用于側(cè)方位停車的保險桿碰撞警示裝置設(shè)計

侯長軍，萬茂松，謝喬彥，陳德，王既宇（南京林業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院，江蘇 南京 210037）

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用于側(cè)方位停車的保險桿碰撞警示裝置設(shè)計

侯長軍，萬茂松，謝喬彥，陳德，王既宇
（南京林業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院，江蘇 南京 210037）

分析了汽車側(cè)方停車時容易與前后車輛或者障礙物發(fā)生剮蹭的問題，提出并開發(fā)了一種新的解決此類問題的方案。設(shè)計了一種與無線通訊技術(shù)結(jié)合的觸發(fā)提醒裝置，實現(xiàn)對車輛的碰撞提醒。實驗表明，本裝置具有無線通訊、觸發(fā)報警功能，是一個簡單實用的警示裝置。

側(cè)方停車；可拆卸；無線通信；傳感器開關(guān)

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.057

CLC NO.: U467Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-180-03

前言

隨著現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車保有量在不斷上升，汽車的增多對車位是一個很大的挑戰(zhàn)，所以車位很多時候都是很擁擠的，駕駛員經(jīng)常遇到狹窄的側(cè)方停車問題，側(cè)方停車一直是部分人群駕駛技巧的短板，如何在小距離的側(cè)方停車時安全的操作車輛是個很大的問題。如今雖然許多汽車安裝了倒車?yán)走_(dá)進(jìn)行報警，但是因雷達(dá)最好測距為4-5米，[1]對于小距離的側(cè)方停車是無法精確地在小距離內(nèi)進(jìn)行警報，具有很大的局限性，而且雷達(dá)制造精度要求高，部件價格昂貴，可靠性還有待改善[2]。對于倒車影像來說，只能看見車正后方的圖像，無法顯示車尾部側(cè)方影像，也無法協(xié)助小距離的側(cè)方停車。相關(guān)統(tǒng)計信息表明，駕駛員的主觀因素導(dǎo)致的交通事故在所有交通事故占有最高比率。若在交通事故發(fā)生前的1.5s給駕駛員發(fā)出預(yù)警，可避免90%的碰撞事[3]。我們的裝置在慢速的側(cè)方停車下，可以留下足夠的預(yù)警時間，保證停車安全。此外，該裝置電路簡單，調(diào)試方便，成本低，利于商品化生產(chǎn)。

1、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計

1.1結(jié)構(gòu)組成

該裝置由軟底座、電開關(guān)、觸須、磁鐵、電池、外置報警器、信號發(fā)射器、導(dǎo)線和內(nèi)置報警器組成。軟底座采用可變形的材料制成，如橡膠或塑料等，面積的大小以能夠護(hù)住汽車前后保險杠的角部為宜，大約30cmX60cm，在軟底座的邊緣和四個角上固定有片狀的磁鐵，磁鐵能將軟底座輕易地吸附在鐵質(zhì)車身表面。

1.2工作原理

假如需要右側(cè)方位停車，只要在車身右側(cè)的前后角上分別吸附一個這樣的報警裝置，讓軟底座護(hù)住保險杠的右側(cè)前后角，如果是左側(cè)方位停車，則要貼在左側(cè)。當(dāng)汽車移位停車時，前后角的保險杠部位很容易與外部障礙物體接觸，當(dāng)觸須遇到障礙物后就會觸發(fā)電開關(guān)，外置報警器就會報警，同時信號發(fā)射器將電磁波信號送到車內(nèi)的內(nèi)置報警器，內(nèi)外側(cè)同時報警。由于觸須能變形，不會對外部的障礙物造成損傷。車輛停放好后，可直接將裝置取下即可。

1.3基本原理框圖

汽車防碰撞安全控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方式雖多,但基本的工作流程大致一樣。汽車防碰撞安全控制系統(tǒng)的基本原理如圖2所示。安全距離和警告裝置模型是該系統(tǒng)的重要組成部分。

2、原理介紹

如圖3，為一個3.3V供電的外部模塊電路圖，采用價格低廉的AT89C51單片機(jī)進(jìn)行控制，模塊包括信號發(fā)射模塊、觸發(fā)模塊、變壓模塊、內(nèi)部警告模塊。圖4為內(nèi)部模塊電路圖，也是采用AT89C51進(jìn)行控制，包括信號接收模塊和內(nèi)部警告模塊。

