汽車智能防撞和事故報警與定位系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)-黃京資料

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上湖北文理學院2016年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目申報書項 目 名 稱汽車智能防撞和事故報警與定位系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)項 目 類 型（）創(chuàng)新訓練項目（）創(chuàng)業(yè)訓練項目（）創(chuàng)業(yè)實踐項目項 目 負 責 人 黃京指 導 教 師胡安正申 報 日 期2016年3月湖北文理學院教務處二一五年四月 湖北文理學院2016年大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目申報書項目名稱汽車智能防撞和事故報警與定位系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)項目起止時間 2016 年 3 月 至 2017 年 3 月負責人姓名年級學院學號聯(lián)系電話E-mail黃京大二物理與電子工程學院項目組成員侯俊杰大二物理與電子工程學院唐永振大二物理與電子工程學院宋瑞

2、大二陳文雙大三指導教師姓名胡安正職務/職稱教授所在單位物理與電子工程學院聯(lián)系電話E-mail校外導師姓名無職務/職稱無所在單位無聯(lián)系電話無E-mail無一、項目簡介（200字左右） 當前，因汽車交通事故帶來的傷亡損失與日俱增，汽車行車安全及遇到危險和交通事故等問題已成為大眾關心的焦點問題。對此，本項目利用激光測距傳感器、加速度傳感器、GPS導航系統(tǒng)和GSM無線通信等技術，以及多信息模糊算法、GPS經緯度實時定位信息以及通過Java Me的定時器等技術，從行車防撞和交通事故及時報警與定位兩個方面，研發(fā)出一套汽車智能防撞報警和嚴重交通事故后能自動報警并發(fā)出定位信息的汽車智能化車載管理系統(tǒng)模型。從而

3、達到在發(fā)生交通事故時，救援人員能迅速趕到現(xiàn)場進行急救的目的。 研究成果將提供一種有效防碰撞措施和在發(fā)生交通事故時能及時發(fā)出求救信息從而有效保護人民生命財產的新途徑。一旦推廣應用于汽車上，將會帶來巨大經濟和社會效益。2、 申請理由（包括自身/團隊具備的知識、條件、特長、興趣、前期準備等） 1、自身及團隊具備的知識:通過課堂學習、實驗室探究和實踐訓練，我們具備了一定的專業(yè)知識：硬件方面：我們系統(tǒng)的學習了電路分析、模擬和數(shù)字電子技術基礎、微機原理及其應用，利用課余時間學習了傳感器原理及其應用、遠程自動控制等課程；軟件方面：我們學習并掌握了匯編語言、C語言等多種計算機語言，并在編程基礎上學習了STC8

4、9C51單片機、以Cortex-M3為內核的STM32單片機等芯片。本團隊成員都經過了一定的培訓，心態(tài)平穩(wěn)，擅長與人交流合作、管理安排，每個成員思想獨特，極具創(chuàng)新精神，參加過校級比賽并取得優(yōu)異成績。2、自身及團隊具備的條件:<1> 本項目依托物電學院的國家創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地、省級電工電子實驗教學示范中心、物電學院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心、物理探索實驗室，進行實驗探究。已有數(shù)字化實驗室及創(chuàng)新實驗室，數(shù)字化實驗室可以進行計算機控制系統(tǒng)的CAD設計、Matlab仿真及虛擬儀器LabView仿真，可以進行專題研究性實驗和大學生科研項目。<2> 本項目組三名成員，團隊成員各有所長，容易溝通合作

5、，一名擅長器械方面的設計和制作電路硬件的設計制作；一名擅長程序的開發(fā)與調試和與人溝通熱愛市場調研和管理工作。<3> 本項目組具有豐富科研能力和實踐經驗的導師指導，每個成員極具創(chuàng)業(yè)激情，學習能力很強，理論知識過硬、實踐經驗豐富，參加過校級比賽并取得優(yōu)異成績。3、自身及團隊的特長:本團隊成員都經過了一定的培訓。在專業(yè)技能方面，一個擅長器械方面的設計和制作，其所制作的器械裝置性能穩(wěn)定成本低廉；熟悉模擬、數(shù)字電路的分析與設計，設計制作過大量的電路，其設計的電路工作穩(wěn)定可靠。另一個擅長程序的開發(fā)與調試，其開發(fā)的程序性能穩(wěn)定；善于與人溝通，有較好的語言表達能力和文字處理能力；并熱愛市場調研和管

