车辆速度与安全距离的MATLAB模拟.doc

PAGE 车辆速度与安全距离的MATLAB模拟 一、选题依据（拟开展研究项目的背景、目的及现实意义） 在当今，虽然世界各地都有了四通八达的公路，但公路上行驶的车辆在增多，交通拥挤等问题随之也出现，交通事故发生率增加，不仅造成人员的伤亡，也造成我国经济的损失。其中由于天气等周围环境影响，驾驶员由于刹车不及时造成的汽车追尾，侧面擦碰等事情在交通事故中所占比率增加，汽车防撞技术成为了全国性的热点研究话题。可见刹车距离和车间距的控制很重要，如果在紧急情况下能准确迅速的测出车辆之间的距离，并且通过自动算法，来实现安全智能车间距离，一些不必要事故也会减少，而两车间的距离和刹车距离在发展防撞技术中是不容忽视的考虑因素，所以本实验对两者进行了研究。 在其他人研究基础上，对比了一些测量距离的传感器的优缺点，并且考虑了多种因素，本论文决定采用激光技术求出车辆间的距离，本论文对乘用车、铰链客车、其他车辆，针对它们在空载、满载、、超载条件下的刹车距离不同研究，用MATLAB软件模拟刹车距离和速度的关系，通过本次的研究工作，可以让我们进一步了解刹车距离，得知保持车辆间距离并及时刹车的重要性，如果防撞系统中有一些性能高的刹车设备，也可以减少死亡的降临。提高制动技术，改善安装在汽车中制动器成为发展防撞技术的一个重要考虑因素,这对于在复杂的交通环境下对于不同汽车有良好的检测效果，在交通管理等相关工作中，也具有部分的参考以及借鉴意义。 二、文献综述（国内外研究现状分析、主要参考文献） 20世纪60年代对于汽车防撞方面就有了研究，目前有好多防撞系统用到了测距比如超声波，毫米波，激光等，但各有优缺点。不管是毫米波雷达的研究，还是毫米波雷达和图像传感器的结合，包括算法上的改进研究，技术上的不断成熟都在推进着汽车防撞系统的成形。比如重庆某公司通过近十年的研究得出的“高速公路智能型汽车行驶主动安全预警系统”就是针对超声波原理在短距测距中的优势而得出的，不管是算法还是图像传感器方面，都达到了视频流的要求，确保了检测实时性和准确性[1]。随着技术的进步，国外其他国家对于汽车防撞系统始终进行着研究，德国的奔驰公司率先安装了距离自动控制雷达，可以根据与前车距离自动调节车速，还推出了Pre-safe系统的乘用车，但雷达在使用中，由于周围物体的干扰及障碍物的散射等因素，会造成目标虚假，定位不准确。80年代初以来，美国300多家公司致力于雷达的研究，其中应用在汽车上的毫米波雷达仍然摆脱不了抗干扰能力差，在汽车转弯等情况下检测受到限制，而毫米波和图像传感器的结合虽然解决了雷达检测角度小等问题的缺陷，但对于图像传感器和雷达云台控制技术的要求极高[2]。 然而我国的汽车防撞技术是在借鉴国外技术基础上发展起来的，起步晚，技术不成熟，黄伟在其论文[3]中设计了一种车载雷达有效目标检测和识别方法，适用多种工况，能有效排除外界环境干扰，具有很好的鲁棒性。刘江[4]在其硕士论文中提到了一套碰撞预判系统实验平台，在不能避免碰撞时对后端执行机构进行操作。现在研究防撞系统掀起了热潮。一般的防撞技术分为信息采集、处理、判断、预警信息等四个部分，采集信息现阶段传感器一般为超声波、雷达、激光、红外以及交互式等，据此可以查看汽车周围的环境，处理判断周围是否有危险物，利用单片机等微处理器对危险物的速度，相对位置进行动态辨别，再进行预报警和处理。在吕立波[5]报告中提到，以雷达测距、测速为基础，在驾驶室安装距离显示、报警设置部分，该部分面板上有精确显示障碍物距离的数码管显示器，当激光测距系统发现前方的障碍物且距离小于报警距离时，扬声器发出报警声。 我国对于机动车辆的刹车装置使用的是机械式动力，但是这种制动方式有些缺点，会因为制动设备的接触条件不好，还有一些载荷的分布不均匀等因素，会造成刹车效果不好，制动设备寿命缩短等问题，提高制动技术，完善制动器，是我国乃至全 世界在发展防碰撞技术中最大的问题。在吴闯[6]的论文中提到了为了避免两车追尾事件的发生，提出车距安全距离智能控制与自刹车模拟系统，该系统运用超声波测量距离，然后通过单片机分析可见数据，探测出周围车辆的运动情况，然后自身车辆调整自己的运动车速，来实现保持安全距离。在徐永智[7]的论文中提到了一种技术，考虑刹车设备的原理和材料等多种因素，将磁场加入到刹车装备中，有效的改善和弥补了传统刹车设备中的一些不足和缺点。 [1] 徐俊.浅谈汽车自动防撞系统发展[D]. 东南大学, 2015.11. [2] 陈勇,黄席樾,杨尚罡.汽车防撞预警系统的研究与发展[J]. 计算机仿真, 2006.12. [3] 黄伟.基于雷达和机器视觉的车辆前方障碍物检测系统设计与实现[D]. 武汉理工大学, 2010.11. [4] 陈勇,黄席樾,杨尚罡.汽车防撞预警系统的研究与发