现可能与汽车发生碰撞的车辆、行人、或其它障碍物体，发出警报或同时采取制动或规避等措施，以避免碰撞的发生。
防撞雷达装置主要由三个部分组成：（1）信号采集系统：采用雷达、激光、声纳等技术自动测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离；（2）数据处理系统：计算机芯片对两车距离以及两车的瞬时相对速度进行处理后，判断两车的安全距离，如果两车车距小于安全距离，数据处理系统就会发出指令；（3）执行机构：负责实施数据处理系统发来的指令，发出警报，提醒司机刹车，如司机没有执行指令，执行机构将采取措施，比如关闭车窗、调整座椅位置、锁死方向盘、自动刹车等；防撞雷达装置高集成化、高智能化、高适应性：集声、光、电、机多方面的高科技组合。
智能化的处理器，识别处理指令速度远远高于人脑的最快反映速度。
适用于各种类型汽车的安装。
由于车祸事件日驱严重，所以近年来各国(尤以欧洲为主)，都在致力发展CCAS，但由于其成本高昂而未得到广泛的应用。
二．DSP（Digital Signal Processing）的介绍DSP是一种价格低廉但性能高的芯片,将接受到的讯号(从雷达那)转成数字讯给计算机,让计算机做距离等的运算判断,别于现在市面上的倒车雷达,它必须精密计算,并且自动煞车,此芯片也正朝自动驾驶迈进!DSP是微处理器的一种。
这种微处理器具有极高的处理速度。
DSP的出现使得极大的推动了汽车防撞雷达技术研究，使汽车防撞雷达系统在普通汽车中的实现和普及成为可能。
三．汽车防撞的几种探测方式目前汽车防撞系统按目标探测方式主要有激光、超声波、红外等一些测量方法，不同的目标探测方式其工作过程和原理有不同之处，但它们的主要目的都是通过前方返回的探测信息判断前方车辆和本车间的相对距离，并根据两车间的危险性程度做出相应的预防措施。
汽车防碰撞系统研究文献综述1.引言汽车碰撞有汽车碰撞到固定的物体或与行驶中的汽车相撞两种类型。
为了防止汽车在行驶中，特别在高速行驶时发生碰撞，一些现代汽车已装备了自动控制防碰撞系统，这是一种主动安全系统。
汽车行驶时，防碰撞系统处于监测状态，当汽车接近前车车尾或超越前车时，该系统将发出警告信号。
在发出警告后，如果驾驶员没有采取减速制动措施，该系统便启动紧急制动装置，以避免发生碰撞事故。
2.概述防碰撞控制系统装有测距传感器，它们利用激光、超声波或红外线，测得汽车与障碍物间的距离，这个距离信号，加上车速传感器和车轮转角传感器的信号送入电子控制器，通过计算求出行驶汽车与前方物体的实际距离以及相互接近的相对速度，并向驾驶员发出预告信号或显示前方物体的距离。
当将要碰撞时，控制器向制动装置和节气门控制电路发出控制指令，使汽车发动机降速并及时制动，从而有效地避免碰撞。
3.测距传感器（1）防碰撞传感器① CCD照相机CCD（电荷耦合器件）摄像元件可以读取受光元件接收的光通量放出的电流值，并作为图像信号输出。
在夜间，由于照相机处于低照度的环境，只有在汽车前、后照灯打开时才能确认障碍物。
汽车装设的CCD照相机如上图所示，当点火开关接通时，变速器换档杆换到前进档或倒档，多功能显示板上就能显示出车辆前方或后方的图像。
② 激光雷达激光雷达是从激光发送至被测物体，然后反射回来被接收，其间的时间差即用来计算至障碍物的距离。
早期的车用激光雷达都是发送多股激光光束，并依靠前车反射镜的反射时间来测定距离。
现代汽车除了测定前方车的距离外还要对前方多辆车的位置进行辨识，因而开始采用扫描式激光雷达。
根据物体的反射特性，激光的反射光亮变化很大，因此可能检测出的距离也是变化的。
由于车辆后部的反射镜等容易反射，故可以检测出稳定的较长距离。
有少许凹凸的铁板等因不能得到充足的反射光量，故测出的距离较短。
