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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于GPS和無線通訊的車載汽車防碰撞裝置
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 作品是一種車載汽車防碰撞裝置，主要目的是防止發(fā)生交通事故。裝置通過使用無線模塊和GPS模塊，確定周圍是否有車以及車輛相對(duì)位置。當(dāng)周圍有車輛時(shí)，裝置通過聲光的方式提醒駕駛員周圍車輛狀況。裝置特別適用于行駛在高速公路上的車輛。車輛在高速公路上行駛，駕駛員視野有時(shí)會(huì)受到地形或者天氣等影響難以觀察到周圍車輛。因此該裝置能保證駕駛員安全駕駛。 此外，如果不安裝在車輛上，裝置還能當(dāng)搜尋營救設(shè)備使用。
- 詳細(xì)介紹：
- 作品使用ARM11和單片機(jī)作為控制器，控制無線模塊和GPS模塊。車輛之間通過無線模塊進(jìn)行通信，相互告知對(duì)方自己所在位置。接收方通過接收到對(duì)方的位置信息可以確定對(duì)方車輛行駛狀態(tài)、方向以及與本車的相對(duì)距離。如果兩車距離較近，裝置通過燈光閃爍和語音的方式提醒駕駛員小心駕駛。如果兩車位置較遠(yuǎn)，則提示駕駛員周圍車輛與本車距離。 在高速公路行駛中，由于地形或天氣等因素的影響，駕駛員的視野受到很大限制。駕駛員難以觀察到周圍車輛狀況。即使駕駛員放慢行駛速度，也難以保證安全行駛。該裝置通過無線模塊可以遠(yuǎn)距離的探測(cè)周圍車輛運(yùn)行狀況以及相對(duì)本車的方位，其受地形的影響較小，可以在危險(xiǎn)發(fā)生之前提醒駕駛員。 目前該裝置集成了一般GPS設(shè)備所具有的導(dǎo)航功能，能顯示當(dāng)?shù)氐牡貓D，本車在地圖上的位置等，并能在屏幕上以點(diǎn)的形式顯示周圍車輛與本車的方位。結(jié)合導(dǎo)航地圖和防碰撞裝置，駕駛員可以在山區(qū)地形中更加安全的駕駛車輛。而且裝置在設(shè)計(jì)中使用觸摸屏的人機(jī)交互方式，方便用戶操作。 此外，當(dāng)在人煙稀少的道路上發(fā)生交通事故時(shí)，便于在500米之內(nèi)尋找到安裝有此裝置的事故車的準(zhǔn)確位置。 而且當(dāng)裝置沒有安裝在車輛上時(shí)，還可以當(dāng)成野外搜尋營救迷路者的設(shè)備。當(dāng)被營救人員持有本裝置，而且裝置處于正常工作狀態(tài)時(shí)，營救方可通過本裝置對(duì)其進(jìn)行搜索和營救。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)的主要目的是緩解車輛駕駛員視覺疲勞以及防止車輛在高速公路同一方向車道上發(fā)生追尾等交通事故?；舅悸肥遣捎肎PS模塊和無線模塊完成對(duì)周圍車輛相對(duì)位置和行駛狀態(tài)的檢測(cè)以及在兩車之間進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，并通過聲光相結(jié)合的兩種報(bào)警方式，進(jìn)而提醒駕駛員安全駕駛。 創(chuàng)新點(diǎn)：1.汽車GPS定位與無線發(fā)射相結(jié)合的方式在車輛之間相互進(jìn)行通訊；2.計(jì)算本車與鄰近車輛之間的距離和在本車之前或在后面的方向；3.屏幕以點(diǎn)的方式顯示對(duì)方車輛相對(duì)本車位置以及以數(shù)字的方式顯示兩車距離，并用語音提示和報(bào)警指示燈閃爍方式同時(shí)警示駕駛員。 技術(shù)關(guān)鍵：在汽車運(yùn)行過程中的車輛方位判斷算法、有效數(shù)據(jù)解析和顯示對(duì)方車輛相對(duì)本車位置以及距離、仿真人語音報(bào)警、無線通信、抗干擾。