基于激光雷达的车载防撞系统的设计

基于激光雷达的车载防撞系统的设计中文摘要：近年来，我国道路交通安全的形势仍然非常严峻。如果在交通事故发生之前向驾驶员发出警告，让驾驶员能够采取一定的避免措施，就能有效地减少交通事故的发生,从而保障人身财产安全。论文中主要介绍了一种基于激光雷达的车载防撞系统，并给出了可能实现的设计方法，描述了该防撞系统能够实现的功能，以及提出了有效避免车辆相撞的方案。论文包括对硬件选型的描述，硬件电路的设计，以及软件框图的实现方法。距离传感器采用的是激光传感器，单片机采用的是fresscale的MC9S12C32型号。本文设计的系统采取两种措施，一种是蜂鸣器报警，另一种是在极端紧急的情况下，通过CAN总线对ABS发出制动信号，进行紧急刹车。激光传感器向汽车前方不断发射激光束，在收到反射回波后计算出于本车的距离，方向角，以及与本车之间的相对速度。单片机通过一个通信模块不断的向激光传感器采集数据，再经过软件程序计算，判断汽车是否处于安全状态，如果处于安全状态，单片机继续采集数据，如果处于危险状态，单片机发出控制信号，驱动声音报警电路进行报警，如果处于紧急情况，单片机通过汽车CAN总线向制动装置ABS发出控制信号，采取自动刹车。关键词：防撞预警，激光雷达测距，单片机，CAN总线第一章引言随着社会的进步，国民经济得到迅速的发展，人民生活生活水平的不断提高，公路交通作为国民经济的重要枢纽近年来受到极大重视，国家和各级政府都对公里建设投入了大量的资金、人力和物力。“九五”期间，我国的高速公路建设达到了11万公里，行驶的车辆速度再80km/h以上，一旦发生碰撞，后果不堪设想，故要求驾驶员注意力高度集中，时刻注意路况信息，增加了驾驶员的劳动强度。另外，公路建设的同时，也带动了民族汽车工业的快速发展，20世纪末，我国的汽车产量比1993年翻一番，2010年，汽车产量又翻了一番，汽车数量逐年增长，越来越多的人拥有私人汽车，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很快的提高。安全气囊和ABS也逐步的得到普及，但是，安全气囊属于被动的安全措施，一旦发生交通事故，必定带来财产损失，资料显示，70-90%的交通事故是由人为错误引起的，其中，错误的判断与识别是最突出的因素。根据德国原戴姆勒-奔驰汽车制造公司研究报告表明：在危险情况下，如能给驾驶员提前半秒反应时间，则可以分别减少撞车尾事故的30%、路面相关事故的50%、迎面撞车事故的60%。因此，这里再一次表明了汽车防撞系统技术的重要性，采取合适的车辆测距方式，通过报警或自动进行某项预定的操作比如制动的方式，以避免于驾驶员疲劳、疏忽、误判所造成的各项交通事故。在这样的情况下，安全驾驶也逐渐成为大家关注的焦点，驾驶辅助系统的开发的意义便显得特别突出，各种汽车安全辅助工具应运而生，车载防撞系统也是其中之一。1.1研究背景及意义自十九世纪末汽车问世以来，经过一个世纪的发展，汽车已经成为现代文明与进步的标志，是社会生活中不可缺少的重要组成部分。汽车以其特有的优越性给人们的生活方式、生产方式带来了巨大变化，它使人们的出行变得越来越迅速、越来越方便舒适，为现代社会的发展和人类生活条件的改善做出了巨大贡献。然而，当人类社会充分享受汽车带来的诸多好处的同时，也为此付出了沉重的生命和财产代价。据不完全统计【1】，我国自1990年至2006年，累计已有1380584人死于道路交通事故，受伤人数达到了5188475名，其中仅2006年，道路交通事故就造成89455人死亡。年份事故次数（次）死亡人数（人）受伤人数（人）直接经济损失（元）19902502974927115507236354811419912648175329216201942835974919922282785872914426464482963619932423436350814225199907012119942535376636214881713338272231995271843714941593081522665624199628768573665174447171768516519973042177386119012818461584531998346129780672227211929514015199941286083529286080212401808920006169719385341872126689039942001754919105930546485309544655120027731371093815620743324380000200366750710437249417433691400002004517889107077480864239000000020054502549873846991118800000002006378781894554311391490000000表1．