基于DSP的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)的研究

1、目錄 研究背景及意義 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 主要內(nèi)容 總體設(shè)計(jì)方案 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)研究背景及意義 汽車碰撞事故的不斷發(fā)生對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了很大威脅。交通事故類型交通事故類型所占比例（所占比例（% %）車輛車輛間的間的事故事故追尾事故追尾事故33.433.452.352.3接觸事故接觸事故4.04.0其他其他14.914.9單獨(dú)單獨(dú)車輛車輛的事的事故故沖撞護(hù)欄沖撞護(hù)欄28.328.346.346.3翻車事故翻車事故8.08.0其他其他10.010.0其他事故其他事故1.41.4研究背景及意義 汽車測(cè)距防撞報(bào)警系統(tǒng)是一種安裝在車輛上，可探測(cè)出正向自身車輛接近的行人、車輛或周圍的障礙物； 以聲、光

2、信號(hào)告知駕駛員及乘員即將發(fā)生撞車危險(xiǎn)，提醒司機(jī)采取正確措施來應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)情況，避免事故發(fā)生。 汽車測(cè)距防撞系統(tǒng)能有效降低交通事故發(fā)生率、減少生命財(cái)產(chǎn)損失及提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀l 美國(guó)公共交通管理局研制的一種36GHz汽車防撞雷達(dá)系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)前方30m45m處有障礙物時(shí)可自動(dòng)剎車。l 日本研制的一種60GHz脈沖多普勒體制汽車防撞雷達(dá)系統(tǒng)，作用距離5m150m。l 豐田汽車公司使用毫米波雷達(dá)和CCD攝像機(jī)對(duì)前后車距進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，車距小于閾值時(shí)就發(fā)出警報(bào)。l 本田公司使用扇形激光束來掃描雷達(dá)傳感器，即使在彎道行駛也可以監(jiān)測(cè)前后車輛和障礙物的距離。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 與國(guó)際上

3、發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)車輛防撞預(yù)警系統(tǒng)的研制起步較晚，與國(guó)外研究存在很大的距離。 上海汽車電子工程中心研制的SAE-100型毫米波汽車防撞雷達(dá)樣機(jī)，采用LFMCW制式，工作頻率35GHz，測(cè)距范圍大于100米。主要內(nèi)容 編程實(shí)現(xiàn)以數(shù)字信號(hào)處理器為核心的汽車智能防撞報(bào)警功能。選擇某一頻率的微波，通過測(cè)量其發(fā)射和接收的時(shí)間差，計(jì)算汽車與周圍物體之間的距離，當(dāng)距離小于安全距離時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警。主要內(nèi)容 傳感器選擇毫米波雷達(dá)傳感器。 主要內(nèi)容 毫米波雷達(dá)工作方式是調(diào)頻連續(xù)波方式，將回波信號(hào)和發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理來取得距離信息。理論上，將發(fā)射信號(hào)與回波信號(hào)進(jìn)行相干混頻，產(chǎn)生的信號(hào)差頻即為在該段時(shí)間內(nèi)信號(hào)頻率的

4、變化，計(jì)算這個(gè)差頻的值即可以得到距離的信息?？傮w設(shè)計(jì)方案三角波信號(hào)發(fā)生器雷達(dá)傳感器目標(biāo)物調(diào)制解調(diào)濾波升壓放大FFT提取算法距離速度值光報(bào)警聲音報(bào)警模擬信號(hào)模擬信號(hào)處理模塊處理模塊DSP DSP 數(shù)字信號(hào)處理模塊數(shù)字信號(hào)處理模塊用戶展示模塊用戶展示模塊AD總體設(shè)計(jì)方案 模擬信號(hào)處理模塊完成將雷達(dá)射頻前端電路接收到的微小信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換以滿足后面對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理的要求。 信號(hào)處理系統(tǒng)是本設(shè)計(jì)的核心部分。在經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，雷達(dá)數(shù)據(jù)信號(hào)將變成數(shù)字信號(hào)，此時(shí)，可以被送入到DSP的處理電路中，進(jìn)行預(yù)設(shè)的處理。DSP處理器及外設(shè)電路A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)字信號(hào)處理器DSP報(bào)警顯示模塊存儲(chǔ)器CLKJTAG

5、模擬信號(hào)DSP處理器及外設(shè)電路 系統(tǒng)以高性能TM320VC54X芯片為核心進(jìn)行作，其最主要的信號(hào)處理算法在DSP中實(shí)現(xiàn)。 組成系統(tǒng)的主要器件包括A/D轉(zhuǎn)換電路，DSP芯片，電平轉(zhuǎn)換電路，時(shí)鐘電路，存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路等。DSP5416開發(fā)板軟件設(shè)計(jì)初始化雜波濾除FFT變換頻譜分析計(jì)算R,v超門限聲光報(bào)警軟件設(shè)計(jì) 采樣的信號(hào)為時(shí)域信號(hào)，需將信號(hào)從時(shí)域變換到頻域。采用FFT法獲得頻率參數(shù)，并計(jì)算出與目標(biāo)的相對(duì)距離和速度，超過門限值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警控制單元。 應(yīng)用程序采用C語言和匯編語言混合編程的方法，既可以縮短軟件的開發(fā)周期，提高程序的可讀性和可移植性，又能滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)算的要求，同時(shí)還會(huì)充分發(fā)揮DSP快速的運(yùn)算功能，又利用了C語言的靈活控制流程優(yōu)勢(shì)。預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)檢測(cè)距離不小于100米；警報(bào)發(fā)生及時(shí)，即在測(cè)算出實(shí)際跟車距離一旦小于極限安全距離時(shí)發(fā)出報(bào)警，而且聲音清晰；在本車起步、停車時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警抑制。擬解決的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù) 對(duì)于汽車防撞雷達(dá)的研制而言，現(xiàn)階段主要存在虛警和漏警兩大技術(shù)難題。 外界的雜波干擾影響測(cè)距的準(zhǔn)確率，