1、第四屆“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽一、 創意比賽作品簡介：（內容包括作品的主要內容、創新點、主要技術指標以及現在完成程度等。可另附圖片以及影像資料）該項目主要是基于小車模型，加上控制系統共同組成帶駕駛輔助系統的模型車，對模擬的日常生活中駕駛時容易出現的某些情況進行避免，減少碰撞。實現的基本功能：1、運行時檢測與前車的距離，根據速度控制與前車的距離，當速度與距離比例大于設定值時向車主提醒，同時自動減速，當距離小于某值時強行剎車。2、運行時檢測與后車距離，當速度與距離比值大于設定值時亮剎車燈提醒后車。3、限速提醒。當車速超過限定值時向駕駛員提醒。4、右側距離探測。當檢測到右側與障礙物（汽車

2、，行人等）距離太近時通過信號提醒駕駛員調整方向。5、對車道進行探測，當離車道分界線小于一定距離時對駕駛員進行提示，該提示可通過按鍵忽略，以超車時候使用。6、在十字街道通過車模前方探測器探測橫向流動物體，避免因駕駛員位置靠后無法看清橫向街道來車以致發生碰撞。該系統采用飛思卡爾MC9S12單片機，搭載超聲波傳感器以及紅外對管傳感器，對距離以及路面情況進行探測，由單片機進行信號處理，再反饋到執行系統，進行相應操作。該系統主要針對當今交通發達，私家車數量急劇上升，交通形勢日益嚴峻的情況，據悉，每年在追尾、側撞以及十字路口處為交通事故主要發生地。針對該情況，為了避免這些情況，需要及時向駕駛員提供車邊相應

3、情況，以提供足夠反應時間，盡量避免交通事故，減少人身傷亡和財產損失。創意背景隨著經濟的發展，汽車業也出現了跨越式的發展。2009年第一季度全國機動車和駕駛人統計數據顯示，截至3月，全國機動車保有量為1.73億多輛，其中私人機動車保有量已占機動車總量的76.49%。如此龐大的汽車群體，對中國的交通是一大考驗。有報告顯示，超過85%的駕駛員造成的交通事故都是因為“人為失誤”，比如車速過快，車距過近，轉向錯誤，掉頭或者倒車，忽視道路優先權和酒后駕駛。世界上并沒有完美的駕駛員，因此這些情況每時每刻都在世界的各個角落發生，因此對汽車的安全性能和駕輔助性能成了新的要求。據悉，在2008年，沃爾沃推出了探測

4、前車距離并自動剎車的駕駛輔助系統，該系統使得該車型受到熱捧。在中國，交通狀況更為復雜，自行車和摩托車擁有量居世界首位，而正是因為如此，使得交通狀況堪憂，每年發生的機動車與非機動車的碰撞事故數不勝數，而此類事故也是死亡率比較高的交通事故之一，具統計，交通事故中，因掛擦、碰撞而引起的事故占事故總數的五分之三，其中因占道行駛和超車撞車事故占三分之一。針對此種情況，各大汽車制造商從以前的單純研究被動交通事故保護系統轉為研究主動駕駛輔助系統，提高汽車的智能程度，主動提供保護，以使汽車的安全性得到質的改變，從而避免財產和人身安全的損失。目前世界上已經出現的有距離探測提醒系統、夜視輔助系統、自動剎車輔助系統

5、，但因其造價昂貴，都安裝在高檔車上，如奔馳速度提醒系統、寶馬的夜視輔助系統、沃爾沃的智能剎車輔助系統，且這些車的車主往往雇有專職駕駛員，經驗豐富，無需使用這些輔助，使得其被浪費，因此各汽車廠商又開始轉向經濟、實用、大眾化的駕駛輔助系統的開發。與此同時，也有專家對駕駛輔助系統太過智能感到擔憂，自從自動檔汽車問世，駕駛自動檔的駕駛員對手動檔汽車便無所適從；自從后視倒車輔助系統出現后，熟練使用后視鏡倒車的人大大減少；同樣，當各種功能強大的駕駛輔助系統出現后出現的駕駛技術退化將更加加劇了交通狀況的惡化。基于此，有專家呼吁勿將汽車設計的太過智能，除非能在每輛車上安裝同樣的系統，使得擁有駕駛執照的駕駛員能

