用于侧方位停车的保险杆碰撞警示装置设计

侯长军，万茂松，谢乔彦，陈德，王既宇（南京林业大学 汽车与交通工程学院，江苏 南京 210037）



用于侧方位停车的保险杆碰撞警示装置设计

侯长军，万茂松，谢乔彦，陈德，王既宇
（南京林业大学 汽车与交通工程学院，江苏 南京 210037）

分析了汽车侧方停车时容易与前后车辆或者障碍物发生剐蹭的问题，提出并开发了一种新的解决此类问题的方案。设计了一种与无线通讯技术结合的触发提醒装置，实现对车辆的碰撞提醒。实验表明，本装置具有无线通讯、触发报警功能，是一个简单实用的警示装置。

侧方停车；可拆卸；无线通信；传感器开关

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.08.057

CLC NO.: U467Document Code: AArticle ID: 1671-7988(2016)08-180-03

前言

随着现在经济的不断发展，汽车保有量在不断上升，汽车的增多对车位是一个很大的挑战，所以车位很多时候都是很拥挤的，驾驶员经常遇到狭窄的侧方停车问题，侧方停车一直是部分人群驾驶技巧的短板，如何在小距离的侧方停车时安全的操作车辆是个很大的问题。如今虽然许多汽车安装了倒车雷达进行报警，但是因雷达最好测距为4-5米，[1]对于小距离的侧方停车是无法精确地在小距离内进行警报，具有很大的局限性，而且雷达制造精度要求高，部件价格昂贵，可靠性还有待改善[2]。对于倒车影像来说，只能看见车正后方的图像，无法显示车尾部侧方影像，也无法协助小距离的侧方停车。相关统计信息表明，驾驶员的主观因素导致的交通事故在所有交通事故占有最高比率。若在交通事故发生前的1.5s给驾驶员发出预警，可避免90%的碰撞事[3]。我们的装置在慢速的侧方停车下，可以留下足够的预警时间，保证停车安全。此外，该装置电路简单，调试方便，成本低，利于商品化生产。

1、结构方案设计

1.1结构组成

该装置由软底座、电开关、触须、磁铁、电池、外置报警器、信号发射器、导线和内置报警器组成。软底座采用可变形的材料制成，如橡胶或塑料等，面积的大小以能够护住汽车前后保险杠的角部为宜，大约30cmX60cm，在软底座的边缘和四个角上固定有片状的磁铁，磁铁能将软底座轻易地吸附在铁质车身表面。

1.2工作原理

假如需要右侧方位停车，只要在车身右侧的前后角上分别吸附一个这样的报警装置，让软底座护住保险杠的右侧前后角，如果是左侧方位停车，则要贴在左侧。当汽车移位停车时，前后角的保险杠部位很容易与外部障碍物体接触，当触须遇到障碍物后就会触发电开关，外置报警器就会报警，同时信号发射器将电磁波信号送到车内的内置报警器，内外侧同时报警。由于触须能变形，不会对外部的障碍物造成损伤。车辆停放好后，可直接将装置取下即可。

1.3基本原理框图

汽车防碰撞安全控制系统的实现方式虽多,但基本的工作流程大致一样。汽车防碰撞安全控制系统的基本原理如图2所示。安全距离和警告装置模型是该系统的重要组成部分。

2、原理介绍

如图3，为一个3.3V供电的外部模块电路图，采用价格低廉的AT89C51单片机进行控制，模块包括信号发射模块、触发模块、变压模块、内部警告模块。图4为内部模块电路图，也是采用AT89C51进行控制，包括信号接收模块和内部警告模块。

整个装置分为外部装置和内部装置，装置主要包括触发模块、信号发射和接收模块。

2.1触发模块

触发模块里包括电触须和触发电路（电开关、电池、信号发射器、导线）。在软底座一侧的表面上安装有的一定数量的电开关，每个电开关上安装有触须，触须能变形，且要有一定的硬度（低于2H），通过人的反应处理试验设计，触须的长度一般约为10厘米。导线布置在软底座上，将电开关、电池、外置报警器和信号发射器连接在一起，形成一个触发报警装置的电路系统。由于装置性能的要求，电开关为常开压力电开关，其极限值为触角变形的极限压强。所有压力电开关均为并联，任意一压力电开关压强达到极限值，则开关闭合，使整个回路连通，信号发生器由此接通发出信号。

2.2信号发射和接受模块

如图5，信号发射和接受模块选择的是价格低廉低功耗且稳定的短距离蓝牙模块。该模块应用方便，结构简单。信号发射和接受模块包括信号发射器和内置报警器（放置在车内）。该装置能接收信号发射器的电磁波，它是通过无线电介质来传输数据的。

3、程序设计

程序主要有开关触发检测、信号判断、报警响应、发射信号、接收信号等功能。图4为该外置装置的工作流程，程序首先进行初始化，脉冲检测等，当检测到低电平时触发蜂鸣器1响应并且发射信号。图5为内置装置的工作流程，首先进行初始化，在不断地接收外置装置发射的信号，一旦接收到信号便触发蜂鸣器2响应，从而能同时提醒驾驶员和外部环境。

4、总结

随着驾车人数的扩增，对于在侧方停车上存在问题的人群，现可以运用辅助设备来进行车辆的安全侧方停车，使驾驶员轻松、安全地进行侧方停车，并可以对在停车中各种紧急情况可以有相对充裕的时间来应对，减少碰撞事故的发生，这也是汽车防碰撞安全控制系统的使命。而且该装置实现简单，功能实用，价格低廉，需求广阔，具备很好的发展前景。

[1]张忍，吕光辉，孙明明.防撞雷达--汽车防碰撞系统的核心[J].轻型汽车技术，2013：3-6.

[2]罗玉元.汽车安全装置中的防碰撞系统[J].上海汽车,2004:32-34.

[3]孔金生,赵亮.汽车防碰撞安全控制系统的研究综述[J].河南科技,2104:83-84.

The Design for Lateral Side Parking of Bumper Collision Warning Device

Hou Changjun,Wan Maosong,Xie Qiaoyan,Chen De,Wang Jiyu
(Institute of automobile and traffic engineering,Nanjing forestry university,Jiangsu Nanjing 210037)

The article analyzes the problems of rubbing front and back vehicles or obstacles which is related to lateral side parking,and proposes and develops a new program to solve the problem.A reminding apparatus which is combined with wireless communication technology is designed to realize the collision alert for vehicles.Experiments show that this wireless communication device with the function of alarm triggering is a simple and practical warning device.

lateral side parking; removable; wireless communication; sensor switch

U467

A

1671-7988（2016）08-180-03

侯长军（1994-），就读于南京林业大学 汽车与交通工程学院。主要从事汽车电子方面的研究。

项目资助：本论文得到江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目（201510298070Y）资助。