另外，在检测侧面方向及后方的障碍物时，与检测前方障碍物的情况不同，如果障碍物上没有反射镜，那么由于各种障碍物的反射特性变化很大，故可能稳定测出的距离 变短。
] 2020年国家级大学生创业训练计划立项项目“车辆防碰撞系统设计”成果，项目编号：202010595287。
科学与信息化2021年1月下
检测可视化图示
主要技术内容
背景差分法被广泛应用于运动目标的检测算法，主要利用视频图像中的当前帧图像和背景模型进行比较的方法，因此该
汽车防撞系统的发展趋势将从被动防撞减少伤害逐步向主动避撞减少事故方向发展。
被动防撞主要依靠车体结构的耐撞性及座位安全带等约束系统来降低事故发生后乘客所受到的伤。
目录摘要 (1)目录 (1)绪论 (3)第一章汽车防撞报警系统设计简介 (4)1.1 设计概要 (4)1.1.1设计任务与要求 (4)1.1.2研究方法 (4)1.1.3解决的关键问题 (4)1.2 汽车防撞报警系统设计的意义 (5)第二章设计思路分析 (7)2.1 系统总体方案 (7)2.2 工作原理 (8)2.3 控制器AT89C2051的功能特点 (8)第三章系统硬件电路设计 (9)3.1 系统硬件方案设计 (9)3.2 遥控器控制框图 (10)3.3 工作原理剖析 (11)3.3.1传感器的选择 (11)3.3.2超声波的发射与接收电路 (11)3.3.3测速原理 (12)3.4 实物设计所能达到的功能及操作说明 (12)第四章系统软件电路设计 (14)4.1 主程序 (14)4.2 串口通信模块——transplant．C (15)4.3 程序编写 (16)第五章调试与测试 (18)总结 (19)参考文献 (20)附录1 (20)附录2 (22)致谢 (25)绪论随着时代的发展及社会的进步，越来越多的汽车进入了普通人的家庭。
汽车逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。
尽管公路条件在不断地改进，但仍然避免不了公路上汽车拥挤的现状，再加上设计车速不断提高，恶性交通事故无时无刻不在发生，给人们和社会带来了巨大的生命与财产损失。
汽车防撞报警系统也因此应用而生。
汽车防撞报警系统是一种当汽车离障碍物较近时向司机预先发出报警信号的装置，通常系统的各个探测器安装于汽车的几个关键的车身部位，能探测到接近车身的行人、车辆和周围的障碍物，能向司机或乘客提前发出即将发生撞车危险的信号，促使司机甚至撇开司机采取应急措施处理特殊险情，避免损失。
同时当汽车发生故障时，可以通过按动警示信号键向过往的车辆发送无线警示信号，提醒过往车辆的司机注意，从而更有效地避免交通事故的发生。
汽车的各种方便性正不断地被人们所接受，现如今如同是一般的家用电器一样地进入平常百姓的家中，开发本系统，可以广泛地安装于各种家用轿车、客车、货车等，如与车载微型电脑相配合，可以实现更多的人工智能化操作，是实现汽车无人驾驶必不可少的一个组成部分，也是未来汽车的发展方向，因此运用前景是相当可观。
车辆碰撞防护系统设计与仿真车辆碰撞防护系统是一种重要的安全设备，可有效减少车辆碰撞事故对车辆及乘员的伤害。
本文将探讨车辆碰撞防护系统的设计原理和仿真方法。
一、设计原理车辆碰撞防护系统的设计原理基于以下几个关键方面：1. 前碰撞感知与控制：车辆前部装配传感器，如雷达或摄像头，以感知前方的车辆和障碍物。
通过实时采集的数据，车辆可以预测碰撞风险并做出相应的控制动作。
2. 碰撞时刻预测与防护：根据前碰撞感知系统获取的数据，车辆可以对可能的碰撞时刻进行预测。
当碰撞风险较高时，车辆可以自动采取措施，如紧急制动或转向，以减少碰撞损伤。
3. 碰撞缓冲与吸能设计：车辆碰撞防护系统应设计有缓冲模块和吸能结构，以最大限度减少碰撞时产生的冲击力。
这可以通过在车辆前部安装缓冲器或使用可吸能材料来实现。
4. 乘员安全保护：车辆碰撞防护系统还应考虑乘员的安全保护。
