基于DSP的车辆自动紧急制动系统开发

作     者：刘新峰 

作者单位：石家庄铁道大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯国胜;刘占阳

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：汽车 自动紧急制动系统 激光雷达 MC56F8346 实验验证 

摘      要：随着我国小型汽车辆数量的迅猛增长,道路安全出现了一些问题。没有及时制动导致的追尾事故是道路安全的一大隐患,自动紧急制动系统应运而生。近年来,各大厂商都在研究如何更高效的触发自动紧急制动系统,这样不仅能够减少交通事故的频繁发生,还可以保证驾驶员和乘车者的身体健康和生命安全。因此,研发自动紧急制动系统具有重要的工程应用价值。本文首先提出了自动紧急制动系统的设计方案,阐述了自动紧急制动的系统组成和各部分的功能,主要包括检测单元、运算单元、执行单元三部分。并根据设计要求对激光雷达、核心控制器、制动器做了选择。本系统采用激光雷达作为测距传感器,对雷达输出的UDP数据包进行解析。使用NXP公司的S32V234芯片和飞思卡尔公司的MC56F8346芯片作为数据处理器。根据设计要求分别设计了A/D信号采集程序、CAN总线通信程序、转速信号采集程序、串行通信程序、PWM信号输出程序等,完成对信号的采集、处理、传输和输出等基本功能。其次,围绕数据处理芯片S32V234设计了电源电路、以太网接口电路、CAN总线电路等,完成对雷达信号的处理。基于核心控制芯片MC56F8346进行了核心电路设计,主要是能保证DSP（Digital Signal Processing）正常工作的最基本的电路,包括:电源电路（为内部提供电源）、时钟电路（产生各种时钟信号）、JATG接口电路（负责将程序下载到芯片）、CAN通讯电路（负责CAN通讯）等电路,它们共同组成了DSP最小系统。另外设计了DSP外围电路,包括对传感器发来的信号进行采集和控制信号的输出,分别设计了霍尔传感器调理电路、踏板信号采集电路、电磁阀驱动电路。最后,对自动紧急制动系统进行了建模,完成了制动过程中距离模型,并在MATLAB/Simulink中对模型进行仿真,在d SPACE仿真器中对模型进行半实物仿真。本文还利用DSP模拟了制动信号的传输,在实验室进行了制动踏板信号、转速信号的采集、PWM控制信号的输出、CAN通信数据传输等实验,初步验证了汽车自动紧急制动系统设计的有效性。