本文關(guān)鍵詞：基于脈沖激光測距的汽車主動防撞系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來隨著汽車在交通運(yùn)輸與人員出行中的不斷普及,交通事故也成了人們生命財產(chǎn)安全的頭號殺手之一,為了盡可能地避免交通事故的發(fā)生,汽車主動防撞系統(tǒng)逐漸成為了行車安全領(lǐng)域的一個重點研究內(nèi)容。本論文旨在研究基于脈沖激光測距的汽車主動防撞系統(tǒng),在設(shè)計了基于SPL_LL90_3和AD500_9的脈沖激光器的基礎(chǔ)上,對防撞機(jī)制、誤差修正、虛警控制也做了詳細(xì)的研究。根據(jù)脈沖激光測距的原理,本論文設(shè)計了精度為0.0195m的脈沖激光測距機(jī),并對每個模塊進(jìn)行了實驗、給出了輸出波形,設(shè)計了汽車轉(zhuǎn)向測量模塊和汽車絕對速度測量模塊來采集汽車當(dāng)前的行駛狀態(tài)供后續(xù)算法使用。隨后分析了測距機(jī)的作用距離、精度和誤差來源及其影響因素。在此基礎(chǔ)上,本論文分析了汽車的制動模型,確定了一種基于相對速度的防撞算法,并給出了報警和剎車安全距離的計算推導(dǎo)。結(jié)合汽車的運(yùn)動模型,本文研究了幾種對距離和速度進(jìn)行修正的方法,包括：數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)曲線擬合、基于最小二乘曲線擬合的距離速度修正、基于卡爾曼濾波的距離速度修正,并取得了良好的效果。最后,本文提出了一種角度差三光束探測的測距機(jī)安裝姿態(tài),在此基礎(chǔ)上分析了幾種會造成虛警的情況,并設(shè)計了相應(yīng)的虛警控制算法,包括：坡道識別、非目標(biāo)識別、轉(zhuǎn)彎避障虛警控制、變道虛警控制。經(jīng)過實驗,取得了良好的效果。
【關(guān)鍵詞】：脈沖激光測距 防撞模型 誤差修正 虛警控制
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.6;TN247
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 課題研究背景和意義8
• 1.2 汽車主動防撞系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 汽車主動防撞系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 汽車防撞雷達(dá)的分類及比較9-10
• 1.2.3 脈沖激光測距的原理10-11
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容11-13
• 2 系統(tǒng)的硬件模塊設(shè)計13-31
• 2.1 激光發(fā)射電路13-16
• 2.1.1 半導(dǎo)體激光器13-15
• 2.1.2 驅(qū)動電路分析15-16
• 2.1.3 激光脈沖的時域分布特性16
• 2.2 激光接收電路16-24
• 2.2.1 雪崩光電二極管16-19
• 2.2.2 激光接收光學(xué)系統(tǒng)19
• 2.2.3 高壓偏置電路19-22
• 2.2.4 放大電路22-24
• 2.3 時刻鑒別電路24-25
• 2.4 時間間隔測量電路25-27
• 2.5 汽車轉(zhuǎn)向測量模塊27-28
• 2.6 汽車絕對速度測量模塊28-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 3 性能及誤差分析31-42
• 3.1 作用距離分析31-33
• 3.2 測距分辨率33
• 3.3 電路噪聲特性分析33-37
• 3.3.1 背景噪聲34
• 3.3.2 APD散彈噪聲34
• 3.3.3 熱噪聲34-35
• 3.3.4 放大器噪聲35
• 3.3.5 暗電流噪聲35-36
• 3.3.6 信噪比36
• 3.3.7 電路噪聲產(chǎn)生的測距誤差36-37
• 3.4 回波的時域展寬特性分析37-39
• 3.4.1 回波脈沖的建模分析37-38
• 3.4.2 時域展寬造成的誤差38-39
• 3.5 溫度對器件的影響39-41
• 3.5.1 溫度對AD500_9的影響39-40
• 3.5.2 溫度對三極管的影響40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 4 基于相對速度的防撞機(jī)制42-62
• 4.1 原始數(shù)據(jù)標(biāo)定42-44
• 4.2 基于相對速度的危險判別機(jī)制44-47
• 4.2.1 汽車制動過程分析44-45
• 4.2.2 汽車制動模型中制動距離的計算45-46
• 4.2.3 危險等級判定46-47
• 4.2.4 防撞系統(tǒng)可靠性的主要影響因素47
• 4.3 基于形態(tài)學(xué)去噪的差分平均求速度法47-51
• 4.3.1 基于中值濾波的噪點抑制48-49
• 4.3.2 基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算的曲線擬合法49-50
• 4.3.3 實驗結(jié)果50
• 4.3.4 基于差分平均法的相對速度50-51
• 4.4 基于最小二乘曲線擬合的距離和速度修正法51-55
• 4.4.1 以冪函數(shù)族為基的最小二乘擬合下的距離速度修正51-52
• 4.4.2 以正交函數(shù)族為基的最小二乘擬合下的距離速度修正52-54
• 4.4.3 實驗結(jié)果54-55
• 4.5 基于卡爾曼濾波的距離和速度修正法55-59
• 4.5.1 卡爾曼濾波器的基本原理55-56
• 4.5.2 卡爾曼濾波器數(shù)學(xué)表達(dá)式56-57
• 4.5.3 基于卡爾曼濾波的防撞系統(tǒng)模型57-58
• 4.5.4 實驗結(jié)果58-59
• 4.6 實驗分析59-61
• 4.7 本章小結(jié)61-62
• 5 虛警控制策略62-75
• 5.1 基于角度差三光束探測的坡道識別方法62-64
• 5.1.1 角度差三光束的激光測距機(jī)安裝姿態(tài)62-63
• 5.1.2 坡道識別63-64
• 5.2 基于Hausdorff距離的非目標(biāo)物體識別方法64-65
• 5.3 轉(zhuǎn)彎避障時的虛警控制機(jī)制65-71
• 5.3.1 基于轉(zhuǎn)向傳感器的轉(zhuǎn)彎半徑求取65-69
• 5.3.2 轉(zhuǎn)彎避障模型69-70
• 5.3.3 防側(cè)翻約束條件70-71
• 5.4 變道時的虛警控制機(jī)制71-72
• 5.5 虛警控制實驗72-73
• 5.5.1 坡道識別實驗72
• 5.5.2 非目標(biāo)識別實驗72-73
• 5.5.3 轉(zhuǎn)彎避障實驗73
• 5.5.4 變道實驗73
• 5.6 本章小結(jié)73-75
• 6 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 本文工作總結(jié)75-76
• 6.2 本文主要創(chuàng)新點76
• 6.3 研究展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 附錄81

