基于模糊控制的汽车防撞自动刹车系统

              基于模糊控制的汽车防撞自动刹车系统

孙玉芳中国论文网vP/L)szo N9D']

(黑龙江工程学院 150080 黑龙江 哈尔滨 )
%^t!D,i(]1z0
g;]Y^KP0作者简介：孙玉芳(1972.4- ), 女, 汉族,,黑龙江工程学院教师,硕士,多年从事自控原理和单片机原理的教学工作,研究方向为机械电子.

摘要：文章提出了基于模糊控制的汽车防撞自动刹车系统。通过传感器获得车速和车与障碍物的距离，根据模糊控制的原理建立模糊控制器。主控器采用单片机89C52，对数据进行及时的运算和处理。发出相应的信号，使汽车在前进的行驶过程中对出现的各种状况做出及时的处理，避免意外发生。中国论文网}9a YnZl*oRx

关键词：单片机；传感器；模糊控制；自动刹车中国论文网0aLuS/gA\.k

1、 引言中国论文网nv C`
E'p0w#G]4c

随着我国经济的高速发展，汽车的拥有量大幅增加。交通事故频发，给人们的生命财产造成了巨大的损失。车祸的发生往往是由于车速过快、车与车之间的距离过短造成的。驾驶员的反应速度是有限的，针对这一情况，设计一种响应快、提前预警或在驾驶员反应之前自动操作的系统势在必行。汽车防撞分为前进和倒车两种情况。一般情况下倒车时车速较低，只要能报警提醒驾驶员就可以了。本系统主要研究前进的过程中如何防撞的自动刹车系统。本系统采用89C52单片机作为主控器。利用超声波测距根据速度与距离的关系采用模糊控制，实现防撞的自动刹车。中国论文网V({I@~J
Y

2、 数据采集中国论文网eeW(~6I2~

数据采集系统分为距离的采集和速度采集。中国论文网8]9o3g&B2P8}N

（1） 距离的采集中国论文网w'u3xj o@

本系统采用电压式超声波传感器，超声波是一种频率超过20KHZ的波。是在测距中常用的一种方法。采用脉冲反射式。根据传播时间来计算出汽车与障碍物的距离。中国论文网F|(Y"`!^9C#w

（2） 速度的采集中国论文网1x[ Q6^ pc

汽车本身一般都有测速装置，现在的测速装置多采用霍尔传感器。只要将这个测速装置利用A/D转换将测量的数据传递给中控器就可以得到汽车的实时速度。

3、 数学模型的建立

本系统采用模糊控制器加以实现，模糊控制器的基本结构如图1所示。由此可见，设计一个模糊控制器主要需解决以下三方面问题：精确量的模糊化、模糊推理、输出变量的反模糊化。

(1) 精确量的模糊化中国论文网O8Vw9x1L

由于输入数据是精确值，而模糊控制中的控制规则用到的都是模糊的语言量，这就需要对输入数据进行模糊化，用相应的模糊集合来表示。

(2) 模糊推理

模糊控制算法的设计。通过一组模糊条件语句构成模糊控制规则，利用模糊推理合成原则和经模糊化的输入集合，计算出模糊关系。中国论文网
o%Qo ['y:J,f

(3) 输出信息的反模糊化

将模糊推理得到的模糊控制量变换为实际用于控制的精确量。中国论文网)dOXe]1S*yu(Uu _.p

本系统为双输入单输出模糊控制器其控制规则用条件语句表示为中国论文网WD-pE]7F

If A and B then C。这是模糊控制中应用最多的一种控制规则。

根据模糊控制理论是将得到的具体数据模糊化，然后经过计算反模糊化。交通系统中由于数据量很大并且具有很强的不确定性。这里采用将不确定因素值缩小。两个不确定因素间存在一定的关系。利用这一关系使问题简化。

此系统有两个输入和一个输出，我们根据经验设计其模糊规则， 根据以上模糊规则图，可以得出9条模糊规则，我们把它记为9种状态。如表1所示。中国论文网
riY`d0teN.V

表1  9种模糊状态中国论文网w)y'bu{)KT

其中K0为正常行驶，K1距离过近报警，K2启动自动刹车装置。中国论文网U w%L Yi8^

4、 系统的实现

本系统采用89C52单片机作为主控制器，用LCD实现与障碍物距离的显示。超声波发射和接收装置用来测量汽车与障碍物的距离。霍尔传感器测车速。蜂鸣器实现报警。自动刹车系统信号的输出。结构如图1所示。中国论文网_{_;?IQ2M*I4V

中国论文网QZwo1e

图1系统结构框图中国论文网 QW
K[ P} E

5、 结论

该汽车防撞自动刹车系统，硬件电路简单，成本低。采用模糊控制解决了数学模型难于建立的难题。结合现有系统易于实现。不必改变现有车体结构。大大增强了驾车的安全性，减少交通事故的发生。使驾驶更轻松。向民用自动驾驶系统又迈进了一步。

参考文献转

[1 谢兴盛,方勇文,吴云峰,叶玉堂,陈昌彬,李长成,王兵学. 汽车自适应驰控装置中的红外激光测距[J]激光技术, 2004,(05) [5] 陆化普.基于TOD的城市综合交通规划及其研究课题［J］.中国科学基金,2005,? 中国论文网R-n*K#m3P/Y+q

[2] 王宏,何克忠,张钹. 智能车辆的自主驾驶与辅助导航[J]机器人, 1997,(02) [7] 胡汉才．单片机原理及其接口技术[M] .清华大学出版社，2003中国论文网A%?^A*Z)o

[3] 王荣本,李斌,储江伟,郭克友. 世界智能车辆行驶安全保障技术的研究进展[J]公路交通科技, 2002,(02)中国论文网?)gm)k{j

[4] 胡汉才．单片机原理及其接口技术[M] .清华大学出版社，2003

[5]鲍吉龙,应延治.基于DSP技术的汽车防撞雷达[J].微计算机信息,2006,22(11).