而且裝置的設(shè)計(jì)采用觸摸屏的人機(jī)交互方式，無需其他設(shè)備比如鼠標(biāo)參與人機(jī)交互，方便駕駛員操作；此外，本裝置的GPS采集的方位數(shù)據(jù)每隔1秒便實(shí)時(shí)更新一次，從而能使兩車的距離和方位都隨之實(shí)時(shí)變化，使本裝置具有一定的實(shí)時(shí)性；可以進(jìn)行靜態(tài)使用(裝置沒有安裝在交通工具上，由用戶手持使用)，但動(dòng)態(tài)使用(裝置安裝在車輛上使用)的效果會(huì)更明顯一些。 主要技術(shù)指標(biāo)：500米內(nèi)語音提示在本車前方或后面有車輛靠近，并能在屏幕上以點(diǎn)的形式顯示兩車相對(duì)位置以及以數(shù)字的方式顯示兩車相對(duì)距離，50米內(nèi)報(bào)警并帶指示燈閃爍，方位誤報(bào)率低于1%，車輛距離誤差在5米以內(nèi)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 現(xiàn)有車載GPS設(shè)備絕大多數(shù)只具備車輛導(dǎo)航的功能。但是這些設(shè)備均不能提供周圍是否有車輛，是否有高速車輛正在接近。本設(shè)計(jì)基于GPS和無線通訊的車載汽車防碰撞裝置可以在有車接近本車的時(shí)候提供聲、光報(bào)警信息，提醒駕駛員注意防止發(fā)生交通事故。同時(shí)為車輛提供導(dǎo)航服務(wù)。 本作品在設(shè)計(jì)和開發(fā)中應(yīng)用了目前最先進(jìn)的基于ARM11內(nèi)核的嵌入式微處理器S3C6410作為整個(gè)裝置的主控制核心，運(yùn)用嵌入式開發(fā)比較流行的工具VS2005給裝置定制了能快速開發(fā)程序的主流操作系統(tǒng)WINCE6.0。在無線通信方面使用Chipcon公司性能優(yōu)良的射頻芯片CC1100，抗干擾能力好，而且通信距離佳，通過對(duì)電路進(jìn)行優(yōu)化，還能使通信距離更遠(yuǎn)。 因?yàn)楸狙b置能以點(diǎn)的方式在屏幕上顯示兩車的方位，而且還能以數(shù)字的方式顯示兩車的相對(duì)距離，所以本裝置能用來尋找安裝有本裝置的事故車。 由于借助GPS本身的定位功能，而且測(cè)試實(shí)驗(yàn)證明車輛方位判斷算法誤差較小，能比較準(zhǔn)確的獲取車輛的位置和距離信息，本設(shè)計(jì)具有可行性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 通過實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，在學(xué)校周邊道路進(jìn)行了測(cè)試
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 獲得專利之后，進(jìn)行轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 2臺(tái)樣機(jī)。 樣機(jī)外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和公路行駛效果錄像。 2臺(tái)樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)操作演示。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：1. 本裝置應(yīng)用ARM11作為控制核心，WINCE6.0作為操作系統(tǒng)；2. 無線模塊采用Chipcon公司的CC1100芯片，能在開闊地實(shí)現(xiàn)2.5公里的通信，本裝置設(shè)置為500米范圍內(nèi)有效；3. 