自动避障车辆设计实验报告

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一、设计思路

1. 问题

新能源汽车发展迅速，前瞻产业研究院《2018-2023年中国新能源汽车电机及控制器行业市场需求与投资规划分析报告》数据显示，2017年我国新能源汽车电机装机量约87.4万台，同比增长56%。

突发状况时司机反应时间太长，由于人的生理心理因素的限制，人对刺激的反应速度是有限的，而且随着年龄及个体的不同而不同。一般条件下，反应时问约为0.1～0.5 s。对于复杂的选择性反应时间达1～3 s，要进行复杂判断和认识的反应时间平均达3～5 s。

无法注意到车的死角，因行车视线死角而发生的事故总是接连不断发生，开车最致命的六大盲区，如左前方立柱盲区，后视盲区，泊车盲区，移动物体盲区，灯光盲区，人为盲区，致使撞上消防栓、撞倒骑车人、前后车刮擦。

缺少上车前绕车一周的习惯，当下司机上车前往往不会绕车一周，然而车四周以及车下常常会出现小孩子的身影，倘若司机直接启动汽车，则会造成车祸的发生。

道路交通事故死亡人数逐年加深。2016年道路交通事故死亡人数达到63093人，2017年如果有官方统计的中国道路交通事故死亡数据的话，这个数字应该在6-6.5万左右。形势并不容乐观，降低交通事故死亡率刻不容缓。相信我们的产品在其中可以发挥巨大的作用，降低交通事故的死亡率，保障行人的安全。

图1 道路交通事故死亡人数

2. 设计思路

先分别使用四足机器人、DIY汽车模拟当新能源汽车遇到儿童或其他生命时车辆急停的状况，再将装置安装在汽车上进行了实验。

以四足机器人为例，模拟新能源汽车，在其上安装单片机、红外测距传感器、驱动模块，设计自动壁障程序于单片机中以达到控制机器人行动的目的。

图2

二、 设计特点

1. 只针对人体。这种专门设计的探头只对波长为10um左右的红外辐射敏感，所以除人体以外的其他物体不会引发探头的动作。

2. 功耗小，测量远。人体热释电红外传感器的功耗很小，能长期可靠工作，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，可测出10~20米范围内的行人。

3. 抗电磁，抗灯光干扰，穿透能力差。人体热释电红外传感器的穿透力教差，人体的红外辐射容易被各种物体遮挡，反而使自动壁障车辆不会受到其他车内的人的影响。

三、 硬件清单

1. 雪糕棍等：用于制作机器人的外形和与转动装置的连接，达到环保的目的。

2. 红外测距传感器，如果遇到障碍物，红外线从物体反射回来，相当于机器人的眼睛，并发出信号到单片机从而输出控制电机。

3. 单片机：采用高性能，低功耗的可编程单片机作为控制系统。

4．电机：采用速度匀速，位置精度准确的直流电机。

5. 驱动模块：用于执行单片机的命令，使电机按程序工作。

6. 电池：使用了小巧稳定的干电池或学生电源。

四、 制作步骤

1. 熟悉掌握四足机器人的工作原理如图2。

图3

2. 用雪糕棍根据制作一个四足机器人如图3和图4。

图4 

图5

3. 设计程序，如图6。

图6

4. 设计连接电路，将电源，单片机，传感器，驱动模块，四足机器人连接起来。如图7。

图7

五、 成品说明

图8

图9

图10

本设计先分别使用四足机器人、DIY汽车模拟当新能源汽车遇到儿童或其他生命时车辆急停的状况，后也将装置安装在汽车上进行了实验，实验结果极好，分别在不同的速度下实现自动急停且不会对司机造成太大伤害，从而避免了事故的发生，保障了行人的安全。

六、 创新点

1. 人性化设计开关

2. 将人体热释电红外传感器应用于车辆上

3. 以保护行人为第一要务

4. 可对车辆进行从内部或外部改造

本设计解决了突发状况时司机反应时间太长、无法注意到车的死角和缺少上车前绕车一周的习惯等问题。可在交通安全中可以发挥巨大的作用，降低交通事故的死亡率，保障行人的安全，为新手司机以及道路行人营造一个安全的交通环境。生命只有一次，对于谁都是宝贵的。