6、理工作。4、自身及團隊的興趣:實踐探索與研究、電子產品DIY制作、單片機開發(fā)與應用。5、前期準備：（1）本項目基于傳感器技術、GPS導航技術和GSM無線通信等技術，研制出一套汽車智能防撞報警和出現(xiàn)危險事故后自動報警并定位的汽車智能化車載管理系統(tǒng)及車載實物模型。（2）網上查找資料，設定多套方案；（3）現(xiàn)實中實驗，選擇合適的傳感器；（4）重點學習GPS導航技術 、GSM無線通信技術、激光測距傳感器模塊的運用；（5）了解現(xiàn)實中各種事故發(fā)生的情況，對方案進行改進。 3、 項目方案（計劃、技術路線、人員分工等）計劃：1.進一步查閱有關資料，選擇最成熟、穩(wěn)定的制作方案。2.制作出一套完整的裝置，并實地測驗

7、。4.整理數(shù)據，總結經驗。5.制作該裝置的最終版本。項目方案設計 借助于激光測距傳感器或準確度高、識別距離遠的毫米波雷達作為測距信號識別裝置，實時測量前方障礙物的距離，并迅速反饋給微處理器KMD60，經過在車輛安全制動距離核心算法運算，比較，判斷，來計算是否需要迅速發(fā)出報警信號或直接采取緊急制動措施，以避免交通事故的發(fā)生； 利用加速度傳感器技術以及GPS導航系統(tǒng)和GSM無線通信技術原理，從碰撞速度與時間的關系測量出加速度，從而判斷車禍的可能性，且精確定位； 采用LocationManager軟件實現(xiàn)加速度的實時判定、GPS經緯度的實時顯示以及通過Java Me的定時器在極短的時間（如30秒）內

8、自動發(fā)送求救信號和事故地點定位信息等，從而達到在發(fā)生交通事故時，救援人員能迅速趕到現(xiàn)場進行急救的目的。 整體方案設計：加速度傳感器毫米波雷達車載碰撞傳感器GSM模塊和GPS模塊MDK60 防撞提醒與自控系統(tǒng)事故報警與定位系統(tǒng)讀取毫米波雷達數(shù)據獲取與障礙物間實時間距得到間距變化趨勢±及間距變化速度（+ 漸遠,- 漸近）當>100米，但 -20米/秒即以大于20米/秒漸近變化時車駕應在減速，且應在<80米時， -10米/秒當50<100米,但 -10米/秒間距漸近速度變化時/秒車駕應在減速，且應在<30米時， -5米/秒當10<50，并且-3米/秒漸近速度變

9、化時車駕應在減速，且應在<10米時，-2米/秒否則: 裝置聲光報警，提醒主人車輛未處于安全速度，需減速行駛，若車主未進行減速操作，則車輛鎖住油門并自行減速，且車外轉向燈頻繁閃爍，提示本車減速請小心行駛，在<3米時，剎車抱死，車輛停止，并且啟動三十秒報警倒計時，避免車主因突發(fā)身體狀況而引發(fā)車禍。由碰撞傳感器檢測車輛是否發(fā)生碰撞，碰撞力度及事故等級將各個傳感器得到的信息綜合處理，判斷事故類型，及傷害程度由加速度傳感器檢測車輛是否翻車+由卡爾曼濾波算法濾除因道路問題而產生的誤判根據GPS模塊實時定位得到當前位置信息聲光提醒，防止傳感器誤判30秒等待時間30秒內按下防誤觸開關，警報關閉，G

10、SM不發(fā)出任何信息30秒內未按下誤觸開關，判定事故信息屬實，將事故信息與位置信息發(fā)往122和120請求救援四、項目特色與創(chuàng)新點特色：在防撞報警和智能處理方面：該系統(tǒng)通過對車輛行駛前方的車輛狀況進行判斷，以前方車輛或障礙物的距離作為判據，當達到危險距離情況時，系統(tǒng)會迅速發(fā)出報警信號提醒駕駛員采取相應措施，必要時系統(tǒng)自動采取減速剎車措施心避免交通事故的發(fā)生。該模塊主要研究內容包括： （1）通過對識別技術的研究，本系統(tǒng)模型決定選用造價較低的激光測距傳感器（實際汽車上可選用準確度高、識別距離遠的毫米波雷達傳感器）作為信號識別裝置。（2）在車輛安全制動距離研究、分析的基礎上，提出保持安全車距的核心算法，