1我国1990年一2006年逐年的交通事故次数、死亡人数、受伤人数和直接经济损失的情况。由上表可以看出，1990年．2003年的14年期间，我国道路交通事故呈明显的增长趋势，特别是2002年与1990年相比，增长了两倍多，由250297起上升至773137起。交通事故死亡人数也相应地逐年上升，2001年突破了10万人，2002年达到一个高峰。目前，我国的交通事故的发生率极高，交通事故死亡人数位居世界第一。我国拥有全世界8％的车辆，确占据了全世界近20％的交通事故死亡人数。2006年，全国共发生道路交通事故378781起，造成89455人死亡，受伤431139人，直接财产损失达14．9亿元。其中，发生一次死亡三人以上交通事故1671起，造成6611人死亡，发生一次死亡五人以上交通事故326起，造成2244人死亡；发生一次死亡10人以上特大交通事故38起，造成558人死亡。跟世界其他发达国家相比，2006年每百起事故死亡达23．6人。电磁波的能量是以光速传播的，设目标的距离为R，则传播的距离等于光速乘上时间间隔，即式中，R为目标到激光雷达的单程距离，单位为m；为电磁波往返于目标和雷达之间的时间间隔，单位为s；c为电磁波在空气中的传播速度，约为：。由于电磁波传播的速度很快，激光雷达技术常用的时间单位为us，回波脉冲滞后于发射脉冲为一个微秒时，多对应的目标距离R为。能测量目标距离是激光雷达的一个突出优点，测量的精度和分辨率与发射信号带宽（或处理后的脉冲带宽）有关。脉冲越窄，性能越好。激光雷达对空间目标P的位置测定，必须用三个坐标来表示，即斜距R、方位角α、仰角β或高度H。如图所示：雷达经天线向空间发射一定重复周期高脉冲，如果遇到目标则由目标反射回来的反射波将滞后于发射的高频脉冲一个时间差Tr和一个频移（多普勒频移）Fa。根据雷达可以测定的这两个数据，就可依据以下公式断定目标的位置：R=C·Tr/2Fa=2Vr/λ式中，R-目标到雷达的距离，单位为m；C-光速，Tr-电波往返于雷达与目标之间的时间间隔，单位为s；Fa-多普勒频移，单位为m/s；λ-雷达工作波长，单位为m；Vr-雷达与目标之间的相对速度，单位为m/s。而雷达在方位角方向移动，根据天线波束的指向，可以确定方位角α；同理，根据雷达天线在仰角方向转动，可以确定仰角β。激光雷达传感器采用标准数据RS232接口，工作电压在5V-9V。第三章系统各个模块的介绍3.1单片机的选择及介绍单片机采用freescale公司的MC9S12C32，这款芯片与其他单片机最大的不同在于，它有CAN总线控制引脚，可以通过CAN收发模块与汽车CAN总线之间进行通信，从而实现紧急刹车的功能。MC9S12C32具有SPI四线同步双向串行总线，以主从方式工作，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCLK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线CS。MOSI–SPI总线主机输出/从机输入；MISO–SPI总线主机输入/从机输出；SCLK–时钟信号，由主设备产生；CS–从设备使能信号，由主设备控制，有的IC此pin脚叫SS。同时，MC9S12C32还拥有SCI串行通信接口，有两个I/O引脚：SCITXD和SCIRXD，通过对一个16位的波特率选择寄存器编程，可以得到65000种不同的速率，具有1-8位的可编程数据位，长度为1位或2位的可编程停止位，其内部能产生串行时钟，SCI接口采用半双工或全双工工作方式，具有双缓接收和发送功能，发送和接收操作均可通过中断或查询操作进行。MC9S12C32还具有CAN控制器功能，通过RXCAN和TXCAN两个引脚可以实现与CAN总线的通信,芯片的PW引脚可以输出PWM波，控制输出电压的频率。中央电源由VDDA或者VSSA管脚供给，采用标准5V的I/O引脚，这些标准引脚被分类为I/O接口管脚，模拟信号输入，BKGD和RESET管脚。这些管脚的内部结构都是一致的，然而，有些功能可以被禁止。比如，模拟信号输入到输出驱动管脚上，上拉电阻和下拉电阻被永久禁止。模拟参考引脚，这组管脚由VRH和VRL管脚组成。振荡器管脚，XFC,EXTAL,XTAL管脚组成振荡器管脚，2.5V标准电平，由VDDPLL管脚供电。测试引脚TEST仅用于生产测试用。3.2通信模块由于激光雷达传感器数据端口是RS232接口，不能与单片机直接相连,在单片机和激光雷达传感器之间需要加一个通信模块。