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 閆軍;國外汽車防撞系統(tǒng)的研制動態(tài)[J];今日科技;1996年10期

2 彭良福;林云松;;空中自動防撞系統(tǒng)最優(yōu)逃避機(jī)動的確定[J];控制理論與應(yīng)用;2010年11期

3 王麗;黎海銳;黎慧旭;廖馳;劉耀斌;姚棉升;鐘浩;;電磁防撞系統(tǒng)的探討[J];科技信息;2011年36期

4 丁洪影;;基于激光測距技術(shù)的船舶防撞系統(tǒng)的研究[J];福建電腦;2010年04期

5 彭中;張晏;張鐵志;;淺談汽車縱向安全主動防撞系統(tǒng)設(shè)計[J];科技風(fēng);2013年06期

6 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 蘭琛;詹源;張偉;楊永耀;;基于碰撞分類檢測的車輛輔助防撞系統(tǒng)設(shè)計[A];第八屆中國智能交通年會優(yōu)秀論文集——智能交通與安全[C];2013年

2 朱軍;;交通提醒與防撞系統(tǒng)(TCAS)介紹及其常見故障分析[A];第九屆長三角科技論壇——航空航天科技創(chuàng)新與長三角經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展分論壇論文集[C];2012年

3 劉煜;段乃民;曹映泓;王禮立;;湛江海灣大橋防撞系統(tǒng)數(shù)值分析[A];廣東省公路學(xué)會橋梁工程專業(yè)委員會學(xué)術(shù)交流論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 記者 班瑋;德推出新型列車防撞系統(tǒng)[N];人民日報;2010年

2 黃培生;美空軍自動空中防撞系統(tǒng)完成飛行測試[N];中國航空報;2004年

3 早報記者 俞凱;地鐵輔助防撞系統(tǒng)下月在滬實車試驗[N];東方早報;2012年

4 本報記者 吳丹;TCAS:空中防撞的最后一道防線[N];中國民航報;2013年

5 羅清岳;防范于未然的汽車電子防撞系統(tǒng)[N];電子資訊時報;2006年

6 田學(xué)科;以研制出首個空中飛行防撞系統(tǒng)[N];科技日報;2004年

7 記者 張磊;國內(nèi)首個汽車電子防撞系統(tǒng)在六安誕生[N];安徽經(jīng)濟(jì)報;2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王飛;基于脈沖激光測距的汽車主動防撞系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2016年

2 李富森;綜合化防撞系統(tǒng)數(shù)字接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

3 李朋;汽車主動防撞系統(tǒng)控制模式的研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

4 李學(xué)斌;飛機(jī)地面移動防撞系統(tǒng)初步研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

5 丁洪影;基于激光測距原理的船舶防撞系統(tǒng)研制[D];吉林大學(xué);2007年

6 劉玉;船墩防撞系統(tǒng)碰撞力學(xué)仿真初步研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

7 胡曉;超聲波定位倒車防撞系統(tǒng)的研究[D];新疆大學(xué);2014年

8 考麗;汽車激光雷達(dá)防撞系統(tǒng)中高速數(shù)據(jù)采集與實時處理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

9 劉國松;電機(jī)車智能防撞系統(tǒng)的研制[D];大連理工大學(xué);2007年

10 彭小琴;大機(jī)防撞系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于脈沖激光測距的汽車主動防撞系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：486518