高速公路追尾碰撞预防报警系统开发研究
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摘要
公路高速交通系统在我国的兴起，正改变着我国陆上交通的格
局。然而自高速公路投入使用以来，事故频发，已严重影响人们对使
用高速公路的信心，其中追尾碰撞事故是最具代表性的事故形式。本
论文以此为前提，开发研究了一套高速公路追尾碰撞预防报警系统。
在对汽车制动过程理论分析的基础上，建立了实用安全跟车距离
计算模型。以此模型为基础，提出了系统设计方案：采用激光雷达探
测自车与前车的距离，采用各种传感器收集行车环境信息，采用8位
MCS-51系列单片机作为中央控制中心，对各种信息加以分析判断，
当跟车距离小于安全跟车距离，存在追尾事故隐患时向驾驶员发出警
报。
本论文完成了系统的信息采集单元、警报输出单元及其它装置的
应用电路设计，采用MCS-51汇编语言编写了相应的程序。
本论文的研究结果为减少高速公路追尾碰撞事故的发生提出了一
条有效的解决途径。同时也为本课题的后期研究提供了理论基础和思
想方法。
The rising of rapid transit on tieeway is changing the pattern of
overland traffic in our country. While the frequent accidents have badly
touched the confidence of people using them since the freeways were
devoted to using, especially the rear-end collision accident, which is the
most representational accident form. Based on this premise, a suit of Rear-
end Collision Warning System is studied and taped in this paper.
Based on the theoretically analyzing of the braking process, the
applied counting model of the safe following distance between two cars on
freeways is established. The design blue print of the system is presented
based on such model. Using laser radar to measure the distance of own car
to frontal car, collecting the information of driving circumstance through
several sensors, and analyzing and judging all of such information using a
Single Chip Microcomputer of 8 bit MCS-5 1 series which is the control
center of the system. When the following distance is less than the safe
following distance, and there is a hidden trouble of rear-end collision
accident, an alarm is raised to the driver.
The application circuit diagram of the information collecting unit, the
alarm signal outputting unit and other equipment are designed, the
corresponding programs are also compiled using MCS-5 1 assemble
language in this paper.
The research production of this paper has presented an effective
solving approach for decreasing the occurring of rear-end collision
accidents on freewayR
the upper research of such task.
局。然而自高速公路投入使用以来，事故频发，已严重影响人们对使
用高速公路的信心，其中追尾碰撞事故是最具代表性的事故形式。本
论文以此为前提，开发研究了一套高速公路追尾碰撞预防报警系统。
在对汽车制动过程理论分析的基础上，建立了实用安全跟车距离
计算模型。以此模型为基础，提出了系统设计方案：采用激光雷达探
测自车与前车的距离，采用各种传感器收集行车环境信息，采用8位
MCS-51系列单片机作为中央控制中心，对各种信息加以分析判断，
当跟车距离小于安全跟车距离，存在追尾事故隐患时向驾驶员发出警
报。
本论文完成了系统的信息采集单元、警报输出单元及其它装置的
应用电路设计，采用MCS-51汇编语言编写了相应的程序。
本论文的研究结果为减少高速公路追尾碰撞事故的发生提出了一
条有效的解决途径。同时也为本课题的后期研究提供了理论基础和思
想方法。
The rising of rapid transit on tieeway is changing the pattern of
overland traffic in our country. While the frequent accidents have badly
touched the confidence of people using them since the freeways were
devoted to using, especially the rear-end collision accident, which is the
most representational accident form. Based on this premise, a suit of Rear-
end Collision Warning System is studied and taped in this paper.
Based on the theoretically analyzing of the braking process, the
applied counting model of the safe following distance between two cars on
freeways is established. The design blue print of the system is presented
based on such model. Using laser radar to measure the distance of own car
to frontal car, collecting the information of driving circumstance through
several sensors, and analyzing and judging all of such information using a
Single Chip Microcomputer of 8 bit MCS-5 1 series which is the control
center of the system. When the following distance is less than the safe
following distance, and there is a hidden trouble of rear-end collision
accident, an alarm is raised to the driver.
The application circuit diagram of the information collecting unit, the
alarm signal outputting unit and other equipment are designed, the
corresponding programs are also compiled using MCS-5 1 assemble
language in this paper.
The research production of this paper has presented an effective
solving approach for decreasing the occurring of rear-end collision
accidents on freewayR
the upper research of such task.
