传感器期中_基于现代传感器技术的汽车自助驾驶系统设分析.docx

学院：****专业：通信工程课程：传感器技术作者：斯汤雷学号：2013110303**联系方式：152****6320二〇一五年十一月摘要本设计的自助驾驶系统利用车载传感器来感知车辆周围环境及车辆信息，并根据感知所获得的路况、车辆位置和障碍物信息，智能自主地控制车辆的转向、速度和制动系统，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。文中从自助驾驶和无人驾驶汽车的研究谈起，认为在传感器的使用下，自助驾驶系统具有广阔的发展前景；讨论了自助驾驶汽车的设计路线方案，具有一定的科学可行性，具体介绍了超声传感测距及速度控制部分，引入安全驾驶速度和安全距离的因素，设计科学合理。一、梦想的构思与可行性分析1.1 设计背景近年来，我国交通事业飞速发展，车辆的行驶速度及流通密度大大提高，但随之而来的交通事故也频频发生，造成了严重的人员伤亡及财产损失。如何减少交通事故的发生已成为当务之急。为避免汽车事故的发生和减少伤害程度，日本、美国和欧洲等国的大汽车公司都投入了相当的人力、物力在所开发的高级汽车上大量使用先进的智能控制系统，包括采用先进的雷达、CCD摄像机和高档微机等，但过高的成本限制了其在普通汽车上的应用。自助驾驶的汽车并非只在科幻电影中出现，而是已经真实存在现实生活中，近年来，不少国家在积极开发自助驾驶甚至是无人驾驶汽车技术。从长远考虑，自助驾驶汽车优点很多，不需要司机全市驾驶而成本更低，也更保障买了驾驶的安全性。本文中所提到的自助驾驶并不等同于无人驾驶，无人驾驶汽车，又称为自动驾驶汽车、电脑驾驶汽车。是一种透过电脑系统实现无人驾驶的智能式的汽车。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。无人驾驶建立在没有驾驶员操作的基础之上，与无人驾驶汽车相比，自助驾驶汽车更强调人类的体验，使驾驶员通过不完全操作而达到智能驾驶的效果。1.2设计的可行性分析近年来自助驾驶技术的研究进展十分迅速，尤其是国内外举办的一系列赛事，更有效推动了自助驾驶汽车智能性和实用性的快速发展。自助驾驶技术是一种利用车载传感器来感知车辆周围环境。并根据感知获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使汽车能够安全、可靠地在道路上行驶[1]。在理论上，在如果大多数汽车装上自助驾驶系统，所有自助驾驶汽车的数据就可以通过无线方式共享，网络系统就可以通过每辆车的周边路况对全部车辆进行调节，从而预测车流量，合理安排车辆的路线。在技术层面上，各种传感器和计算机的性能将越来越能解决各种问题，我国拥有自主研发的北斗导航系统、雷监测系统等关键设备。本系统利用超声定位技术建立了低成本的安全预警系统，该系统可在设定的接近区域内检测是否存在其他车辆或行人，并通过语音提示警告驾驶员，以便提前采取适当措施。该系统的研制成功，对于推广安全预警新技术在普通汽车上的应用具有重要的意义[2]。二、研究现状分析2.1国外研究现状世界上最先进的无人驾驶汽车已经测试行驶近五十万公里，其中最后八万公里是在没有任何人为安全干预措施下完成的。自20世纪70年代开始，斯坦福大学、卡内基一梅隆大学和麻省理工学院等大学在自动驾驶智能车辆领域进行了大量的基础性研究。欧洲也与80年代启动了世界上大规模研究智能地面车辆的Eureka—PROMETHEUS项目，欧洲几乎所有的轿车生产厂家和大部分的著名研究院所、大学都参与了这一项目，目前在可行性和实用化方面都取得了突破性进展。美国和德国走在技术水平的最前列。 2005年。由谷歌公司和美国斯坦福大学合作改装的一辆大众途锐轿车，用时7 h完成美国国防部“大挑战”比赛的全部复杂多变的崎岖路段，顺利到达终点[3]。2.2国内研究现状我国在无人驾驶汽车的开发方面起步较晚。1992年，国防科技大学研制成功第一代无人驾驶汽车，该汽车的自动驾驶系统由计算机及其配套的检测传感器和液压控制系统组成。2000年6月，其研制的第4代无人驾驶汽车试验成功。最高时速达76km，创下当时国内最高纪录。2005年，首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研制成功。2011年7月14日，由国防科技大学自主研制的红旗HQ3第一辆真正意义上的无人驾驶汽车，首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶实验，创造了中国自主研制的无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录，标志着中国无人车在复杂环境识别、智能行为决策和控制等方面实现了新的技术突破，达到世界先进水平[4]。2.3发展前景21世纪是信息技术的时代，构成现代信息技术的三大支柱是传感器技术、通信技术与计算机技术，在信息系统中它们分别完成信息的采集、信息的传输与信息的处理，其作用可以形象地比喻为人的“感官”、“神经”和“大脑”[5]。人们在利用信息的过程中，首先要获取信息