汽車智能防撞和事故報(bào)警與定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-黃京資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上湖北文理學(xué)院2016年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目申報(bào)書項(xiàng) 目 名 稱汽車智能防撞和事故報(bào)警與定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)項(xiàng) 目 類 型（）創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（）創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（）創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目項(xiàng) 目 負(fù) 責(zé) 人 黃京指 導(dǎo) 教 師胡安正申 報(bào) 日 期2016年3月湖北文理學(xué)院教務(wù)處二一五年四月 湖北文理學(xué)院2016年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目申報(bào)書項(xiàng)目名稱汽車智能防撞和事故報(bào)警與定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目起止時(shí)間 2016 年 3 月 至 2017 年 3 月負(fù)責(zé)人姓名年級(jí)學(xué)院學(xué)號(hào)聯(lián)系電話E-mail黃京大二物理與電子工程學(xué)院項(xiàng)目組成員侯俊杰大二物理與電子工程學(xué)院唐永振大二物理與電子工程學(xué)院宋瑞

2、大二陳文雙大三指導(dǎo)教師姓名胡安正職務(wù)/職稱教授所在單位物理與電子工程學(xué)院聯(lián)系電話E-mail校外導(dǎo)師姓名無職務(wù)/職稱無所在單位無聯(lián)系電話無E-mail無一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介（200字左右） 當(dāng)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(xiǎn)和交通事故等問題已成為大眾關(guān)心的焦點(diǎn)問題。對(duì)此，本項(xiàng)目利用激光測(cè)距傳感器、加速度傳感器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和GSM無線通信等技術(shù)，以及多信息模糊算法、GPS經(jīng)緯度實(shí)時(shí)定位信息以及通過Java Me的定時(shí)器等技術(shù)，從行車防撞和交通事故及時(shí)報(bào)警與定位兩個(gè)方面，研發(fā)出一套汽車智能防撞報(bào)警和嚴(yán)重交通事故后能自動(dòng)報(bào)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(dá)到在發(fā)生交通事故時(shí)，救援人員能迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)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(shí)能及時(shí)發(fā)出求救信息從而有效保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)的新途徑。一旦推廣應(yīng)用于汽車上，將會(huì)帶來巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。2、 申請(qǐng)理由（包括自身/團(tuán)隊(duì)具備的知識(shí)、條件、特長(zhǎng)、興趣、前期準(zhǔn)備等） 1、自身及團(tuán)隊(duì)具備的知識(shí):通過課堂學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)室探究和實(shí)踐訓(xùn)練，我們具備了一定的專業(yè)知識(shí)：硬件方面：我們系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了電路分析、模擬和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、微機(jī)原理及其應(yīng)用，利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)了傳感器原理及其應(yīng)用、遠(yuǎn)程自動(dòng)控制等課程；軟件方面：我們學(xué)習(xí)并掌握了匯編語言、C語言等多種計(jì)算機(jī)語言，并在編程基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了STC8

4、9C51單片機(jī)、以Cortex-M3為內(nèi)核的STM32單片機(jī)等芯片。本團(tuán)隊(duì)成員都經(jīng)過了一定的培訓(xùn)，心態(tài)平穩(wěn)，擅長(zhǎng)與人交流合作、管理安排，每個(gè)成員思想獨(dú)特，極具創(chuàng)新精神，參加過校級(jí)比賽并取得優(yōu)異成績(jī)。2、自身及團(tuán)隊(duì)具備的條件:<1> 本項(xiàng)目依托物電學(xué)院的國(guó)家創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地、省級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、物電學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心、物理探索實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。已有數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)、Matlab仿真及虛擬儀器LabView仿真，可以進(jìn)行專題研究性實(shí)驗(yàn)和大學(xué)生科研項(xiàng)目。<2> 本項(xiàng)目組三名成員，團(tuán)隊(duì)成員各有所長(zhǎng)，容易溝通合作

5、，一名擅長(zhǎng)器械方面的設(shè)計(jì)和制作電路硬件的設(shè)計(jì)制作；一名擅長(zhǎng)程序的開發(fā)與調(diào)試和與人溝通熱愛市場(chǎng)調(diào)研和管理工作。<3> 本項(xiàng)目組具有豐富科研能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的導(dǎo)師指導(dǎo)，每個(gè)成員極具創(chuàng)業(yè)激情，學(xué)習(xí)能力很強(qiáng)，理論知識(shí)過硬、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，參加過校級(jí)比賽并取得優(yōu)異成績(jī)。3、自身及團(tuán)隊(duì)的特長(zhǎng):本團(tuán)隊(duì)成員都經(jīng)過了一定的培訓(xùn)。在專業(yè)技能方面，一個(gè)擅長(zhǎng)器械方面的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)制作過大量的電路，其設(shè)計(jì)的電路工作穩(wěn)定可靠。另一個(gè)擅長(zhǎng)程序的開發(fā)與調(diào)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(dá)能力和文字處理能力；并熱愛市場(chǎng)調(diào)研和管

