汽車防撞系統(tǒng)的研制與實現(xiàn)
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圖2 汽車防撞系統(tǒng)傳感器分布示意圖
圖3 障礙物距離計算示意圖
在ΔABC中，作 BD AC，連接ED和FD，則可求ΔABC的面積SΔABC，即：
故 BD=2SΔABC/AC
4 采用的相關(guān)算法
隨著射頻在日常生活中的廣泛應(yīng)用，人們逐漸發(fā)現(xiàn)射頻測距存在著一定缺陷：①有效作用距離比較短，僅靠提高發(fā)射功率來增加測量距離是很有限的；②測距精度主要取決于回波信號的信噪比，在一定信噪比情況下，僅靠增加前級放大電路的增益來改善測量精度也是非常有限的。為了解決上述問題，在汽車防撞系統(tǒng)中，設(shè)想了基于偽碼調(diào)制的射頻發(fā)射與接收系統(tǒng)。
白噪聲瞬時值服從高斯分布(正態(tài)分布)。它的功率譜密度在很寬的頻帶內(nèi)是均勻的，而且自相關(guān)函數(shù)具有δ函數(shù)的形狀。偽隨機碼雖然僅有兩個電平，但卻具有類似白噪聲的相關(guān)特性，只是其幅度概率分布不再服從高斯分布。所以，可以用偽隨機序列的平衡特性、游程特性和相關(guān)特性等來描述白噪聲。偽隨機編碼是用邏輯運算實現(xiàn)的，信號的自相關(guān)函數(shù)滿足：
根據(jù)相關(guān)函數(shù)定義，設(shè)兩個時間函數(shù)為x1(t)、x2(t)，
則
稱為x1(t)的自相關(guān)函數(shù)； 
稱為x1(t)，x2(t)的互相關(guān)函數(shù)； 在信號檢測理論中有兩類問題：一類是檢測信號，即根據(jù)接收到的混合信號(信號加噪聲或純噪聲)作出有無信號的判斷；另一類是估計參量，即在已檢測出有無信號的基礎(chǔ)上，對信號的某些參量(例如振幅、相位、頻率、脈沖幅度等)或波形作出估計。為了提高抗干擾性，需要尋求在干擾條件下對信號的最佳接收方法。周期性信號的相關(guān)函數(shù)仍是周期函數(shù)，而干擾噪聲的相關(guān)函數(shù)則是δ函數(shù)。根據(jù)這些差別，可利用相關(guān)器檢出混在噪聲干擾中的周期性信號。這種利用時域特性上的差別來檢測信號的方法稱為相關(guān)接收法。根據(jù)參考信號不同，相關(guān)接收法又分為自相關(guān)接收法和互相關(guān)接收法。自相關(guān)接收法是在無法確知輸入波形(或數(shù)據(jù))的情況下，利用自相關(guān)器對之作自相關(guān)函數(shù)的運算；互相關(guān)接收法是在可以確定參考信號的情況下，利用相關(guān)器對輸入波形(或數(shù)據(jù))與本地信號作互相關(guān)函數(shù)的運算。本設(shè)計中參考信號是本地碼，所以采用互相關(guān)接收法。在射頻測距系統(tǒng)中，不僅要對回波信號的有無進行檢測，同時還要對回波信號和發(fā)射信號的延時進行精確的測量。這樣才能準確地知道無線電波傳播所用的時間，進而算出障礙物與車之間的距離。
本文運用先進的射頻技術(shù)與穩(wěn)定可靠的相關(guān)算法，使汽車具有較強的防撞能力。上述總體設(shè)計方案在實驗小車上已經(jīng)實現(xiàn)，并且在一定程度上能夠解決前面所述的始終困擾著相關(guān)工作者的兩個關(guān)鍵問題，即已經(jīng)具備了較靈敏的測角能力和較強的抗干擾能力，這樣就能夠使汽車具有較強的防撞能力。盡管如此，因為汽車行駛過程當中關(guān)系著人的生命安全，所以其性能還有待進一步提高，以增強整個系統(tǒng)的絕對安全性，進而對之進行推廣。
參考文獻
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