激光传感器与单片机之间的通信模块采用MAX232，MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12v和-12v两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据从T1OUT、T2OUT送到电脑DB9插头；DB9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出。第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5v）。如图，加上MAX232通信模块之后，可以提供一个RS232数据接口，与激光雷达传感器相连。3.3CAN总线3.3.1CAN总线的介绍CAN是控制器局域网络(ControllerAreaNetwork,CAN)的简称，是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的，并最终成为国际标准（ISO11898）。是国际上应用最广泛的现场总线之一。最初CAN被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，形成汽车电子控制网络。比如发动机管理、系统变速箱控制器、仪表装备、电子主干系统中，均嵌入CAN控制装置。一个由CAN总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。例如当使用PhilipsP82C250作为CAN收发器时，同一网络中允许挂接110个节点。CAN可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易，另外硬件的错误检定特性也增强了CAN的抗电磁干扰能力。CAN是一种多主方式的串行通讯总线。基本设计规范要求有高的位速率，高抗电磁干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10Km时，CAN仍可提供高达50Kbit/s的数据传输速率。由于CAN总线具有很高的实时性能，因此CAN已经在汽车工业、航空工业、工业控制安全防护等领域中得到了广泛应用。CAN通讯协议定义了两种CAN格式，即标准格式和扩展格式。在标准格式CAN的报文中，标志符长度是11位；而在扩展格式CAN的报文中，标志符长度可达29位。CAN能够使用多种物理介质，例如双绞线、光纤等，最常用的就是双绞线，信号使用差分电压传送。两条信号线被称为CAN_H和CAN_L，静态时均是2.5V左右，此时状态表示为逻辑1，也可以叫做隐性。用CAN_H比CAN_L高表示逻辑0，称为显性，此时通常电压值为CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。CAN具有十分优越的特点，使人们乐于选择。这些特性包括：1、低成本2、极高的总线利用率3、很远的数据传输距离(长达10Km)4、高速的数据传输速率高达1Mbit/s5、可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文6、可靠的错误处理和检错机制7、发送的信息遭到破坏后可自动重发8、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能9、报文不包含源地址或目标地址仅用标志符来指示功能信息优先级信息3.3.2CAN总线收发模块PCA82C250是CAN协议控制器和物理总线间的接口，它主要是为汽车中高速通讯（高达1Mbps）应用而设计。此器件对总线提供差动发送能力，对CAN控制器提供差动接收能力，完全符合“ISO11898”标准。其引脚图如下所示：符号管脚功能描述TXD1发送数据输入GND2接地Vcc3电源电压RXD4接收数据输出Vref5参考电压输出CANL6低电平CAN电压输入/输出CANH7高电平CAN电压输入/输出Rs8斜率电阻输入3.3.3CAN总线的抗干扰为了增强CAN总线节点的抗干扰能力，MC9S12C32的TXCAN和RXCAN并不是直接与82C250的TXD和RXD相连，而是通过高速光耦6N137后与82C250相连，这样就很好的实现了总线上各CAN节点间的电气隔离。6N137光耦合器是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850nm波长AlGaAsLED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/TTL兼容，高速(典型为10MBd)，5mA的极小输入电流。