高速公路車輛追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、針對高速公路車輛追尾碰撞事故頻發(fā)以及事故中駕乘人員頭頸部易損傷等問題，提出了利用激光雷達(dá)測距和機(jī)電控制相結(jié)合的技術(shù)，對高速公路車輛追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了研究與開發(fā)。
　　 本文提出的高速公路車輛追尾碰撞預(yù)警及防護(hù)系統(tǒng)是指對高位制動燈和彈簧驅(qū)動式主動響應(yīng)頭枕的聯(lián)合控制系統(tǒng)，具體方法是:利用環(huán)境檢測模塊對前后兩車的行車環(huán)境進(jìn)行實(shí)時檢測，根據(jù)高速公路實(shí)際行車情況，從運(yùn)動學(xué)方面分析車輛的制動過程;基于后車分液壓和氣壓兩種不同制動形

2、式的行車情況，并與高速公路車輛追尾預(yù)警及防護(hù)要求相結(jié)合，建立一種新型的高速公路行進(jìn)中車輛臨界安全車距模型，將高速公路行車情況分為安全、預(yù)警和防護(hù)三種狀態(tài);通過8051單片機(jī)預(yù)設(shè)的程序，將實(shí)際車距分別與預(yù)警及防護(hù)狀態(tài)下的兩種臨界安全車距進(jìn)行比較判斷，在預(yù)警狀態(tài)下僅通過高位制動燈的開啟對后車進(jìn)行預(yù)警，在防護(hù)狀態(tài)下不僅要啟動高位制動燈對后車進(jìn)行預(yù)警，而且要啟動彈簧驅(qū)動式主動響應(yīng)頭枕對駕乘人員進(jìn)行保護(hù)，系統(tǒng)整體采用的方法工程實(shí)用性好。
　

3、　 論文在追尾事故防護(hù)重點(diǎn)和追尾碰撞中頸部損傷機(jī)理的研究基礎(chǔ)之上，完成了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計;參考國內(nèi)外諸多行車安全車距模型，建立了和高速公路車輛追尾預(yù)警及防護(hù)要求相一致的臨界安全車距模型，并對其中的一些參數(shù)做了優(yōu)化選擇;系統(tǒng)由行車環(huán)境檢測、追尾碰撞預(yù)測和追尾預(yù)警及防護(hù)三大部分組成，采用STC89C54芯片作為處理單元，保證系統(tǒng)工作的實(shí)時性。
　　 通過對各種測距技術(shù)的比較，最終選取激光測距作為本系統(tǒng)的探測方式。設(shè)計了控制單元和

4、激光測距儀之間的數(shù)據(jù)傳輸通道以及控制單元和其他硬件之間的連接電路，并詳細(xì)設(shè)計了追尾事故中的乘員防護(hù)機(jī)構(gòu)——彈簧驅(qū)動式主動響應(yīng)頭枕。另外，根據(jù)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能，設(shè)計了串口，繪制了系統(tǒng)控制算法流程和串口數(shù)據(jù)接收流程，并用單片機(jī)C語言編寫了系統(tǒng)的控制主程序和子程序。
　　 最后，通過計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，模擬出了高速公路行車的幾種典型工況。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地接收激光測距儀發(fā)送的數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)單片機(jī)預(yù)設(shè)程序判斷出來的結(jié)果進(jìn)行預(yù)