新技术—汽车防碰撞系统
摘要：汽车防碰撞系统可以减少因碰撞而引发的事故，对提高交通道路安全具有十分重要的作用。从1971年开始，相继出现过超声波、激光、红外、微波等多种方式的主动汽车防碰撞系统。汽车碰撞报警系统，系统由信息采集单元、中央控制单元、报警电路和显示输出单元四部分构成。信息采集单元由四种传感器对车辆运行状态信号采集，中央控制单元对输入信息进行分析、处理，完成防碰撞预测与判断功能，报警电路产生警报，系统还具备显示功能，提醒驾驶员采取措施避免碰撞事故发生。
关键词：防碰撞；信息处理
汽车防碰撞系统的工作原理：
汽车防碰撞系统是一种安装在汽车上的主动安全系统，是一种可以向驾驶员预先发出视听报警信号的探测装置。其工作原理是：在汽车正常行驶时，该系统处于非工作状态；当行人、车辆、障碍物非常接近于本车时，该系统将发出警告；在发出警告后，如果驾驶员没有采取减速制动措施，该系统便自动启动紧急制动装置，以避免发生碰撞事故。汽车防碰撞控制系统包括3个主要功能：环境监测、防碰撞判断和车辆控制。其中的关键问题是通过监测，快速、准确计算出汽车行驶的安全距离，并据此实现车辆控制。
1、系统总体方案设计
如图1所示，系统是由信息采集单元、中央控制单元、报警电路和显示输出单元构成。
1.1信息采集单元
传感器是信息采集系统单元重要部分，传感器是指能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，从而完成检测任务。它可将对象特性或状态参数转换成可测量，然后将此信号送入传感器系统处理。最后将引起控制系统发生变化的原因转换为电信号后传输给控制单元进行分析与处理。
信息采集单元由测距传感器、速度传感器、制动踏板位置传感器及路面情况选择开关组成，用来采集路况和车辆的运行状态等信息。
一、测距传感器
系统采用脉冲式光电传感器测定距离。本文利用光电传感器的时差测距原理进行工作，即：利用测量往返脉冲间隔时间来获知距离，测量脉冲间隔方法是在确定时间起止点之间用时钟脉冲填充计数，如图2所示：恒定光源D发出的光投射于目的物O，然后反射至光电元件B，根据发射和接收之间的时间差距测出距离，这种方法可以得到较高的测试精度。
二、速度传感器
车速传感器是利用霍尔效应的原理制成的。即在半导体霍尔器件中，当磁力线穿过通电的霍尔元件时，会引起霍尔元件电荷的偏移，在元件中引起霍尔电压UH值发生相应变化，形成脉冲，霍尔传感器便会输出转速信号，经放大整形电路输出整齐的脉冲信号，利用单片机的外部计数接口，检测脉冲数，就可以计算出车辆的运动速度。因此，对汽车车速的测量实质上是对转速信号的频率的测量。
三、制动踏板位置传感器
该传感器用来判断驾驶员在接收到报警或已认识到危险时，是否采取了制动措施降低车速。如已制动，则对报警进行抑制。制动传感器直接从车辆制动指示灯回路中提取电位信号，处理后，作为车辆制动信息的标志信号送入控制单元。
四、路面情况选择开关
本系统采用手动式三触点路面选择开关，用来选定路面摩擦系数，路面摩擦系数随路面情况的不同而变化。驾驶员应根据当时的路况来选择，从而选择相应的开关位置。
五、传感器的测量误差和补偿方法
在实际应用中，存在多种因素影响起测量精度，造成测量误差的主要因素主要有两类：一类是半导体固有特性，另外一类是半导体的制造工艺的缺陷，表现为零位误差和温度误差。
零位误差主要是由半导体制造工艺问题引起的不等位电势造成的，为了消除或减小不等位电势，可采用图7所示电桥平衡原理进行补偿。而温度误差是由于半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度等随温度变化引起，这种变化程度随不同半导体材料有所不同，针对温度变化对传感器输出或输入内阻的影响，可采用输出回路并联电阻或输入回路串联电阻进行补偿。
1.2 中央控制单元、警报输出单元及显示装置
中央控制单元是控制系统的中枢，是系统中的信息处理部分，传感器输入信息在这里进行处理、分析,完成防碰撞预测与判断功能，危险时发出信息给报警输出装置,实现报警,提醒驾驶员采取减速、制动等措施，,避免追尾碰撞事故发生。
报警输出单元电路由三极管外加扬声器等外围电路构成，当中央控制单元通过分析确定前方存在追尾碰撞隐患时，便产生一定的信号驱动扬声器发出警报，提醒驾驶员注意以采取必要的措施。同时，系统中的显示装置，可由芯片MCS14495驱动数码显示屏显示。
当系统根据计算发现通过紧急制动已经难以避免与前方车辆的碰撞，系统一方面给驾驶员紧急报警，另一方面，如果驾驶员已经采取了通过转向躲避的措施，系统就会辅助驾驶员进行转向助力控制。如果驾驶员还没有采取措施，系统就会实行对方向盘的主动控制，使汽车进入临近的安全行车道。 该项技术发展趋势：
随着现代社会工业化的发展，汽车这一交通工具正为越来越多的人所用，但是随之而来的问题也显而易见，那就是随着车辆的增多，交通事故的频繁发生，由此导致的人员伤亡和财产的损失数目惊人。
对于公路交通事故的分析表明，80%以上的车祸是由于驾驶员反应不及所引发的，超过65%的车辆相撞属于追尾相撞，其余则属于侧面相撞。奔驰汽车公司对各类交通事故的研究表明：若驾驶员能够提早1s意识到有事故危险并采取相应的正确措施，则绝大多数的交通事故都可以避免。
因此，大力研究开发如汽车防撞装置等主动式汽车辅助安全装置，减少驾驶员的负担和判断错误，对于提高交通安全将起到重要的作用。显然，此类产品的研究开发具有极大的实现意义和广阔的应用前景。
21世纪的汽车将走向智能汽车之路，集先进的信息处理技术、计算机技术、通信技术、电控技术、全球卫星定位技术、传感器技术及多传感器信息融合技术等高新技术于一身的智能防碰撞系统将是未来的发展方向。并通过优化设计，提高系统的测量精度和可靠性，使驾驶员能够轻松、安全、有效地驾驶车辆，在紧急情况下甚至在极限条件下，仍能实现对车辆进行自动、有效地控制，自动发现前方障碍物后主动避让，从而减少碰撞事故的发生。 心得体会：
在汽车发展已经较成熟的现在，要想是汽车的性能有进一步的提高，往往要借助电子工业、材料化学等其它工业的发展，在其他工业发展时，和成果合理的嫁接到汽车工业中或许是较好的一个方向。电子防碰撞就是充分的利用电子技术的发展才成为可能，随着电子技术的进一步发展，相信电子防碰撞技术越来越成熟，越来越普及。另外，在很多方面，国内的科研要落后一些，所以我们应尽快走出抄袭的误区，走自己的科研之路才能真正在技术上做到世界一流。 参考文献：
《机械工程与自动化》-2010年4期
《现代职业安全》-2009年2期
《上海汽车》-2004年3期
姓名：吴军
班级：车辆工程
学号：11021450141
