防汽车追尾仪.doc

防汽车追尾仪 光信1002班 张学海 陈冠同 杨莉菲 设计的目的和意义 在整个道路交通事故中，汽车追尾事故约占半数以上，有些大的群死群伤恶性交通事故，开始是由于追尾剐蹭引起的。本文探讨和研究了一种智能化的汽车防撞系统，在正常行驶时，该系统不报警，当自车与前车之间的距离小于所设定的安全距离并有可能发生碰撞时，该系统将发出报警信息并自动采取措施，以避免碰撞事故的发生。 在高速公路上行车的理想交通条件是在同一车道上，同向行驶的车辆，均是单一的小客车，以相同的速度、连续不断的行驶，各车辆之间保持着一定的车头间距，构成了一种稳定的交通流。如果跟随车辆的车头间距过小，则容易发生汽车追尾碰撞事故;如果车头间距过大，又会影响道路的通行能力。所谓行车安全距离就是指在同一车道上，同向行驶前后两车间的距离(后车车头与前车车尾之间的距离)，保持既不发生汽车追尾事故，又不降低通行能力的适当距离。我们设计这个系统的目的就是使汽车行驶在安全距离之内。 二.系统的总思想 本系统利用现在广泛利用的CCD装置来实现距离的测量，这特别有助于处理交通比较繁忙的情况。 1.运动模型如下图所示： 图中：为第一次用CCD测量的距离，为第二次用CCD测量的距离，为两次测量的时间间隔。 1）当时，绝对安全，指示灯绿灯亮，蜂鸣器不响。 2）当时，引入安全系数这个参数，令安全系数为，为了给人足够的反应时间，我做如下规定： 当，危险提示，蜂鸣器响，但声音小，黄灯亮。 当时，危险提示，蜂鸣器响，声音尖锐，红灯亮。 2.CCD测速，测距 在物体空间中，通过光点，线，栅各个形式的特定光源，来标记适当的点，一旦在物空间中识别出这些点，可将这些标记点再映射回物体空间，利用照明中的几何关系信息，帮助提取景物中的几何信息。在自然光光照条件下，使用一个能产生平面光束的激光器，该激光于摄像机的距离已知，当平面激光投射到景物上时，在景物上就出现反射光线，在摄像机上配有适当的光学滤波器，使景物上仅被光照射到得部分才能被视觉部分检测到，这就把图像制约到一维实体上了，从而简化了对应点的选取，光线本身是已知的，视觉系统根据采样获取的图像，存取光线取向，最后经计算就可获得所测距离。如下图所示： 图中：为激光器，为像点，为摄像机的投影中心，为激光器与竖直方向的夹角，为反射光线与竖直方向的夹角，为摄像机的焦距。 式中d为摄像机与激光器之间的距离，由上式非常容易球的两车之间的距离。 在时间后，利用该装置对两车距离进行第二次测量，记为 所以两车的相对速度： 3.报警设计 1）蜂鸣器的设计 使用最简单的蜂鸣器来作为提示音部分，通过改变端口高电平来进行发声，对延时进行修改来调试发声频率，从而修改发出的声音的好坏。由于输入到蜂鸣器的电流微弱，所以直接连接不能驱动蜂鸣器，电路使用三极管，当为高电平时，三极管导通，将电流放大，当为低电平时，三极管关闭，，蜂鸣器根据输入频率发出声音。三极管作为开关，蜂鸣器的电源来自三极管的c极，以下是电路原理图： 2）指示灯设计： （1）0,指示灯绿灯亮 （2）w3,指示灯黄灯亮 （3）w3指示灯红灯亮 设计电路图如下图所示： 4.设计的总流程图： 5.总结 本系统研究开发一套防汽车追尾系统，通过建立适当的模型，准确判断报警状态，并产生相应的声光报警信号，从而提醒驾驶员注意。由于知识和时间的不足，仅对该系统做了个理论分析，系统整体还存在许多不足，不如，在下雨天和大雾天气等这些特殊天气该做如何处理。总而言之，该系统距离实用尚有很大的距离。