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基于动态门槛阈值的车辆事故自动呼救终端设计
| 论文题名： | 基于动态门槛阈值的车辆事故自动呼救终端设计 |
| 关键词： | 车辆事故;自动呼救系统;软件开发;门槛阈值;动态匹配 |
| 摘要： | 车辆事故自动呼救系统（Automatic Crash Notification System，ACNS）是一种事故后安全技术，旨在提高救援机构的响应速度和救援效率，提高乘员的存活率。车辆发生事故后，ACNS可以通过迅速通知紧急医疗服务机构来降低碰撞后的死亡率，发送的事故信息可以帮助救援中心快速锁定事故地点，判断事故严重性和预测乘员伤情，以便迅速将乘员从事故现场解救出来，并帮助迅速转移到适当的医院或创伤中心。门槛阈值对于以加速度信号触发的ACNS的抗干扰性和准确性具有重要影响，因此，本文对ACNS门槛阈值根据路面状况动态匹配进行了研究，并对ACNS终端的软硬件进行了设计。 根据不同工况和路面条件下的车身纵向加速度峰值和不同门槛阈值对应的碰撞过程中的速度变化量，分析门槛阈值对ACNS抗干扰性和准确性的影响。分析和比较ACNS主要触发算法，选定移动窗积分法，对30km/h车速下的台车碰撞试验加速度以8ms窗宽进行移动积分，将8ms窗宽内的速度变化量峰值1.91m/s设为ACNS的触发阈值。 根据功率谱密度（Power Spectral Density，PSD）与国际平整度指数（International Roughness Index，IRI）的换算关系推导IRI与加速度功率谱密度均方根的关联关系，基于CarSim路面和车辆仿真模型获取不同IRI对应的车身垂向加速度功率谱密度均方根值和A~F等级标准路面的IRI值对应的车身纵向加速度峰值，确立“车身垂向加速度功率谱密度均方根—IRI”和“IRI—门槛阈值”的关联模型，设计门槛阈值动态匹配算法。 分析ACNS终端的功能需求，对终端硬件进行设计，选择微处理器、三轴加速度传感器、GPS模块、SD卡、GSM模块和LCD显示屏的适用产品和型号，设计各个模块和微控制器的接口、微控制器外围电路和终端电源电路。对ACNS终端的功能进行软件实现，完成各个模块初始化，加速度信号采集和存储，GPS信息接收，发送和显示事故信息。并且编写触发算法和门槛阈值动态匹配算法程序。 进行实车道路试验，ACNS终端采集车辆在不同路面上行驶的三个方向的加速度信号，同时搭建高精度传感器、数据采集卡和上位机的采集系统验证ACNS终端采集的加速度数据的准确性；读取SD卡中台车碰撞试验数据测试终端的触发情况，触发时能够发送地理位置、碰撞时间和速度变化量等信息，并在LCD显示屏上进行显示。试验结果表明，本文所设计的ACNS终端能够实现门槛阈值根据路面状况动态匹配，且能够识别碰撞严重性，触发时发送准确的碰撞信息，具有较高的可靠性。 |
| 作者： | 张玉辰 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 陆颖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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