汽車側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、為了達(dá)到汽車側(cè)翻預(yù)警和側(cè)翻后自動(dòng)求援的目的，論文對(duì)汽車側(cè)翻機(jī)理、側(cè)翻預(yù)警算法、汽車姿態(tài)解算以及遠(yuǎn)程通信進(jìn)行了深入研究。在此基礎(chǔ)上結(jié)合預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)和嵌入式軟件編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)側(cè)翻預(yù)警和自動(dòng)求援功能，并對(duì)預(yù)警效果進(jìn)行了仿真試驗(yàn)和實(shí)車道路試驗(yàn)。研究了GSM/GPRS移動(dòng)通信技術(shù)以及GPS定位的應(yīng)用開發(fā)，實(shí)現(xiàn)側(cè)翻后自動(dòng)求援功能。
　　 根據(jù)汽車側(cè)翻原理建立汽車側(cè)翻動(dòng)力學(xué)模型，該模型包括縱向運(yùn)動(dòng)、側(cè)向運(yùn)動(dòng)、橫擺運(yùn)動(dòng)、側(cè)傾運(yùn)動(dòng)四個(gè)自由度，并根據(jù)

2、此模型建立側(cè)傾動(dòng)力學(xué)方程。選擇汽車橫向載荷轉(zhuǎn)移率(Vehicle lateral loadtransfer ratio，LTR)作為汽車側(cè)翻判別指示，根據(jù)側(cè)翻動(dòng)力學(xué)方程研究出側(cè)翻判別指示簡(jiǎn)化計(jì)算算法。利用此算法計(jì)算汽車實(shí)時(shí)側(cè)翻判別指示。
　　 在進(jìn)行側(cè)翻判別指示計(jì)算時(shí)，需要用到汽車側(cè)傾角。因此，本文研究汽車姿態(tài)解算算法。通過(guò)姿態(tài)解算和卡爾曼濾波器得到汽車運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)側(cè)傾角，以便在側(cè)翻預(yù)警算法中利用。
　　 研究自回歸建模(

3、Auto Regressive Model，AR)預(yù)測(cè)方法對(duì)側(cè)翻判別指示進(jìn)行在線預(yù)測(cè)，得到未來(lái)汽車側(cè)翻危險(xiǎn)程度。若預(yù)測(cè)到將有發(fā)生側(cè)翻事故的趨勢(shì)，則通過(guò)語(yǔ)音或危險(xiǎn)指示燈形式向駕駛員報(bào)警，使得駕駛員有足夠時(shí)間采取正確措施避免側(cè)翻發(fā)生，最終完成側(cè)翻預(yù)警。
　　 選擇內(nèi)含ARM11處理器的S3C6410芯片作為側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)主控制器的處理器，利用MPU-6050六自由度傳感器和飛思卡爾單片機(jī)組成數(shù)據(jù)采集模塊采集汽車六自由度運(yùn)動(dòng)參數(shù)并輸送給

4、主控制器。
　　 對(duì)Windows Embedded CE6.0嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行必要的裁剪、定制，并移植到主控制器中。利用Visual Studio2005中VC++設(shè)計(jì)了基于Windows Embedded CE6.0系統(tǒng)的側(cè)翻預(yù)警、求援應(yīng)用程序。在主控制器中實(shí)現(xiàn)了GSM/GPRS通信、GPS解析、側(cè)翻預(yù)警算法以及界面顯示。
　　 為驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的側(cè)翻預(yù)警系統(tǒng)的側(cè)翻預(yù)警效果。本文利用CARSIM與SIMULNK聯(lián)合仿

5、真技術(shù)對(duì)側(cè)翻預(yù)警效果進(jìn)行仿真驗(yàn)證和自行搭建實(shí)車試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)際道路試驗(yàn)驗(yàn)證。仿真驗(yàn)證和實(shí)車驗(yàn)證都采用J-Turn（急轉(zhuǎn)向試驗(yàn)）、Double lane Change（雙移線試驗(yàn)）、Fishhook（魚鉤試驗(yàn)）三種工況進(jìn)行試驗(yàn)。其中實(shí)車試驗(yàn)預(yù)警效果為:J-Turn工況試驗(yàn)的側(cè)翻預(yù)警向前1到3秒預(yù)警平均相對(duì)誤差為4％到10％; Fishhook工況試驗(yàn)的側(cè)翻預(yù)警向前1到3秒預(yù)警平均相對(duì)誤差為5％到11％; DLC工況試驗(yàn)的側(cè)翻預(yù)警向前1到3