6、理工作。4、自身及團(tuán)隊(duì)的興趣:實(shí)踐探索與研究、電子產(chǎn)品DIY制作、單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用。5、前期準(zhǔn)備：（1）本項(xiàng)目基于傳感器技術(shù)、GPS導(dǎo)航技術(shù)和GSM無線通信等技術(shù)，研制出一套汽車智能防撞報(bào)警和出現(xiàn)危險(xiǎn)事故后自動(dòng)報(bào)警并定位的汽車智能化車載管理系統(tǒng)及車載實(shí)物模型。（2）網(wǎng)上查找資料，設(shè)定多套方案；（3）現(xiàn)實(shí)中實(shí)驗(yàn)，選擇合適的傳感器；（4）重點(diǎn)學(xué)習(xí)GPS導(dǎo)航技術(shù) 、GSM無線通信技術(shù)、激光測(cè)距傳感器模塊的運(yùn)用；（5）了解現(xiàn)實(shí)中各種事故發(fā)生的情況，對(duì)方案進(jìn)行改進(jìn)。 3、 項(xiàng)目方案（計(jì)劃、技術(shù)路線、人員分工等）計(jì)劃：1.進(jìn)一步查閱有關(guān)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(shí)地測(cè)驗(yàn)

7、。4.整理數(shù)據(jù)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。5.制作該裝置的最終版本。項(xiàng)目方案設(shè)計(jì) 借助于激光測(cè)距傳感器或準(zhǔn)確度高、識(shí)別距離遠(yuǎn)的毫米波雷達(dá)作為測(cè)距信號(hào)識(shí)別裝置，實(shí)時(shí)測(cè)量前方障礙物的距離，并迅速反饋給微處理器KMD60，經(jīng)過在車輛安全制動(dòng)距離核心算法運(yùn)算，比較，判斷，來計(jì)算是否需要迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)或直接采取緊急制動(dòng)措施，以避免交通事故的發(fā)生； 利用加速度傳感器技術(shù)以及GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和GSM無線通信技術(shù)原理，從碰撞速度與時(shí)間的關(guān)系測(cè)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(shí)現(xiàn)加速度的實(shí)時(shí)判定、GPS經(jīng)緯度的實(shí)時(shí)顯示以及通過Java Me的定時(shí)器在極短的時(shí)間（如30秒）內(nèi)

8、自動(dòng)發(fā)送求救信號(hào)和事故地點(diǎn)定位信息等，從而達(dá)到在發(fā)生交通事故時(shí)，救援人員能迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行急救的目的。 整體方案設(shè)計(jì)：加速度傳感器毫米波雷達(dá)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(bào)警與定位系統(tǒng)讀取毫米波雷達(dá)數(shù)據(jù)獲取與障礙物間實(shí)時(shí)間距得到間距變化趨勢(shì)±及間距變化速度（+ 漸遠(yuǎn),- 漸近）當(dāng)>100米，但 -20米/秒即以大于20米/秒漸近變化時(shí)車駕應(yīng)在減速，且應(yīng)在<80米時(shí)， -10米/秒當(dāng)50<100米,但 -10米/秒間距漸近速度變化時(shí)/秒車駕應(yīng)在減速，且應(yīng)在<30米時(shí)， -5米/秒當(dāng)10<50，并且-3米/秒漸近速度變

9、化時(shí)車駕應(yīng)在減速，且應(yīng)在<10米時(shí)，-2米/秒否則: 裝置聲光報(bào)警，提醒主人車輛未處于安全速度，需減速行駛，若車主未進(jìn)行減速操作，則車輛鎖住油門并自行減速，且車外轉(zhuǎn)向燈頻繁閃爍，提示本車減速請(qǐng)小心行駛，在<3米時(shí)，剎車抱死，車輛停止，并且啟動(dòng)三十秒報(bào)警倒計(jì)時(shí)，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(cè)車輛是否發(fā)生碰撞，碰撞力度及事故等級(jí)將各個(gè)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(cè)車輛是否翻車+由卡爾曼濾波算法濾除因道路問題而產(chǎn)生的誤判根據(jù)GPS模塊實(shí)時(shí)定位得到當(dāng)前位置信息聲光提醒，防止傳感器誤判30秒等待時(shí)間30秒內(nèi)按下防誤觸開關(guān)，警報(bào)關(guān)閉，G