6N137具有以下特性：1、转换速率高达10MBit/s;2、摆率高达10kV/us;3、扇出系数为8;4、逻辑电平输出;5、集电极开路输出;工作参数：最大输入电流，低电平：250uA最大输入电流，高电平：15mA最大允许低电平电压(输出高)：0.8v最大允许高电平电压：Vcc最大电源电压、输出：5.5V扇出(TTL负载)：8个(最多)工作温度范围：-40°Cto+85°C典型应用：高速数字开关，马达控制系统和A/D转换等。高速光耦引脚图如下：引脚名称1IN2N.C3VDD4N.C5GND6OUT7EN8VCC第四章硬件电路的设计4.1电源模块电源是整个系统的能量来源，它直接关系到系统能否运行。一般中型和小型的汽车车内供电是12V，而单片机工作电压要求为5V，所以需要一个电源转换模块，从而使单片机能够正常的工作。4.2单片机复位电路在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。

无论使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。单片机上电时，但由于电容C两端的电压VC不能突变，因此VC保持低电平。但随着电容C的充电，VC不断上升。只要选择合适的R和C，VC就可以在单片机复位电压以下持续足够的时间使单片机复位。复位之后，VC上升至电源电压，单片机开始正常工作。相当于在单片机上电时，自动产生了一个一定宽度的低电平脉冲信号，使单片机复位。图中，X1端口与单片机的低电平复位端口RESET相连。4.3单片机晶振电路晶振是单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率的部件，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。简单地说，没有晶振，就没有时钟周期，没有时钟周期，就无法执行程序代码，单片机就无法工作。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。4.4激光雷达传感器与单片机之间的通信模块MAX232MAX232具有以下的特点:1、符合所有的RS-232C技术标准；2、只需要单一+5V电源供电；3、片载电荷泵具有升压、电压极性反转能力，能够产生+10V和-10V电压V+、V-；4、功耗低，典型供电电流5mA；5、内部集成2个RS-232C驱动器；6、内部集成两个RS-232C接收器；7、高集成度，片外最低只需4个电容即可工作。激光传感器的信号线接口为RS232，通过模块的信号转换，将R2OUT和R2IN引脚分别与单片机的RXD和TXD引脚相连，实现单片机与激光传感器之间的信息交换与控制。4.5声音报警电路由于自激蜂鸣器是直流电压驱动的，不需要利用交流信号进行驱动，只需对驱动口输出驱动电平并通过三极管放大驱动电流就能使蜂鸣器发出声音，很简单，这里就不对自激蜂鸣器进行研究了。PWM输出口直接驱动是利用PWM输出口本身可以输出一定的方波来直接驱动蜂鸣器。在单片机的软件设置中有几个系统寄存器是用来设置PWM口的输出的，可以设置占空比、周期等等，通过设置这些寄存器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形之后，只要打开PWM输出，PWM输出口就能输出该频率的方波，这个时候利用这个波形就可以驱动蜂鸣器了。比如频率为2000Hz的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为500μs，这样只需要把PWM的周期设置为500μs，占空比电平设置为250μs，就能产生一个频率为2000Hz的方波，通过这个方波再利用三极管就可以去驱动这个蜂鸣器了。声音报警系统通过与单片机PW输出端口相接，单片机在输出端口输出一PWM波，通过控制输出端口信号的占空比来控制PNP的闭合与断开，从而控制发声器的工作频率，让扬声器发出不同频率的声音，情况越紧急，蜂鸣器发出的声音频率越高，以此来达到提示驾驶员的目的。4.6CAN收发模块82C250接口电路82C250的CANH和CANL引脚各自通过一个5Ω的电阻与CAN总线相连，起到一定的限流作用，保护82C250免受过流的冲击。CANH和CANL与地之间并联了两个30pF的小电容，可以起到滤除总线上的高频干扰和一定的防电磁辐射的能力。另外，在两根CAN总线输入端和地之间分别接一个防雷击二极管，当两输入端与地之间出现瞬间干扰时，通过防雷击管的放电可以起到一定的保护作用。需要注意的是在CAN总线两端接有一个120Ω的电阻，其作用是匹配总线阻抗，提高数据通信的抗干扰性及可靠行。