车辆内部可以配置气囊装置，以减少乘员在碰撞过程中的伤害风险。
二、仿真方法对车辆碰撞防护系统的设计进行仿真可以帮助验证系统的性能和有效性。
以下是常用的仿真方法：1. 有限元分析：使用有限元方法对车辆的结构进行建模，并施加碰撞加载来模拟碰撞过程。
这种方法可以分析车辆在不同碰撞条件下的应力、变形和能量吸收情况。
2. 碰撞动力学仿真：通过建立碰撞模型和运动方程，对车辆碰撞过程进行动力学仿真。
这种方法可以模拟车辆的碰撞响应和乘员的受力情况。
3. 控制系统仿真：通过建立车辆碰撞防护系统的控制算法和模型，对系统的控制策略进行仿真分析。
这可以帮助改进系统的响应速度和精度。
4. 碰撞风险评估：使用统计方法和数学模型对车辆的碰撞风险进行评估。
通过模拟不同碰撞场景和乘员特征，可以预测系统的碰撞防护效果。
以上仿真方法可以在计算机辅助设计软件中进行，如CAD、ANSYS等。
通过不断优化系统设计和仿真分析，可以提高车辆碰撞防护系统的性能和可靠性。
三、总结本文探讨了车辆碰撞防护系统的设计原理和仿真方法。
1 引言我国道路交通平安现状通过一个世纪的进展，汽车已经成为现代文明与进步的标志，是社会生活中不可缺少的重要组成部份。
汽车以其特有的优越性给人们的生活方式、生产方式带来了庞大转变，它令人们的出行变得愈来愈迅速，愈来愈方便舒适，为现代社会的进展和人类生活条件和改善做出了庞大奉献。
但是，当人类社会充分享受汽车带来的诸多益处的同时，也为此付出了繁重的生命和财产代价。
据不完全统计，我国自1998年至2020年，累计已有1007675人死于道路交通事故，其中仅2002年，道路交通事故就造成109381人死亡。
表列出了我国1998年-2020年的交通事故次数、死亡人数、受伤人数和直接经济损失。
表我国历年道路交通事故统计（1998-2020）选题意义和背景汽车业与电子业是世界工业的两大金字塔，随着汽车工业与电子工业的不断进展，在现代汽车上，电子技术的应用愈来愈来普遍，汽车电子化的程度愈来愈高。
汽车电子技术是汽车技术与电子技术想结合的产物。
汽车上的电器与电子操纵系统在汽车技术进入机电一体化时期的今天，地位极为重要，正在汽车技术领域进展成为一门独立的分支学科，其性能的好坏直接阻碍到汽车的动力性、经济性、靠得住性、平安性、排放干净、及舒适性等。
电子操纵技术在汽车上，第一应用于发动机燃油消耗操纵与排放进化与排放操纵，接着被应用于底盘部份的操纵，以提高行驶的稳固性、平安性、与舒适性等。
随着交通运输向高密度进展，电子操纵技术又进一步应用于汽车的乘坐平安性和导航等方面。
电子技术在汽车安全控制系统的应用主要是为了增强汽车的安全、舒适和方便。
应用的电子技术主要有：电子控制安全气囊，智能记录仪，雷达式距离报警器，中央控制门锁，自动空调，自动车窗、车门、座椅、刮水器，车灯控制，电源控制以及充电器等。
近年来汽车的自动调速系统，主动式汽车防撞系统，汽车监测和自诊断系统以及汽车导航系统也得到了广泛的应用。
汽车发生碰撞的要紧缘故是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。
汽车防撞预警系统设计一、系统概述汽车防撞预警系统主要由传感器、控制器、报警装置和执行机构四部分组成。
传感器负责实时监测车辆周围的环境信息，控制器对收集到的信息进行处理和分析，判断是否存在碰撞风险，如有风险，立即启动报警装置并控制执行机构进行干预。
二、传感器选型与布局1. 传感器选型为实现全天候、全方位的监测，本系统选用毫米波雷达、摄像头和超声波传感器三种传感器。
毫米波雷达具有穿透力强、抗干扰能力强等优点，适用于雨雾等恶劣天气；摄像头可识别道路标志、行人和车辆等目标；超声波传感器则用于检测车辆周围的近距离障碍物。