10、SM不發(fā)出任何信息30秒內(nèi)未按下誤觸開關(guān)，判定事故信息屬實(shí)，將事故信息與位置信息發(fā)往122和120請(qǐng)求救援四、項(xiàng)目特色與創(chuàng)新點(diǎn)特色：在防撞報(bào)警和智能處理方面：該系統(tǒng)通過對(duì)車輛行駛前方的車輛狀況進(jìn)行判斷，以前方車輛或障礙物的距離作為判據(jù)，當(dāng)達(dá)到危險(xiǎn)距離情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒駕駛員采取相應(yīng)措施，必要時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)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?jī)?nèi)容包括： （1）通過對(duì)識(shí)別技術(shù)的研究，本系統(tǒng)模型決定選用造價(jià)較低的激光測(cè)距傳感器（實(shí)際汽車上可選用準(zhǔn)確度高、識(shí)別距離遠(yuǎn)的毫米波雷達(dá)傳感器）作為信號(hào)識(shí)別裝置。（2）在車輛安全制動(dòng)距離研究、分析的基礎(chǔ)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(dá)傳感器接收到實(shí)時(shí)測(cè)距信息，與通過核心算法來計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)合處理，給出是否需要報(bào)警處理。當(dāng)然為了提高智能防撞報(bào)警和自動(dòng)處理系統(tǒng)的實(shí)效性，減少虛假報(bào)警的情況，本系統(tǒng)還將設(shè)計(jì)若干抑警開關(guān)，心解決在低速、轉(zhuǎn)彎、倒車等情形下的虛假報(bào)警情況，從而進(jìn)一步提升該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值5,6。在事故報(bào)警并傳送事故地點(diǎn)定位信息方面：針對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)無法人為提供事故現(xiàn)場(chǎng)信息這一情況，本系統(tǒng)擬嵌入一種基于GPS和GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的車載緊急報(bào)警功能。即系統(tǒng)能夠利用 GPS車輛實(shí)時(shí)定位和GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將車輛地理位置信息和車輛狀況信息的采集、處理、并自動(dòng)傳輸給交通事故服務(wù)平臺(tái)。該模塊主要研究?jī)?nèi)容包括兩大部分：

12、即車輛定位及信息采集和現(xiàn)場(chǎng)信息處理和自動(dòng)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(bào)警系統(tǒng)的啟動(dòng)按鍵設(shè)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(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，此時(shí)車輛ECU采集車輛信息（溫度、胎壓、機(jī)油量等，另一方面，當(dāng)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)異常或氣囊彈出、或者嚴(yán)重車禍等情況時(shí)，系統(tǒng)將自主啟動(dòng)報(bào)警系，GPS 首先對(duì)車輛定位，車載通信模塊將車輛位置信息發(fā)送車輛當(dāng)前車況（如發(fā)動(dòng)機(jī)是否異常、氣囊是否彈出）經(jīng)GSM 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到交通事故服務(wù)平臺(tái)。 該系統(tǒng)不僅在一般情況下能夠提前預(yù)警，而且在霧霾等極端惡略天氣時(shí)，或者駕駛員判斷能力下降時(shí)，也能保

13、證車輛安全行駛。 五、項(xiàng)目進(jìn)度安排2016年3月2016年4月：文獻(xiàn)調(diào)研、實(shí)地考查，擬定研發(fā)方案。進(jìn)一步修訂研發(fā)方案，采購(gòu)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(shù)以及GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和GSM無線通信技術(shù)”的技術(shù)關(guān)鍵。2016年7月2016年8月：學(xué)習(xí)飛思卡爾公司微控制芯片KMD60,以及相關(guān)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(xiàng)目模型研究和測(cè)試完善工作。 研發(fā)具有“手動(dòng)觸發(fā)和具有獨(dú)立判斷觸發(fā)”的車載報(bào)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(shè)計(jì)出基于GPS導(dǎo)航技術(shù)

14、、GSM通信技術(shù)的精確定位模型； 借助于激光測(cè)距傳感器或準(zhǔn)確度高、識(shí)別距離遠(yuǎn)的毫米波雷達(dá)作為信號(hào)識(shí)別裝置以及提出保持安全車距的核心算法來設(shè)計(jì)出精確報(bào)警裝置。2017年年度3個(gè)月計(jì)劃：項(xiàng)目完善、撰寫總結(jié)報(bào)告，結(jié)題；力爭(zhēng)成果轉(zhuǎn)化推廣應(yīng)用、成果鑒定，申報(bào)專利。六、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃（要求說明項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)）用途費(fèi)用調(diào)研與研學(xué)3000元材料費(fèi)4000元設(shè)備費(fèi)4000元硬、軟件研發(fā)費(fèi)3000元測(cè)試、安裝、調(diào)試費(fèi)3000元合計(jì)1.7萬元七、項(xiàng)目完成預(yù)期成果（論文級(jí)別、專利、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品、服務(wù)；創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目需說明公司規(guī)模、營(yíng)業(yè)額等）預(yù)期成果及考核指標(biāo)（一）：基于傳感器技術(shù)、GPS導(dǎo)航技術(shù)和GSM無線通信等技術(shù)，研制出一套汽車智能防撞報(bào)警和出現(xiàn)危險(xiǎn)事故后自動(dòng)報(bào)警并定位的汽車智能化車載管理系統(tǒng)及車載實(shí)物模型。主要包括： 研發(fā)具有“手動(dòng)觸發(fā)和具有獨(dú)立判斷觸發(fā)”的車載智能報(bào)警觸發(fā)方式模型; 借助于激光測(cè)距傳感器或準(zhǔn)確度高、識(shí)別距離遠(yuǎn)的毫米波雷達(dá)作為信號(hào)識(shí)別裝置以及提出 保持安全車距的