6、使用所有車輛。基于這種情況，現在的駕駛輔助系統偏向于對駕駛員無法照顧到的死區進行探測和提醒，如：車輛的右方、與前車的距離與相對速度比、后面來車的距離、還有車輛在車道的行駛狀況和車輛本身的超速現象，從這些地方對駕駛員提出提醒將有助于交通情況的改善，減少事故的發生，降低事故中人身和財產的死亡率，也提升了駕駛員的駕駛信心。實施方案（一）車模車模的選擇計劃使用Matiz系列1：10模型車，該車基本參數為：基本參數尺寸軸 距198mm前輪距137mm后輪距138mm/146mm傳動比18/76同時配有電機，舵機。該車是國產仿制的愛德美公司模型車，機械結構7處參數可調，包括：前輪定位、主銷后傾角、主銷內傾

7、角、前輪外傾角、重心位置調節、離地間隙與底盤剛度調整、后懸掛縱向減震彈簧剛度以及輪間距。（二）超聲波測距在各種測距方式中，超聲波測距有著不可動搖的地位，尤其在10米范圍內。超聲波測距模塊使用壓電陶瓷超聲傳感器，超聲測距模塊體積小巧，使用靈活，電路設計簡捷，工作穩定可靠。我們使用超聲波模塊發射和接收超聲波信號，用程序控制輸出脈沖的寬度，即發射超聲波與接收超聲波的時間間隔 t，故被測距離為 S=12vt，由于超聲波的聲速與溫度有關，如果溫度變化不大，則可認為聲速基本不變 。如果測距精度要求很高，則可通過溫度補償的方法加以校正。（三）紅外對管車道分界線檢測常用的紅外發光二極管（如SE303·

8、;PH303），其外形和發光二極管LED相似，發出紅外光（近紅外線約0.93m ）。管壓降約1.4V ，工作電流一般小于20mA，工作電壓為1.2V，測量距離約20cm（雙管紅外發射電路，可提高發射功率，增加紅外發射的作用距離）。波段為紅外光，受可見光干擾小，功率和性能滿足我們需要。原理：根據模擬道路與其分界線顏色不同，從而反光率也不同，紅外接收管接收到信號后，管內會有大小不同的電流流過，該電流是與接收到的紅外光強成正比的電信號（在偏置正常的情況下）再通過AD轉換芯片轉換，輸入單片機進行處理，因此能檢測出其分界線。（四）測速利用電機編碼器測速。編碼器測速后將轉速轉換成脈沖量，再連接到單片機記數

9、端口，通過程序對接收的脈沖計數，即可完成測速。（五）提醒（1）提醒條件：1、 1、前后安全距離提醒：根據城市道路和高速道路速度要求不同，分別設定不同距離值作為安全距離，將其命名為城市模式和高速模式，小車上用撥碼開關進行模式選擇，確定與前后車的安全距離，當與前方物體距離太近超過安全值時，進行提醒，并主動減速，若是距離小于特定值時便強制剎車。當檢測到與后方物體距離小于設定值時，亮后方LED進行提醒。2、 2、左右道路分界線提醒： 當紅外對管檢測到車道分界線時進行提醒。另外設置一復位鍵以供超車時忽略該次提醒。3、 3、右側物體提醒：當探測到車體右側與右側物體距離小于設定值時進行提醒。4、 4、超速提

