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基于毫米波雷达的车辆纵向碰撞预警系统设计
| 论文题名： | 基于毫米波雷达的车辆纵向碰撞预警系统设计 |
| 关键词： | 汽车工程;纵向碰撞预警系统;毫米波雷达;设计理论 |
| 摘要： | 近年来，随着科学技术与经济水平的提高，我国汽车保有量不断增长，随之而来的是交通事故的频发。根据我国公安部交通管理局统计，超过65％的相撞都属于追尾碰撞，而且造成的损失也最大，由此可见，研制避免车辆纵向碰撞的安全防撞预警系统对保证驾驶员行车安全有重要意义。随着各种传感技术、信息融合处理技术、计算机通信技术的发展，防撞预警系统已不再依赖单一的信息源来判断危险，而是通过智能算法分析、融合本车自身以及周边环境信息来综合评判碰撞危险。 本课题依托于863智能车项目，将目标跟踪技术与防撞预警系统有机地结合起来，综合考虑自车行车状态和前车行驶趋势来对车辆碰撞态势进行评估，从而建立起基于目标跟踪的集预警、主动避撞功能于一体的车辆主动安全防撞预警系统。 本文首先对毫米波雷达的测速、测距原理进行了分析，并依据其工作原理设计了针对性的数据解析程序，为预警系统提供准确有效的信息源。然后通过对制动过程和跟车动力学模型的分析，将前车运动状态分为前车静止、前车匀速或加速、前车减速或制动停车三种情况，从而建立了基于驾驶员预估模型的最小安全距离模型。 在此基础上将目标跟踪的概念引入到防撞预警系统中，通过毫米波雷达实时采集到的相对车距信息和前车车速信息，基于CV/CA车辆运动模型的卡尔曼滤波跟踪算法对前方目标车辆的运动状态进行预测；引入基于安全距离模型的二级预警方案，和基于时间概念的TTC紧急制动辅助避撞算法，构建车辆纵向防撞预警系统。 最后在Matlab仿真软件中通过Simulink模块建立了车辆动力学模型、毫米波雷达测距模型和预警模型，并基于GUI图形用户界面搭建了模拟预警监控仿真平台。通过GUI和Simulink的联合仿真实验对基于目标状态预测的预警算法进行了验证。仿真实验结果反映，引入目标状态预测后优化了报警和消警的合理性，提高了碰撞预警的准确性和可靠性。 |
| 作者： | 柯振宇 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 郭建明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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