汽车山区道路行驶安全预警系统设计研究

　　引言

　　近年来，人们一直都在关注和研究对山区公路上汽车的行驶安全性。预警系统作为一种新的主动安全系统将进一步增加汽车的安全性，减少事故的发生率，不断满足日益增长的市场。据Daimler Benz的调查显示，提前0.5秒发出警报能防止60%的追尾事故，提前1.5秒能防止90%。因此，汽车山区道路行驶安全预警系统可以帮助驾驶员在山区路段行驶时，正确合理操纵汽车，减少交通事故发生概率，对保障山区道路安全行驶有其重要的意义。

　　预警系统总体方案设计

　　本系统在车路耦合的汽车山区行驶安全度模型的基础上，以汽车山区道路行驶安全预警系统为研究对象，实现信号采集、调理、传送，最后达到预警的目的。要实现对车辆实时性的预警，就要对汽车运行工况、道路运行状况和周围环境条件等参数进行实时的采集，根据采集来相应数据确定其运行状态，通过处理器进行预警算法后，最后做出相应的语音提示以保证驾驶员安全驾驶，达到降低交通事故的目的。

　　通过对本系统目的的研究，可以把预警系统的硬件电路大体上划分为三个部分：输入模块(根据安全度模型确定的信号，传感器采集)、数字信号处理器(DSP)模块和输出模块(语音报警提示模块)。其中以处理器为核心，通过总线和接口电路把信号输入和输出相连。这些模块组成了山区道路车辆行驶安全预警系统的总体框图，如图1所示。

　　图1 系统组成框图

　　预警系统的输入模块包括采集信号和处理采集的信号。本系统中需要采集的信号有车辆运行状态信号(如车辆行驶速度等)、道路参数(如坡度等)及周围环境条件(如温度等)。这些信号的不同，需要选择的传感器和传感器的调整电路也不同，后面将简单介绍一下对车辆行驶速度信号的采集及处理电路设计。

　　数字信号处理器(DSP)由于具有高性能和灵活可编程的优点而得到广泛的应用，各个公司针对不同应用出品的DSP芯片品种繁多，因此在进行DSP系统设计时就涉及到对DSP芯片的合理选择问题。TI公司生产的TMS320系列DSP是目前世界上最有影响的主流DSP产品，该芯片具有价格低廉、简单易用、功能强大等特点。本系统选取的TMS320LF2407A这款DSP芯片，这是当今世界上集成度最高、性能最强的运动控制 DSP芯片，为成功预警后扩展其控制功能打下良好基础。

　　预警系统的输出模块主要就是语音提示模块。在离可能发生危险之前的一段时间发出语音提示信号，及早的警示驾驶员正确操纵汽车，并做出积极的防护措施，以达到降低交通事故发生的效果。