車(chē)載感知與智能終端平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)一款商用的車(chē)輛行駛主動(dòng)安全預(yù)警系統(tǒng)用于提前預(yù)測(cè)車(chē)輛未來(lái)時(shí)刻的運(yùn)行姿態(tài)，在交通事故發(fā)生前提前預(yù)警以及在交通事故發(fā)生后及時(shí)發(fā)送報(bào)警信息。為解決這一難題，本文開(kāi)展了車(chē)載感知與智能終端平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究，自主開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的硬件和軟件，用于對(duì)車(chē)輛行駛主動(dòng)安全預(yù)警進(jìn)行探索實(shí)踐。
　　 所謂的車(chē)載感知與智能終端平臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究是指在車(chē)輛行駛的過(guò)程中，通過(guò)布置在車(chē)上的MEMS傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并解算出車(chē)輛的姿態(tài)角，在此基礎(chǔ)

2、上，使用一定的技術(shù)方法進(jìn)一步預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)刻（如3秒內(nèi)）車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)。集成的車(chē)載通信、導(dǎo)航模塊便于駕駛員人在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并可以提供車(chē)輛的位置信息，方便救援。
　　 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)以及車(chē)載通信導(dǎo)航的目標(biāo)，設(shè)計(jì)了車(chē)載感知與智能終端平臺(tái)的總體方案，并自主進(jìn)行硬件設(shè)備的開(kāi)發(fā)。采用“車(chē)載感知單元+核心電路板”的設(shè)計(jì)模式，其中，車(chē)載感知單元主要用于監(jiān)測(cè)車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，核心電路板主要用于車(chē)載通信導(dǎo)航以及外圍

3、設(shè)備的擴(kuò)展。
　　 設(shè)計(jì)了基于MEMS器件和微處理控制器的車(chē)載感知單元以及基于微處理器和通信導(dǎo)航單元的核心電路板，依據(jù)總體方案設(shè)計(jì)了電源處理電路、車(chē)載感知單元電路、CAN收發(fā)器電路、通信導(dǎo)航單元電路和接口電路等。并分別從抗電磁干擾和電路板散熱兩個(gè)方面進(jìn)行了印制電路板(PCB)的元件布局和布線設(shè)計(jì)。
　　 依據(jù)車(chē)載感知與智能終端平臺(tái)的功能進(jìn)行了下位機(jī)和上位機(jī)的程序設(shè)計(jì)，下位機(jī)程序主要負(fù)責(zé)傳感器單元的數(shù)據(jù)采集、處理以及姿態(tài)角

4、解算;使用VB語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了基于串口通信的上位機(jī)應(yīng)用程序，主要包括車(chē)載通信、車(chē)載導(dǎo)航、車(chē)載感知和車(chē)輛狀態(tài)預(yù)測(cè)等應(yīng)用程序。
　　 最后，在所搭建的車(chē)載試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)車(chē)道路試驗(yàn)。試驗(yàn)的結(jié)果表明車(chē)載感知與智能終端平臺(tái)的總體運(yùn)行效果良好:通信、導(dǎo)航和狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能正常，車(chē)輛狀態(tài)預(yù)測(cè)取得了一定的預(yù)測(cè)效果。其中，自相關(guān)性強(qiáng)的航向角和橫滾角的預(yù)測(cè)精度較高，向前1秒的預(yù)測(cè)精度高達(dá)95％以上，向前2秒為90％以上，向前3秒為82％以上，充分說(shuō)明開(kāi)展