10、醒：當行駛速度超過設定的安全速度時進行提醒，并且在一定時間內駕駛員沒有減速動作或距離太近時主動剎車。（2）提醒方式：提醒主要采用聲音和燈光形式。 1、聲音部分：車模采用無源蜂鳴器發聲提醒，該蜂鳴器可根據占空比發出長短不一的聲音，頻率不同可發出音階不同的聲音，便于進行各種情況的提醒。 12 3 4 2、指示燈部分：車模用LED發光進行提示，為了提供比較形象的信息，減少駕駛員反應時間，LED呈棱形排列，分別代表車身前后左右，便于指示方向。具體方案：w 前方車輛距離提醒：響蜂鳴器，并且LED1閃爍提醒；w 右側提醒：響蜂鳴器，并且LED3閃爍提醒；w 后面提醒：亮LED4(代替尾燈)提醒后車；w 超

11、速提醒：響蜂鳴器，LED1和LED4同時閃爍。（六）基于Freescal 9S12單片機平臺的數據處理與控制實現該平臺采用飛思卡爾16位微控制器MC9S12DG128，該微控制器是Freescal公司S12系列16位單片機中的一種，其內部結構主要有單片機基本部分和CAN功能塊部分組成，基本結構包括：中央處理器單元 HCS12（CPU）、2個異步串行通信口SCI、2個同步串行通信口SPI，8通道輸入捕捉/輸出比較定時器，1個8通道脈寬調制模塊以及49個獨立數字I/O口（其中20個具有外部中斷及喚醒功能），在片內還擁有128KB的Flash ROM，8KB的RAM和2KB的EEPROM，CAN功能

12、塊包括兩個兼容CAN2.0A/B協議的msCAN控制器組成，這些豐富的內部資源和外部接口資源可以滿足ECU對各種數據的處理、CAN網絡數據的發送和接收要求，芯片集成了兩個msCAN12模塊，能夠實現高低速CAN網絡的網關節點功能。 msCAN是Motorola Scaleable CAN的縮寫3，而msCAN12模塊則是msCAN在M68HC12系列MCU上的具體實現，它遵循CAN2.0A/B協議，集成了除收發器外CAN總線控制器的所有功能，此外它還采用先進的緩沖器布置改善了實時性能，簡化了應用軟件的設計，CAN報文發送時，CPU將數據送入發送緩沖期，然后通過設置寄存器發出命令，數據組成報文后

13、通過發送引擎送到TxCAN，再經過外部收發器送到總線，報文接收時，收發引擎通過外部收發器將總線上的數據位流引入RxCAN，經過解碼、錯誤檢查、校驗和報文過濾后送到接收緩沖區，并通過中斷或標志通知CPU。擁有如此強大的處理能力是我們選擇它的原因之一。利用該芯片，完全能夠滿足我們使用的傳感器信號采集處理、控制算法及執行、動力電機驅動、轉向舵機控制等需要實現的功能。其次，該型芯片已成功運用在中國和全世界的各種汽車電子應用之中。S12是一個非常成功的芯片系列，并具有為中國市場度身定造的相宜價格以及較高的性能，其應用范圍如下： 引擎管理系統在中國應用于中/低端汽車 混合引擎汽車應用于中國HEV設計 傳送

14、系統自動傳送 安全 目前主要用于氣囊 機箱電子 - ABS - 電動駕駛 車身電子    - 汽車網絡    - 群集/儀表盤    - 車身控制模塊    - 燈光、雨刷器、天窗、空調系統（HVAC）、電動鏡、電動車窗、電動座位、電動門鎖 資訊娛樂    - 汽車收音機/音響 因此，該平臺的學習和使用有助于更好與實際相銜接，也便于以后工作中的應用，這也是選擇該平臺的第二個原因。（七）編程流程圖:YYNY提醒N檢測路邊信息N探測到道路界線?超速?大于安全距離?數據處理單片機單片機檢測距離開始測速程序循環檢測，開始以后便不斷對三種數據進行檢測，并傳入單片機中進行處理，直到系統關閉后結束運行。特色與創新對實際生活中的問題進行模擬，并通過現有成熟科技對其進行解決。特色：針對當今交通情況，對事故發生的主要情況進行模擬，并針對這些情況開發出能夠輔助駕駛，主動探測，并采取部分行動的運行輔助系統，在某些層面上彌補人在駕駛上的不足，如：視角窄，無法前后兼顧，