详情

原文传递汽车侧翻预警系统设计与研究

论文题名：	汽车侧翻预警系统设计与研究
关键词：	汽车侧翻预警;状态感知;WindowsCE;自回归模型;远程通信;嵌入式软件编程
摘要：	为了达到汽车侧翻预警和侧翻后自动求援的目的，论文对汽车侧翻机理、侧翻预警算法、汽车姿态解算以及远程通信进行了深入研究。在此基础上结合预测预报技术和嵌入式软件编程技术实现侧翻预警和自动求援功能，并对预警效果进行了仿真试验和实车道路试验。研究了GSM/GPRS移动通信技术以及GPS定位的应用开发，实现侧翻后自动求援功能。　　根据汽车侧翻原理建立汽车侧翻动力学模型，该模型包括纵向运动、侧向运动、横摆运动、侧倾运动四个自由度，并根据此模型建立侧倾动力学方程。选择汽车横向载荷转移率(Vehicle lateral loadtransfer ratio，LTR)作为汽车侧翻判别指示，根据侧翻动力学方程研究出侧翻判别指示简化计算算法。利用此算法计算汽车实时侧翻判别指示。　　在进行侧翻判别指示计算时，需要用到汽车侧倾角。因此，本文研究汽车姿态解算算法。通过姿态解算和卡尔曼滤波器得到汽车运动的实时侧倾角，以便在侧翻预警算法中利用。　　研究自回归建模(Auto Regressive Model，AR)预测方法对侧翻判别指示进行在线预测，得到未来汽车侧翻危险程度。若预测到将有发生侧翻事故的趋势，则通过语音或危险指示灯形式向驾驶员报警，使得驾驶员有足够时间采取正确措施避免侧翻发生，最终完成侧翻预警。　　选择内含ARM11处理器的S3C6410芯片作为侧翻预警系统主控制器的处理器，利用MPU-6050六自由度传感器和飞思卡尔单片机组成数据采集模块采集汽车六自由度运动参数并输送给主控制器。　　对Windows Embedded CE6.0嵌入式操作系统进行必要的裁剪、定制，并移植到主控制器中。利用Visual Studio2005中VC++设计了基于Windows Embedded CE6.0系统的侧翻预警、求援应用程序。在主控制器中实现了GSM/GPRS通信、GPS解析、侧翻预警算法以及界面显示。　　为验证本文设计的侧翻预警系统的侧翻预警效果。本文利用CARSIM与SIMULNK联合仿真技术对侧翻预警效果进行仿真验证和自行搭建实车试验平台进行实际道路试验验证。仿真验证和实车验证都采用J-Turn（急转向试验）、Double lane Change（双移线试验）、Fishhook（鱼钩试验）三种工况进行试验。其中实车试验预警效果为:J-Turn工况试验的侧翻预警向前1到3秒预警平均相对误差为4％到10％; Fishhook工况试验的侧翻预警向前1到3秒预警平均相对误差为5％到11％; DLC工况试验的侧翻预警向前1到3秒预警平均相对误差为6％到13％。通过仿真试验和实车试验证明了本文研究的汽车侧翻预警系统的预警效果具有一定的准确性和实时性。
作者：	余节发
专业：	车辆工程
导师：	刘军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文