隨著行車安全問題日益受到重視,基于實(shí)時(shí)測(cè)距的汽車主動(dòng)剎車技術(shù)成為研究熱點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)存車載測(cè)距刷新率較低的不足,本論文基于較高重復(fù)頻率的脈沖激光測(cè)距法來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車主動(dòng)剎車技術(shù)。在設(shè)計(jì)了電路的基礎(chǔ)上,以提高運(yùn)動(dòng)過程中激光測(cè)距精度為目的,著重研究了系統(tǒng)誤差的修正和動(dòng)態(tài)測(cè)距過程中的濾波算法。根據(jù)飛行時(shí)間TOF(Time of Flight)原理,本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了脈沖激光測(cè)距系統(tǒng),主要包括以下幾部分:基于半導(dǎo)體激光二極管的發(fā)射模塊、基于雪崩二極管的接收模塊,主要包括放大電路和時(shí)刻鑒別電路、基于Boost升壓原理的高壓模塊、基于FPGA+DSP的數(shù)據(jù)處理和控制模塊以及其他傳感器模塊(用于采集行駛狀態(tài))。通過分析時(shí)刻鑒別法對(duì)測(cè)距精度的影響,重點(diǎn)研究了激光測(cè)距機(jī)的系統(tǒng)誤差。通過理論分析、建立模型、擬合標(biāo)定的步驟,分析了系統(tǒng)延時(shí)的規(guī)律,探究了產(chǎn)生系統(tǒng)延時(shí)的原因,對(duì)不同測(cè)距距離和障礙物特性下回波脈沖的強(qiáng)度變化進(jìn)行了詳細(xì)分析,根據(jù)實(shí)際測(cè)距數(shù)據(jù),建立了回波脈寬與接收端系統(tǒng)延時(shí)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,提出了基于恒閾值檢測(cè)法的漂移誤差修正方法,從而建立了所測(cè)時(shí)間間隔和實(shí)際距離之間的標(biāo)定方程,以此提升系統(tǒng)測(cè)距精度。針對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)距...

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 汽車主動(dòng)剎車技術(shù)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀研究
        1.2.1 汽車主動(dòng)剎車技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 汽車主動(dòng)剎車技術(shù)的主要探測(cè)方式
    1.3 脈沖激光測(cè)距原理及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 脈沖激光測(cè)距原理
        1.3.2 脈沖激光測(cè)距國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 動(dòng)態(tài)測(cè)距精度誤差分析
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)
    2.1 激光發(fā)射模塊
        2.1.1 半導(dǎo)體激光二極管
        2.1.2 LD驅(qū)動(dòng)電路
    2.2 激光接收模塊
        2.2.1 APD光電探測(cè)器
        2.2.2 放大電路
        2.2.3 時(shí)刻鑒別
    2.3 高壓模塊
    2.4 數(shù)據(jù)處理和控制模塊
        2.4.1 時(shí)間間隔測(cè)量方法
        2.4.2 測(cè)時(shí)芯片
        2.4.3 數(shù)字信號(hào)處理芯片
    2.5 其他傳感器模塊
        2.5.1 車速傳感器
        2.5.2 倒車傳感器
        2.5.3 方向傳感器
    2.6 本章小結(jié)
3 系統(tǒng)誤差建模分析與修正
    3.1 基于固定延時(shí)的系統(tǒng)誤差修正
        3.1.1 系統(tǒng)延時(shí)分析
        3.1.2 系統(tǒng)延時(shí)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        3.1.3 基于最小二乘法的數(shù)據(jù)擬合
    3.2 基于變化延時(shí)的系統(tǒng)誤差修正
    3.3 基于不同測(cè)距距離的系統(tǒng)延時(shí)分析
    3.4 基于障礙物特性的的系統(tǒng)延時(shí)分析
    3.5 基于恒閾值鑒別法的漂移誤差修正
    3.6 本章小結(jié)
4 基于卡爾曼濾波的動(dòng)態(tài)噪聲處理
    4.1 常用數(shù)字濾波算法
        4.1.1 限幅濾波
        4.1.2 均值濾波
        4.1.3 中值濾波
        4.1.4 一階滯后濾波
        4.1.5 滑動(dòng)濾波
        4.1.6 復(fù)合濾波
    4.2 基于滑動(dòng)均值濾波的相對(duì)速度計(jì)算方法
    4.3 基于卡爾曼濾波的距離數(shù)據(jù)修正
        4.3.1 卡爾曼濾波的簡(jiǎn)介
        4.3.2 基于卡爾曼濾波的測(cè)距模型
        4.3.3 靜態(tài)測(cè)距實(shí)驗(yàn)
        4.3.4 動(dòng)態(tài)測(cè)距實(shí)驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
5 整車系統(tǒng)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)分析
    5.1 整車系統(tǒng)平臺(tái)介紹
    5.2 基于安全時(shí)間(TTC)的主動(dòng)剎車模型
    5.3 汽車主動(dòng)剎車算法設(shè)計(jì)及DSP實(shí)現(xiàn)
    5.4 實(shí)驗(yàn)與分析
        5.4.1 剎車距離實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 系統(tǒng)主動(dòng)剎車實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B



本文編號(hào)：3797808