11、讓智能防撞系統(tǒng)將雷達傳感器接收到實時測距信息，與通過核心算法來計算結果進行結合處理，給出是否需要報警處理。當然為了提高智能防撞報警和自動處理系統(tǒng)的實效性，減少虛假報警的情況，本系統(tǒng)還將設計若干抑警開關，心解決在低速、轉彎、倒車等情形下的虛假報警情況，從而進一步提升該系統(tǒng)的實際應用價值5,6。在事故報警并傳送事故地點定位信息方面：針對事故現(xiàn)場無法人為提供事故現(xiàn)場信息這一情況，本系統(tǒng)擬嵌入一種基于GPS和GPRS網絡技術的車載緊急報警功能。即系統(tǒng)能夠利用 GPS車輛實時定位和GPRS網絡技術將車輛地理位置信息和車輛狀況信息的采集、處理、并自動傳輸給交通事故服務平臺。該模塊主要研究內容包括兩大部分：

12、即車輛定位及信息采集和現(xiàn)場信息處理和自動傳送。具體為車輛安裝高精度、全天候和全球性的GPS無線電定位系統(tǒng)；一方面，可將報警系統(tǒng)的啟動按鍵設置在方向盤后或者座椅下等方便駕駛員在遭遇車禍、被挾持或突發(fā)疾病等情急情況下能迅速啟動報警系統(tǒng)，此時車輛ECU采集車輛信息（溫度、胎壓、機油量等，另一方面，當出現(xiàn)發(fā)動機異?；驓饽覐棾?、或者嚴重車禍等情況時，系統(tǒng)將自主啟動報警系，GPS 首先對車輛定位，車載通信模塊將車輛位置信息發(fā)送車輛當前車況（如發(fā)動機是否異常、氣囊是否彈出）經GSM 網絡發(fā)送到交通事故服務平臺。 該系統(tǒng)不僅在一般情況下能夠提前預警，而且在霧霾等極端惡略天氣時，或者駕駛員判斷能力下降時，也能保

13、證車輛安全行駛。 五、項目進度安排2016年3月2016年4月：文獻調研、實地考查，擬定研發(fā)方案。進一步修訂研發(fā)方案，采購系統(tǒng)研發(fā)所需的器材和電子元器件。2016年5月2016年6月：前期初步研究系統(tǒng)開發(fā)中“精密激光傳感器、傳感器技術以及GPS導航系統(tǒng)和GSM無線通信技術”的技術關鍵。2016年7月2016年8月：學習飛思卡爾公司微控制芯片KMD60,以及相關算法研究。初步完成系統(tǒng)硬件搭建和軟件研究工作。2016年9月2016年12月：完成項目模型研究和測試完善工作。 研發(fā)具有“手動觸發(fā)和具有獨立判斷觸發(fā)”的車載報警觸發(fā)方式模型; 分析車輛位置的信息，采集、處理、發(fā)送，設計出基于GPS導航技術

14、、GSM通信技術的精確定位模型； 借助于激光測距傳感器或準確度高、識別距離遠的毫米波雷達作為信號識別裝置以及提出保持安全車距的核心算法來設計出精確報警裝置。2017年年度3個月計劃：項目完善、撰寫總結報告，結題；力爭成果轉化推廣應用、成果鑒定，申報專利。六、項目經費使用計劃（要求說明項目經費）用途費用調研與研學3000元材料費4000元設備費4000元硬、軟件研發(fā)費3000元測試、安裝、調試費3000元合計1.7萬元七、項目完成預期成果（論文級別、專利、設計、產品、服務；創(chuàng)新實踐項目需說明公司規(guī)模、營業(yè)額等）預期成果及考核指標（一）：基于傳感器技術、GPS導航技術和GSM無線通信等技術，研制出一套汽車智能防撞報警和出現(xiàn)危險事故后自動報警并定位的汽車智能化車載管理系統(tǒng)及車載實物模型。主要包括： 研發(fā)具有“手動觸發(fā)和具有獨立判斷觸發(fā)”的車載智能報警觸發(fā)方式模型; 借助于激光測距傳感器或準確度高、識別距離遠的毫米波雷達作為信號識別裝置以及提出 保持安全車距的