整個裝置分為外部裝置和內(nèi)部裝置，裝置主要包括觸發(fā)模塊、信號發(fā)射和接收模塊。

2.1觸發(fā)模塊

觸發(fā)模塊里包括電觸須和觸發(fā)電路（電開關(guān)、電池、信號發(fā)射器、導(dǎo)線）。在軟底座一側(cè)的表面上安裝有的一定數(shù)量的電開關(guān)，每個電開關(guān)上安裝有觸須，觸須能變形，且要有一定的硬度（低于2H），通過人的反應(yīng)處理試驗設(shè)計，觸須的長度一般約為10厘米。導(dǎo)線布置在軟底座上，將電開關(guān)、電池、外置報警器和信號發(fā)射器連接在一起，形成一個觸發(fā)報警裝置的電路系統(tǒng)。由于裝置性能的要求，電開關(guān)為常開壓力電開關(guān)，其極限值為觸角變形的極限壓強(qiáng)。所有壓力電開關(guān)均為并聯(lián)，任意一壓力電開關(guān)壓強(qiáng)達(dá)到極限值，則開關(guān)閉合，使整個回路連通，信號發(fā)生器由此接通發(fā)出信號。

2.2信號發(fā)射和接受模塊

如圖5，信號發(fā)射和接受模塊選擇的是價格低廉低功耗且穩(wěn)定的短距離藍(lán)牙模塊。該模塊應(yīng)用方便，結(jié)構(gòu)簡單。信號發(fā)射和接受模塊包括信號發(fā)射器和內(nèi)置報警器（放置在車內(nèi)）。該裝置能接收信號發(fā)射器的電磁波，它是通過無線電介質(zhì)來傳輸數(shù)據(jù)的。

3、程序設(shè)計

程序主要有開關(guān)觸發(fā)檢測、信號判斷、報警響應(yīng)、發(fā)射信號、接收信號等功能。圖4為該外置裝置的工作流程，程序首先進(jìn)行初始化，脈沖檢測等，當(dāng)檢測到低電平時觸發(fā)蜂鳴器1響應(yīng)并且發(fā)射信號。圖5為內(nèi)置裝置的工作流程，首先進(jìn)行初始化，在不斷地接收外置裝置發(fā)射的信號，一旦接收到信號便觸發(fā)蜂鳴器2響應(yīng)，從而能同時提醒駕駛員和外部環(huán)境。

4、總結(jié)

隨著駕車人數(shù)的擴(kuò)增，對于在側(cè)方停車上存在問題的人群，現(xiàn)可以運(yùn)用輔助設(shè)備來進(jìn)行車輛的安全側(cè)方停車，使駕駛員輕松、安全地進(jìn)行側(cè)方停車，并可以對在停車中各種緊急情況可以有相對充裕的時間來應(yīng)對，減少碰撞事故的發(fā)生，這也是汽車防碰撞安全控制系統(tǒng)的使命。而且該裝置實現(xiàn)簡單，功能實用，價格低廉，需求廣闊，具備很好的發(fā)展前景。

[1]張忍，呂光輝，孫明明.防撞雷達(dá)--汽車防碰撞系統(tǒng)的核心[J].輕型汽車技術(shù)，2013：3-6.

[2]羅玉元.汽車安全裝置中的防碰撞系統(tǒng)[J].上海汽車,2004:32-34.

[3]孔金生,趙亮.汽車防碰撞安全控制系統(tǒng)的研究綜述[J].河南科技,2104:83-84.

The Design for Lateral Side Parking of Bumper Collision Warning Device

Hou Changjun,Wan Maosong,Xie Qiaoyan,Chen De,Wang Jiyu
(Institute of automobile and traffic engineering,Nanjing forestry university,Jiangsu Nanjing 210037)

The article analyzes the problems of rubbing front and back vehicles or obstacles which is related to lateral side parking,and proposes and develops a new program to solve the problem.A reminding apparatus which is combined with wireless communication technology is designed to realize the collision alert for vehicles.Experiments show that this wireless communication device with the function of alarm triggering is a simple and practical warning device.

lateral side parking; removable; wireless communication; sensor switch

U467

A

1671-7988（2016）08-180-03

侯長軍（1994-），就讀于南京林業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院。主要從事汽車電子方面的研究。

項目資助：本論文得到江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（201510298070Y）資助。