隨著行車安全問題日益受到重視,基于實時測距的汽車主動剎車技術(shù)成為研究熱點。針對現(xiàn)存車載測距刷新率較低的不足,本論文基于較高重復(fù)頻率的脈沖激光測距法來實現(xiàn)汽車主動剎車技術(shù)。在設(shè)計了電路的基礎(chǔ)上,以提高運動過程中激光測距精度為目的,著重研究了系統(tǒng)誤差的修正和動態(tài)測距過程中的濾波算法。根據(jù)飛行時間TOF(Time of Flight)原理,本文設(shè)計并實現(xiàn)了脈沖激光測距系統(tǒng),主要包括以下幾部分:基于半導(dǎo)體激光二極管的發(fā)射模塊、基于雪崩二極管的接收模塊,主要包括放大電路和時刻鑒別電路、基于Boost升壓原理的高壓模塊、基于FPGA+DSP的數(shù)據(jù)處理和控制模塊以及其他傳感器模塊(用于采集行駛狀態(tài))。通過分析時刻鑒別法對測距精度的影響,重點研究了激光測距機的系統(tǒng)誤差。通過理論分析、建立模型、擬合標定的步驟,分析了系統(tǒng)延時的規(guī)律,探究了產(chǎn)生系統(tǒng)延時的原因,對不同測距距離和障礙物特性下回波脈沖的強度變化進行了詳細分析,根據(jù)實際測距數(shù)據(jù),建立了回波脈寬與接收端系統(tǒng)延時關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,提出了基于恒閾值檢測法的漂移誤差修正方法,從而建立了所測時間間隔和實際距離之間的標定方程,以此提升系統(tǒng)測距精度。針對動態(tài)測距...

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 汽車主動剎車技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀研究
        1.2.1 汽車主動剎車技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 汽車主動剎車技術(shù)的主要探測方式
    1.3 脈沖激光測距原理及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 脈沖激光測距原理
        1.3.2 脈沖激光測距國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 動態(tài)測距精度誤差分析
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計
    2.1 激光發(fā)射模塊
        2.1.1 半導(dǎo)體激光二極管
        2.1.2 LD驅(qū)動電路
    2.2 激光接收模塊
        2.2.1 APD光電探測器
        2.2.2 放大電路
        2.2.3 時刻鑒別
    2.3 高壓模塊
    2.4 數(shù)據(jù)處理和控制模塊
        2.4.1 時間間隔測量方法
        2.4.2 測時芯片
        2.4.3 數(shù)字信號處理芯片
    2.5 其他傳感器模塊
        2.5.1 車速傳感器
        2.5.2 倒車傳感器
        2.5.3 方向傳感器
    2.6 本章小結(jié)
3 系統(tǒng)誤差建模分析與修正
    3.1 基于固定延時的系統(tǒng)誤差修正
        3.1.1 系統(tǒng)延時分析
        3.1.2 系統(tǒng)延時標定實驗
        3.1.3 基于最小二乘法的數(shù)據(jù)擬合
    3.2 基于變化延時的系統(tǒng)誤差修正
    3.3 基于不同測距距離的系統(tǒng)延時分析
    3.4 基于障礙物特性的的系統(tǒng)延時分析
    3.5 基于恒閾值鑒別法的漂移誤差修正
    3.6 本章小結(jié)
4 基于卡爾曼濾波的動態(tài)噪聲處理
    4.1 常用數(shù)字濾波算法
        4.1.1 限幅濾波
        4.1.2 均值濾波
        4.1.3 中值濾波
        4.1.4 一階滯后濾波
        4.1.5 滑動濾波
        4.1.6 復(fù)合濾波
    4.2 基于滑動均值濾波的相對速度計算方法
    4.3 基于卡爾曼濾波的距離數(shù)據(jù)修正
        4.3.1 卡爾曼濾波的簡介
        4.3.2 基于卡爾曼濾波的測距模型
        4.3.3 靜態(tài)測距實驗
        4.3.4 動態(tài)測距實驗
    4.4 本章小結(jié)
5 整車系統(tǒng)平臺及實驗分析
    5.1 整車系統(tǒng)平臺介紹
    5.2 基于安全時間(TTC)的主動剎車模型
    5.3 汽車主動剎車算法設(shè)計及DSP實現(xiàn)
    5.4 實驗與分析
        5.4.1 剎車距離實驗
        5.4.2 系統(tǒng)主動剎車實驗
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 本文主要創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻
附錄A
附錄B



本文編號：3797808