基于CPLD的自适应雷达巡航控制系统的设计

摘要：本文介绍了以CPLD为核心的兼有数字显示，声光报警功能以及汽车制动系统的自适应雷达巡航控制系统。该系统采用软、硬件结合的方法，具有模块化和多用化的特点。该雷达巡航系统根据超声波测距原理研制，采用开机自检技术和优化的软硬件技术，将测得的结果送至数码管显示，同时进行声光报警并在紧急情况下对汽车进行制动。

关键词：CPLD 超声波测距 VHDL 雷达巡航

中图分类号：TP274.53 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0017-01

随着现代交通工具数量的增长，车祸也不断增加，汽车交通事故已成为严峻的全球性社会问题。根据有关部门的计算，当车速为70Km/h时，司机反映迟缓1秒汽车就要前进约19.5米，若遇夜间或雨、雪、雾等恶劣天气，能见度低、司机视野范围小，汽车在中、高速行驶时，很难及时发现前方障碍物并采取必要的应急措施，由此可能产生不堪设想的后果。因此有必要设计公路上的自动监测系统确保司机的安全。

1 自适应雷达巡航控制系统（ACC）简介

自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。它的主要原理是，在车辆行驶过程中安装在车辆前部的车距传感器（雷达）持续扫描前方道路车辆，如果前方没有车辆时，ACC车辆将处于普通的巡航驾驶状态，按照驾驶员设定的车速行驶，驾驶员只需要进行方向的控制（匀速控制）；当ACC车辆前方出现目标车辆时，如果目标车辆的速度小于ACC车辆时，ACC车辆将自动开始进行平滑的减速控制；当两车之间的距离等于安全车距后，采取跟随控制，即与目标车辆以相同的车速行驶；当目标车换道或者ACC车辆换道后，前方又没有其他的目标车辆，那么ACC车辆恢复到初期的设定车速（加速控制）行驶。

2 总体设计

本系统设计是以CPLD为核心的自适应雷达巡航控制系统，由超声发射与控制电路、超声接收电路、放大电路、锁相鉴频电路和超声报警电路组成。如图2所示，该当车辆行驶接近目标时，系统将会根据超声波测距原理研制，驾驶员在行驶时开启ACC系统，系统将会马上启动，超声波发送模块向后发射40kHz的超声波信号，经障碍物反射，由超声波接收模块收集，进行放大和比较，CPLD将此信号送入显示模块，同时触发声光电路，发出同步声光提示，提醒驾驶员停车。当与障碍物距离为100m时如果驾驶员未来得及采取措施，系统将自动地输入减速、转向或制动信号。在许多测距方法中，脉冲测距法只需要测量超声波在测量点与目标间的往返时间，实现简单，因此本系统采用了这种方法。

3 系统程序设计

图3为自适应雷达巡航控制系统程序流程图，通过数学建模和程序设计完成了系统的软件部分，距离值由CPLD进行处理运算，同时完成系统的控制部分。

4 结语

本系统的研究是对自适应雷达巡航控制系统由单一恒速巡航到兼具雷达预警探测做的一项新的探索，它针对部分巡航系统只能恒速行驶不能在前方出现障碍物时保障驾驶者安全而设计。汽车自适应雷达巡航控制系统提高了汽车的主动安全性，减少了高速公路上交通事故的发生和因此带来的财产和生命损失。在实现恒速行驶的同时，还大大减轻了驾驶员的负担和疲劳程度，使驾驶员出车更加安全和舒适。为实现汽车的自动化和智能化做出了贡献。

参考文献

[1]赵文龙，苑鸿骥，万卫强等.汽车倒车测距仪的设计.南昌航空工业学院学报，2001.3：38～41.

[2]刘开梅译.超越人工驾驶的自动驾驶系统.创新出版社，2001.6：21～22.