設(shè)計(jì)了在汽車運(yùn)行過程中的車輛方位判斷算法、有效數(shù)據(jù)解析和顯示、仿真人語音提示、50米以內(nèi)有其他車輛的聲、光報(bào)警；4.抗干擾性強(qiáng)。 該作品適用范圍：1. 適應(yīng)于各種環(huán)境下的本車導(dǎo)航功能；2. 各種交通道路的防碰撞警示功能；3. 當(dāng)在人煙稀少的道路上發(fā)生交通事故，便于在500米之內(nèi)尋找到事故車得準(zhǔn)確位置；5.如果個(gè)人手持該裝置在野外，也可便于在野外尋找持本裝置而迷失方向的人。 現(xiàn)在物流業(yè)十分發(fā)達(dá)，高速公路四通八達(dá)，但交通事故很難避免。如果這套裝置再深入改進(jìn)和完善后能廣泛的應(yīng)用在交通行業(yè)，現(xiàn)在車輛擁有者越來越多，駕駛者對(duì)行駛安全也越來越重視。所以本裝置具有很好的市場(chǎng)前景。
同類課題研究水平概述
- 現(xiàn)有保護(hù)車輛駕駛員安全的車載設(shè)備，主要包括GPS導(dǎo)航裝置、倒車?yán)走_(dá)裝置以及防碰撞裝置。其中GPS裝置主要提供定位和導(dǎo)航的功能，而倒車?yán)走_(dá)主要在停車場(chǎng)或其他場(chǎng)合下提供車輛在倒車過程中對(duì)后方障礙物的監(jiān)測(cè)服務(wù)以及報(bào)警服務(wù)。 國內(nèi)外各大GPS設(shè)備研發(fā)公司主要側(cè)重于GPS地圖的研發(fā)和衛(wèi)星信號(hào)的處理。目前對(duì)于地圖的研發(fā)除了能在地圖上以二維或3D的形式顯示車輛在某個(gè)城市的位置，還能提供車輛距離某個(gè)特定場(chǎng)所的距離，并以數(shù)字的方式顯示在地圖上；而在衛(wèi)星信號(hào)的處理方面，能在合適的位置標(biāo)示出所搜到的衛(wèi)星數(shù)量，并能顯示衛(wèi)星的詳細(xì)情況。國內(nèi)GPS研發(fā)公司如凱立德公司、e路航公司已經(jīng)能達(dá)到上述的水平，但是對(duì)一些特殊的功能，比如本裝置的兩車距離以及兩車的相對(duì)位置還有其他功能沒有相應(yīng)的程序支持。 至于倒車?yán)走_(dá)，研發(fā)公司也很多，雖然能告知駕駛員后方障礙物的情況，但探測(cè)距離太短，最好的也只能探測(cè)2.5米的障礙物。而且還是在車輛低速倒車的情況下。而在高速公路上，2.5米的距離太近，兩車還沒來得及反應(yīng)就會(huì)撞在一起。如果要求至少500米的安全距離，倒車?yán)走_(dá)顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足中高速情況下的距離探測(cè)。 而汽車防追尾碰撞和迎頭碰撞裝置目前都是加在汽車內(nèi)部。比如日本豐田公司通過在前保險(xiǎn)杠內(nèi)側(cè)設(shè)置兩個(gè)毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)即使在檢測(cè)到障礙物后也不會(huì)自動(dòng)實(shí)施制動(dòng)，而是發(fā)出警告，或者增加制動(dòng)力、束緊安全帶、準(zhǔn)備打開氣囊、調(diào)硬懸掛衰減力以抑制制動(dòng)點(diǎn)等。目的是預(yù)防十字路口的迎頭碰撞以及對(duì)向車輛越過中心線行駛而導(dǎo)致的碰撞等。而檢測(cè)后方車輛的“后方預(yù)防碰撞安全系統(tǒng)”同樣也是采用毫米波雷達(dá)構(gòu)成。但檢測(cè)距離也比較近，最遠(yuǎn)只能測(cè)50米，而且只適合在城市里使用，并且成本很高，前后方系統(tǒng)需要大約30萬日元，折合人民幣2萬多元。不適合國內(nèi)中低收入人群的消費(fèi)，也不適合在高速公路上進(jìn)行至少300m以上的距離檢測(cè)。 通過查閱尚未發(fā)現(xiàn)與本作品類似的產(chǎn)品。