2. 传感器布局根据车辆结构和行驶需求，本系统将传感器均匀分布在车辆的前后左右四个方向，确保无死角监测。
具体布局如下：（1）前方：安装两个毫米波雷达，分别位于车辆前保险杠两侧，覆盖前方120°的监测范围。
（2）后方：安装一个毫米波雷达，位于车辆后保险杠中央，覆盖后方60°的监测范围。
（3）左右两侧：各安装一个摄像头，分别位于车辆左右两侧，覆盖左右两侧60°的监测范围。
（4）四周：安装四个超声波传感器，分别位于车辆前后保险杠和左右两侧，用于检测近距离障碍物。
三、控制器设计1. 算法设计（1）数据预处理：对传感器采集到的数据进行去噪、滤波等处理，提高数据质量。
（2）目标检测与识别：通过摄像头识别道路标志、行人和车辆等目标，结合毫米波雷达和超声波传感器数据，确定目标的位置、速度等信息。
（3）碰撞风险评估：根据目标的位置、速度等信息，计算与本车的相对距离和相对速度，预测未来一段时间内可能发生的碰撞情况。
（4）预警决策：根据碰撞风险评估结果，判断是否触发预警。
2. 硬件设计控制器硬件部分主要包括处理器、存储器、通信接口等。
处理器选用高性能、低功耗的嵌入式芯片，满足系统实时性和稳定性的需求；存储器用于存储算法模型和运行数据；通信接口负责与传感器、报警装置和执行机构进行数据交互。
汽车防碰撞系统研究现状分析摘要：现在的交通越来越发达，很多家庭已经开始驾驶私家车出门，由于车辆的增多，交通事故频发，汽车相撞以及撞到相应的建筑等。
为了应对这些问题，减少人员的伤亡，一种自动控制防撞系统应运而生。
它在汽车行驶时，就进行工作，对于可能出现的问题进行报警信号的发出。
如果不听，系统进行强制操作，停止车辆运行。
从而保证人员安全。
关键词：汽车防碰撞系统；测距传感器；强制制动前言防碰撞系统为了可以及时有效对于车辆的实时监控，安装了传感等设备，通过摄像头、激光、雷达等方式进行车辆间距离的测量，并同时进行车辆间的速度以及车辆与周围建筑物的相对距离。
及时将安全状态信息通过声、光、震动等形式提醒驾驶员，让驾驶员对于事故进行有效控制。
如果驾驶员不能及时作出判断，或者无视警报，车辆则会在即将出现的危险状况之前对汽车进行降速或者紧急制动，避免事故的发生。
一、测距传感器1. 防碰撞传感器其中具体介绍五种传感器。
第一个是 CCD 照相机，它的关键因素是光的信息的接收，根据图像信息分析环境状态信息。
所以，在光线充足条件下的效果较好，但是到了夜晚，必须依靠车辆的照灯来进行信息采集，识别周围的障碍物。
前进挡识别采集前面路况信息，倒车则识别采集车辆尾部状况信息。
第二个是激光雷达。
激光是最重要的，将激光发射，碰到被测物体就会被反射回来，其中的时间差就是用来计算距离的。
以前的激光雷达，发射的光束很多，用前车反射镜的反射时间测算距离。
现在的扫描式激光雷达不仅测算距离，还可以查询到它的位置所在。
其工作原理是向目标发射探测信号 ( 激光束 ), 然后将接收到的从目标反射回来的信号 ( 目标回波 ) 与发射信号进行比较 , 作适当处理后 , 就可获得目标的有关信息 , 如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，激光雷达技术分辨率高，隐蔽性好、抗干扰能力强，探测性能好，但是工作时受天气和大气影响大。
激光一般在晴朗的天气里衰减较小，传播距离较远。
车辆防碰撞系统
随着现在人们生活水平的提高，汽车可以说是我们做常用的交通工具，越来越多的人拥有汽车，对于汽车的性能与配备也是越来越先进，智能车辆成为了现在人们研究的热点，在交通拥挤，技术发展的背景下，将各种先进技术运用到汽车工程中，减少交通事故，提高运输效率，减轻驾驶员的劳动负荷的思想就应运而生，从而产生了智能车辆系统。
车辆的增多使得交通事故频频发生，全球每年由交通事故造成的人员和财产损失的数目是惊人的，因此，车辆安全问题已引起人们的高度重视。