引文
1．《陕西高等级公路》，1997年第2期
2．李百川主编，《在职汽车驾驶员再培训教材》，1996年5月
3．李百川编，《道路交通事故预防心理学》，西安交大出版社，1998年2月
4．《上海市公路学会第三届年会论文集》
5．《陕西公路》，1995年第1期
6．邵毅明等主编，《高等级公路交通安全管理》，人民交通出版社，1999年6月
7．高延龄主编，《汽车运用工程》，1990年6月
8．余志生主编，《汽车理论》，1981年8月
9．《东南大学学报》，1998年第3期
10．《中南汽车运输》，1997年6月第2期
11．徐吉谦主编《交通工程总论》，人民交通出版社，1997年7月。
12．西安公路交通大学主编，《二十一世纪都市交通运输系统的可持续发展》，人民交通出版社，1999年8月
13．黄卫、陈里得编著，《智能运输系统(ITS)概论》，人民交通出版社，1999年9月
14．李令举主编，《汽车工程电子新技术》，人民交通出版社，1995年3月
15．中国矿业学院测量教研室编，《激光测距仪》，煤炭工业出版社，1980年2月
16．俞渭明著，《电控燃油喷射发动机多媒体教学系统的研究》，西安公路交通大学硕士学位论文，1999年5月
17．蔡希尧编著，《雷达系统概论》，科学出版社，1983年7月
18．[日]高燆 清 小长井 诚编著，《传感器电子学》，宇航出版社，1987年11月
19．[日]田中敬一著，《激光与测量》，中国计量出版社，1987年4月
20．高林奎、宋玮编，《激光测距》，人民铁道出版社，1977年4月
21．吴植民主编，《汽车构造》，人民交通出版社，1992年10月
22．李华主编，《MCS-51系列单片机实用接口技术》，北京航空航天出版社，1993年8月
23．胡汉才编著，《单片机原理及其接口技术》，清华大学出版社，1996年7月
24．何立民编著，《MCS-51系列单片机系统配置与接口技术》，北京航空航天出版社，1990年1月
25．杨妙梁、薛志红编著，《汽车安全系统结构与维修》，中国物资出版社，1998年8月
26．[日]大西 雅弘、杉田 荣利，西野 润、武田 洋等著，《车间距离报警装置的开发》
27．[日]安间 辙、罔林 蘩、村本 逸朗、南 清志、神头 忠夫等著，《使用激光雷达的碰撞避免系统》
28.K.W.Jhang, I.G. Hyun and K.J. Kim "A novel method for distance and relative velocity measurement in rear-end collision warning system"—SAE 1996.
29.A.G.STOVE "80GHz radar for cars", Philips Research Laboratories,UK—SAE 925215
30.Walter Ulke,Roll Adomat, Karlheinz Butscher and Wolfgang lauer "Radar Based Automotive Obstacle Detection System"—SAE Vol.103,1994.
31.Kiyoshi Minami,Tohru Yasuma, Shigeru Okabayshi, Masao Sakata,Itsuro Muramoto and Todao Kohzu "A Collision Avoidance Warning System Using Laser Radar"—SAE Vol.97,1988.
2．李百川主编，《在职汽车驾驶员再培训教材》，1996年5月
3．李百川编，《道路交通事故预防心理学》，西安交大出版社，1998年2月
4．《上海市公路学会第三届年会论文集》
5．《陕西公路》，1995年第1期
6．邵毅明等主编，《高等级公路交通安全管理》，人民交通出版社，1999年6月
7．高延龄主编，《汽车运用工程》，1990年6月
8．余志生主编，《汽车理论》，1981年8月
9．《东南大学学报》，1998年第3期
10．《中南汽车运输》，1997年6月第2期
11．徐吉谦主编《交通工程总论》，人民交通出版社，1997年7月。
12．西安公路交通大学主编，《二十一世纪都市交通运输系统的可持续发展》，人民交通出版社，1999年8月
13．黄卫、陈里得编著，《智能运输系统(ITS)概论》，人民交通出版社，1999年9月
14．李令举主编，《汽车工程电子新技术》，人民交通出版社，1995年3月
15．中国矿业学院测量教研室编，《激光测距仪》，煤炭工业出版社，1980年2月
16．俞渭明著，《电控燃油喷射发动机多媒体教学系统的研究》，西安公路交通大学硕士学位论文，1999年5月
17．蔡希尧编著，《雷达系统概论》，科学出版社，1983年7月
18．[日]高燆 清 小长井 诚编著，《传感器电子学》，宇航出版社，1987年11月
19．[日]田中敬一著，《激光与测量》，中国计量出版社，1987年4月
20．高林奎、宋玮编，《激光测距》，人民铁道出版社，1977年4月
21．吴植民主编，《汽车构造》，人民交通出版社，1992年10月
22．李华主编，《MCS-51系列单片机实用接口技术》，北京航空航天出版社，1993年8月
23．胡汉才编著，《单片机原理及其接口技术》，清华大学出版社，1996年7月
24．何立民编著，《MCS-51系列单片机系统配置与接口技术》，北京航空航天出版社，1990年1月
25．杨妙梁、薛志红编著，《汽车安全系统结构与维修》，中国物资出版社，1998年8月
26．[日]大西 雅弘、杉田 荣利，西野 润、武田 洋等著，《车间距离报警装置的开发》
27．[日]安间 辙、罔林 蘩、村本 逸朗、南 清志、神头 忠夫等著，《使用激光雷达的碰撞避免系统》
28.K.W.Jhang, I.G. Hyun and K.J. Kim "A novel method for distance and relative velocity measurement in rear-end collision warning system"—SAE 1996.
29.A.G.STOVE "80GHz radar for cars", Philips Research Laboratories,UK—SAE 925215
30.Walter Ulke,Roll Adomat, Karlheinz Butscher and Wolfgang lauer "Radar Based Automotive Obstacle Detection System"—SAE Vol.103,1994.
31.Kiyoshi Minami,Tohru Yasuma, Shigeru Okabayshi, Masao Sakata,Itsuro Muramoto and Todao Kohzu "A Collision Avoidance Warning System Using Laser Radar"—SAE Vol.97,1988.
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