但实际上只需保证CAN网络中“CAN_H”和“CAN_L”之间的跨接电阻为60Ω即可。第五章软件部分的设计5.1系统需要实现的功能首先，单片机通过处理激光传感器的信息，做出决策，根据不同的情况做出不同的动作，在本系统中，分为三种不同的动作：一是普通声音报警，二是紧急声音报警，三是紧急刹车，其中，第三个动作又根据相对车速的不同，发出不同程度的刹车控制信号，距离越近，相对速度越高，汽车ABS刹车程度越高。为了实现以上功能，可以通过编程对单片机进行设置，给单片机设定两个判定时间：1、报警临界时间Ts，即单片机在对激光雷达传感器采集到的数据进行处理后得到的预料撞车时间T小于Ts时，则单片机通过向蜂鸣器引脚发送出电平信号，使蜂鸣器发出报警声音；2、安全极限时间Tl，即一旦预料撞车时间T小于Tl时，驾驶员通过自身生理反应已经来不及采取认为制动措施，此时，系统自动对ABS发出刹车控制信号，以防止因驾驶员来不及刹车而导致发生事故的可能性。当T大于Ts时，说明汽车处于安全行驶状态，系统依然处于不断的向传感器采集数据的状态，当T小于Ts且大于Tl的时候，蜂鸣器开始报警，并且，当T越靠近Tl(即T-Tl越趋近于0)，向蜂鸣器所在引脚输出的电压脉冲波占空比越小，此时，蜂鸣器报警声音的频率越来越高。当T小于等于Tl的时候，蜂鸣器维持最高报警频率，并且单片机通过CAN收发模块向ABS发出刹车信号，若Tl-T的值越大，刹车程度越高。5.2系统对数据的处理激光传感器向汽车正前方0-180°的方向不断的发送激光探测波，通过激光接收器获取回波信息，具体信息包括与目标物之间的距离s，二者之间的相对速度v以及以本车身为原点中心的坐标中，目标物所在位置的角度θ。但是，怎样才能被认为是对本车构成安全威胁呢？还需要具体研究，如下示意图：图中，4辆小车的车身宽度都假设为x，在小车0上装有激光雷达传感器，以小车0为坐标中心，假设小车1与小车0之间的纵向距离为y1，横向距离为x1，小车2与小车0之间的纵向距离为y2，横向距离为x2，小车3与小车0之间的纵向距离为y3，横向距离为x3，小车4与小车0之间的纵向距离为y4，横向距离为x4（横向距离只计算绝对值）。假设小车0，小车1，小车2，小车3，小车4的车速分别为v0，v1，v2，v3和v4。由图中可以看出，y4>y3=y2>y1，x2>x4>x0/2>x3=x1，很明显，即便与小车2和小车4的相对速度再大（假设Vx接近无穷大），他们也不会对小车x0构成安全威胁，此时得出第一个结论，激光雷达所采集到的障碍物的横向坐标需要小于自身车辆的宽度的一半，才会视为数据采集对象。假设一：小车1和小车3都相对于小车0行驶，由图可知，小车1和小车3对小车0构成安全威胁，他们的坐标信息被单片机视为有效信息，尽管小车3与小车0的纵向距离y3小于小车1与小车0的纵向距离y1，即y3<y1，但是，如果y3/(v0+v3)>y1/（v0+v1）,也就是说，小车1会比小车3先和小车0相撞，则单片机会优先考虑小车1的坐标信息，如果坐标信息达到报警条件，报警系统会报警，如果坐标信息达到刹车条件，单片机会向CAN总线发出刹车信号，进行紧急制动。假设二：小车1与小车0相对行驶，而小车3与小车0同向行驶，若y3/(v0-v3)>y1/（v0-v1），则应该优先考虑小车1的坐标信息，若y3/(v0-v3)<y1/（v0+v1），则应优先考虑小车3的坐标信息。由此分析可得出，在软件实现方面，首先应该考虑的是小车与目标障碍物之间的横向距离x，在横向距离考虑范围之内的障碍物，不只是考虑纵向距离y，而应该考虑二者之间所处的相对速度v下的预想相撞时间t=y/v，即预想相撞时间t越小，越优先考虑。或者说，时间最短对应的某个坐标信息优先级最高，只要有任何一个信息构成报警条件，单片机都会采取应对措施。5.3系统结构图5.4基于CAN总线的单片机与汽车ABS之间的通信CAN总线的接口管理逻辑解释来自CPU的命令，控制CAN寄存器的寻址，向主控制器提供中断信息和状态信息。发送缓冲器是CPU和BSP位流处理器之间的接口，能够存储发送到CAN网络上的完整信息。缓冲器长13个字节，由CPU写入，BSP读出。接收缓冲器是验收滤波器和和CPU之间的接口，用柬存储从CAN总线上接受的信息。接受缓冲器(RXB长13个字节)作为接收FIFO(RXFIFO长64个字节)的一个窗口，可以被CPU访问。CPU在此FIFO的支持下可以在处理信息的时候接收其他信息。验收滤波器(AcF)把它其中的数据和接收的识别码的内容相比较，以决定是否接受信息。在纯粹的接收测试中所有信息都保存在RXFIFO中。位流处理器(BSP)是一个在发送缓冲器RXFIFO和CAN总线之间控制数据流的程序装置。