对大量交通事故的分析表明，80%以上的车祸是由于驾驶员反应不及时引起的，超过65%的车辆相撞属于追尾相撞，其余则属于侧面相撞和正面相撞。
有关研究表明，若驾驶员能够提早1s意识到有事故危险并采取相应的措施，则90%的追尾事故和60%的正面碰撞事故都可以避免。
为了减少交通事故，个人在车载系统的功能将得到改善。
最起码的信息和预警系统，已经在市场上出现的，而驾驶辅助和自动化技术在地平线上的进一步定位。
在驾驶员信息系统的关键技术挑战是降低生产成本，同时提供动态的路线引导能力。
例如，目前大多数系统提供基于“静态”地图交通的考虑，不论路由。
动态路径诱导系统基础上，当时的“实时”条件下的巷道，如事故或施工造成的瓶颈的位置，可确定最佳路线。
防撞系统开发技术的主要挑战是降低成本的同时，也提高了感应功能，以提高准确性和可靠性。
自动车将共享许多防撞系统的传感元件，还必须具备的情报，可以不断地评估不断变化的环境和驾驶环境的情况下。
汽车发生碰撞的主要原因是由于汽车距其前方物体（如汽车、行人或其他障碍物）的距离与汽车本身的车速不相称造成的，即距离近而相对速度又太高。
为了防止汽车与前方物体发生碰撞，汽车的车速就要根据与前方物体的距离变化由执行机构进行控制，使汽车始终在安全车速下行驶。
这样就会大大提高汽车行驶的安全性，减少车祸的发生。
发展汽车防撞技术，对提高汽车智能化水平有重要意义。
据统计，危险境况时，如果能给驾驶员半秒钟的预处理时间，则可分别减少追尾事故的30%，路面相关事故的50%，迎面撞车事故的60%; 1秒钟的预警时间可防止90%的追尾碰撞和60%的迎头碰撞。
理论上，汽车防撞装置可在任何天气、任何车速状态下探测出将要发生的危险情况并及时提醒司机及早采取措施或自动紧急制动，避免严重事故发生。
汽车防撞装置是借助于遥测技术监视汽车前方和后方的车辆、障碍物，并根据当时的车速自动判断是否达到危险距离，及时向司机发出警告，必要时还可进行自动关车、自动紧急刹车。
德国和法国等欧洲国家也对毫米波雷达技术进行了研究，特别是奔驰、宝马等著名汽车生产厂商，其采用的雷达为调频毫米波雷达（Frequency Modulation Continuous Wave）,频段选择76~77GHz。
如奔驰汽车公司和英国劳伦斯电子公司联合研制的汽车防撞报警系统，探测距离为150米，当测得的实际车间距离小于安全车间距离时，发出声光报警信号。
该系统已经得到应用。
美国的汽车防碰撞技术已经相当先进，福特汽车公司开发的汽车防碰撞系统的工作频率为24.725 GHz, 探测距离约106米。
据说该系统理论上能根据转弯的角度信息自动适应路面的转弯情况，仅探测本车道内车辆的信息，从而可避免旁车道上目标物的影响。
戴姆勒-克莱斯勒公司的防撞结构主要是两个测距仪和一个影像系统，她能够测出安全距离，发现前方有障碍物，计算机能够自动引发制动装置。
戴姆勒-克莱斯勒公司的实验结果显示，车速以每小时32.18公里/小时的速度行驶，在距离障碍物2.54cm的地方停下来。
所以，智能汽车实际上是智能汽车和智能公路组成的系统，目前主要是智能公路的条件还不具备，而在技术上已经可以解决。
在智能汽车的目标实现之前，实际上已经出现许多辅助驾驶系统，已经广泛应用在汽车上，如智能雨刷，可以自动感应雨水及雨量，自动开启和停止；自动前照灯，在黄昏光线不足时可以自动打开；智能空调，通过检测人皮肤的温度来控制空调风量和温度；智能悬架，也称主动悬架，自动根据路面情况来控制悬架行程，减少颠簸；防打瞌睡系统，用监测驾驶员的眨眼情况，来确定是否很疲劳，必要时停车报警……计算机技术的广泛应用，为汽车的智能化提供了广阔的前景。
汽车的防碰撞系统对交通安全的影响很大，也是减少交通事故的一个有效的办法，所以利用高科技手段发展智能车辆造福人类，是人们的安全得到保障。
