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摘要：随着人民生活水平日益提高，汽车逐渐普及，成为出行的主要方式。然而随着车辆急剧增加，交通事故频发造成巨大经济损失与人员伤亡。汽车防撞预警系统作为车辆主动安全技术的的一个重要组成部分，能够对驾驶员进行报警提醒，以避免汽车发生追尾事故，提高行车安全。本课题设计一种基于激光雷达的汽车防撞预警系统，单片机采集自车车速信息，根据激光点云计算自车与前车的相对速度进而计算当前车速下的安全距离，与实时车距相比较决定是否报警。本项目可实现当车距过近时及时报警，提醒驾驶员及时减速或制动，增强汽车的主动安全性。本课题研究基于STM32单片机对汽车防撞预警系统进行研究，通过sick sl150单线激光雷达采集距离数据建立汽车安全距离模型。建立对基于前车不同运动状态的安全距离模型，并确定模型中的主要参数，提出前方车辆状态的判定方法和防撞预警算法。研究内容可分为四大模块：1）防撞预警系统电路设计，采用基于ARM的单片机作为控制器 2）设计CAN总线，实现对激光雷达的配置和激光雷达数据的读取3）设计报警LED 4）语音报警模块，存储卡内预存距离小于安全车距的语音信息。通过本课题的研究,期望在以下几个方面取得成果:1.实现雷达点云信息的提取2.在单片机中实现汽车防撞模型3.通过实验验证设计。
关键字： 测距 雷达 防撞预警 安全距离
引言：当前，新一轮科技和产业变革方兴未艾，引发新一代信息技术与制造技术的深度融合。在此过程中，汽车正由百余年前典型的机械产品，逐步演变为机电一体化、智能网联化的高科技产品，呈现出与能源、材料、电子、信息等相关产业紧密相连、协同发展的趋势。未来汽车产业和技术将发生深刻变革，其中低碳化、信息化、智能化技术的不断进步，将催生全新的产品形态与商业模式，进而推动整个汽车产业格局和生态的重构。
近年来，随着国民收入的增加和市场需求结构转变，我国汽车产业呈高速发展趋势。拥有汽车的人输日益剧增，近年来借助于电子控制技术的飞速发展，汽车的操纵性能和运动性能得到巨大提升，此外，安全气囊和ABS等已开始作为汽车的标准设备在逐步得到普及，但尽管如此，根据统计，交通事故频发且有继续扩大的趋势，以至于给国家和个人造成了巨大的经济损失。汽车高速行驶会导致与前方车辆相对距离过小，极易发生追尾事故，造成严重的人员伤亡和财产损失。因此，深入展开汽车防撞预警系统研究对于提高道路运营水平，降低人员伤亡损失，推动智能交通的发展具有重要意义。
国内外的研究现状
汽车安全防撞预警系统是指在汽车行驶过程中，利用车载探测设备对汽车周围的障碍物进行检测，如果汽车与障碍物有可能发生碰撞，系统发出声光报警信号，提醒驾驶员及时感知危险信息以及当前危险的程度，可以使驾驶员提前采取相应的处理措施，避免发生追尾、侧滑等交通事故。随着电子技术的快速发展，在汽车防撞预警研究历史过程中，先后出现了超声波防撞系统、雷达防撞系统、防撞模型等。
- 超声波防撞预警系统发展状况
超声波一般指频率在以上的机械波,具有穿透性较强、衰减小、反射能力强等特点,超声波测距仪器一般由发射器、接收器和信号处理装置三部分组成。工作时,超声波发射器不断发出一系列连续的脉冲,给测量逻辑电路提供一个短脉冲。超声波接收器则在接收到障碍物反射回来的反射波后,也向测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理,自动计算出车与障碍物之间的距离。
广西水利电力职业技术学院梁小流，陈炳森等人根据超声波的测距原理，设计出了一种基于AT89S52单片机控制的汽车防撞雷达系统。系统硬件部分由超声波传感器，超声波发射电路，超声波接收电路，AT89S52控制单元，显示单元，报警和电源电路组成。该系统中超声波发射采用超声波传感器TCT40—10F1，中心工作频率为40kHz,即在该频率下的超声波的传播效率最佳；与超声波发射传感器配对的是超声波接收传感器TCT40—10S1，采用红外线检波接收的专用芯片CX20106A作为超声波接收检测电路，在超声波检测中具有很高的灵敏度和较强的抗干扰能力。此设计硬件结构简单，容易实现，且工作可靠，因此如果采用性能较好的超声波传感器，加大距离的测量，以及更为人性化的报警方式，利用单片机设计的汽车防撞雷达还有着较好的市场前景。[1]
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