它还在CAN总线上执行错误检测，仲裁填充和错误处理。位时序逻辑(BTL)监视串口的CAN总线和处理与总线有关的位时序。它在信息开头‘弱势一支配’的总线传输时同步CAN总线位流(硬同步)，接收信息时再次同步下一次同步(软同步)。BTL还提供了刻编程的时阳J段来补偿传播延时时间相应位转换(如由于振荡飘溢)和定义采样点和一位时间内的采样次数。错误管理逻辑(EML)负责传送层模块的错误管制，它接收BSP的出错报告，通知BSP和IML统计错误。以此为基础，CAN总线在收到单片机的对制动装置ABS的控制信号之后，对ABS进行控制，实现紧急刹车的目的。在需要对ABS传送刹车信号的时候，单片机:通过CAN收发模块向CAN总线的某一位ID发送一帧数据，现在对数据进行定义。假设在紧急的情况下，设置ABS的刹车最大程度为80%，而单片机所发送的一帧数据最多可以有8位数据，每一位数据分别有8个字节，如图：Bit0：ABCDEFGH在此假设A为有效位，当A为1时，表明Bit0位数据有效，剩下的7位，可以表示0-167共168位数字，则可以与汽车刹车装置ABS约定，当Bit0数据的值分别为0-159的时候，ABS刹车的程度分别为0,0.5%，1%，...80%。当然，具体刹车的程度可以根据科学研究后，确定一个适合的标准之后再对系统进行设置。剩余的数据（即160-167可以视为无效）。此外，为了防止数据出错，单片机还可以同时多发两位数据，对Bit0位数据进行实时校验，采取的方法是发送一位数据Bit1，随后对Bit1上的数据求补，将求补后的数据放在Bit2位上，再将Bit2位数据发送，最后将Bit1和Bit2两位上面的数据相加，若相加后的值等于0FFFH，则说明单片机处于正常工作状态，Bit0位数据有效，否则，即便Bit0位数据中A的值为1，Bit0为数据同样无效。例如：Bit1：10100100Bit2：11011100总结本论文所研究设计的基于激光雷达的车载防撞预警系统，是从车的安全角度研究开发的一种能有效预防汽车碰撞交通事故的车载设备。针对我国公路交通安全的需要，以及国内外智能交通系统及汽车电子技术的应用现状和发展趋势，综合了汽车电子技术、通信技术和控制技术等多学科理论。应用到激光雷达的单色性好、方向性强，精确度高等特点，利用的是激光雷达测距原理，由于激光雷达测距的明显优势，确保了传感器所采集到的信息的及时性和准确性，这是保证车载防撞系统性能的前提。能够实现对不同情况实行不同级别的报警状态和应对措施，不仅如此，本文所研究的系统还考虑到了极端危险情况下所采取的措施，即自动刹车，于此同时，还考虑到了刹车程度大小的问题，由于ABS装置的广泛应用而得以实现，并且通过CAN总线很好的得到了解决。这个系统很好的实现了汽车主动防撞的功能，相比起安全气囊、安全带等被动防撞设施，不仅能使人们免于受到因撞车而造成人身伤害事故，之外，还能有效的避免撞车事故的发生，并且更能有效的保护人们的财产免于损失。所以，对于这样一款基于激光雷达的车载主动式防撞系统，具有广阔的发展前景，希望在得到广泛应用之后，能够实现其研究价值。致谢在整个毕业设计过程中，感谢鲍伟老师的悉心指导，老师给我的教诲和指导让我受益匪浅，在学习上，他毫无保留的将专业知识讲授于我，每次在解答问题时，鲍伟老师都把每个同学遇到的问题讲解得细致入微，而且不断的扩展知识面，让我接受到了很多的知识。不仅如此，鲍伟老师敬业的工作态度，给我留下了深刻的印象，每次解答疑难，不管同学提出的问题多么微小，鲍伟老师总是乐于解答，对待学生特别耐心，鲍伟老师真正做到了诲人不倦。此外，为了给同学解答疑难，刚下班的老师急忙赶到实验室，之后边啃面包边讲解，让我倍受感动。鲍伟老师不仅传授给了我们知识，还教会了我如何以一种正确的态度去对待以后的工作和生活。在此，我还要感谢自己的父母和同学，感谢父母含辛茹苦把我养育成人，让我进入大学接受高等教育，学习到了很多专业知识，感谢同学在毕业设计过程中提出的宝贵意见和帮助，最后，再次感谢鲍伟老师的细心指导，遇良师如此，我将终生受益。参考文献【1】中华人民共和国公安部网站，http：／／www．mps．gov．cn：【2】曾诚．基于CAN-BUS的汽车防撞报警系统拧制单元的研究开发，长安大学硕士论文，2004．6；【3】姜志海，黄玉清，刘连鑫著，单片机原理及应用，电子工业出版社；【4】面向汽车防撞的混沌激光雷达,[期刊论文]

《中国激光》，2009年9期-龚天安，王云才，孔令琴，李海忠，王安帮；【5】激光雷达汽车全自动防撞计算机控制系统的改进,[期刊论文]

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