為避免兩車在同車道行駛中因追尾發生交通事故，本項目根據追尾事故的產生原因研制了車距安全距離智能控制與自剎車模擬系統。本模擬系統運用霍爾傳感器以及加速度傳感器測量后車車速Vb、采用超聲波回波測距原理測量前后車的車輛間距△S，利用stm32f103zet6單片機處理數據，并根據兩車的運行狀況，后車自動調整行駛速度，從而實現后車與前車的安全車距的智能控制。實際測試表明，本系統可以實現安全車距的智能控制，達到設計要求。

近幾年全國道路交通事故中，追尾事故約占全部交通事故的1/10.隨著社會經濟的發展，私家車的增多，近年來道路交通擁堵現象十分嚴重。人們不能及時控制車速以及人操作反應時間的延遲是造成這些問題的主要原因。要解決這些問題，可以將行車手動駕駛變為自動駕駛，而要實現自動駕駛就必須實現車輛速度的精確測量。本項目首先改進了速度測量方式，用加速度傳感器補償傳統霍爾傳感器測速的誤差，實現速度的精確測量，其次精確測量前后車距，通過自動控制算法，實現安全車距的智能控制。

1系統總體設計

該模擬系統結構圖如圖1所示，通過速度測量模塊和車距測量模塊得到實時數據，將得到的數據送到stm32f單片機（stm32f單片機是一款基于ARM—CM3內核的32位微處理器，系統主頻72 MHz，低功耗，功能強大）的數據處理單元進行運算和處理，將處理結果送至車距智能控制單元，從而實現車速的控制和車輛安全距離的智能控制。

2方案、原理以及技術描述

2.1后車車速Vb測量

1）車輪轉速→行車速度將恒定磁體按一定的角間距安裝在車輪的輪軸上，運用霍爾效應，通過設計和配置小電壓輸出的信號調節電路，獲取一定時間內（△t）輪軸轉動的角間距（△Ω），根據車輪半徑參數，得到后車車速

2）直線加速度→下一刻速度速度等于加速度對時間的積分。利用壓電效應原理制成的加速度傳感器獲取小車的線加速度a，計算下一時刻速度vn

2.2兩車相對位移△S測量

以運動的后車為參照物，運動的前車與后車的位移為兩車相對位移△S.通過超聲波發射裝置發出超聲波，利用回波測距原理，根據接收器接到超聲波（波速）時的時間差△T，及時獲取兩車相對位移△S

兩車相對速度vr，的測量：以運動的后車為參照物，測取前車相對速度，實驗原理為：以時間T為間隔，連續兩次發射超聲波，通過獲取兩次的相對距離得到相對速度。根據車輛的相對速度，獲取前車的運動信息，從而為后車速度調整提供依據。

2.3安全車距智能控制實驗原理

根據車輛性能，設定自動控制算法的安全距離。根據vb、△s、vr，采取閉環控制，實時自動調整后車速度，使后車與前車保持安全距離，實現安全車距智能控制和自剎車，其原理如圖2所示。

3測試數據、技術參數和技術性分析

保證超聲波測距系統及霍爾器件測速的準確性，是實現本系統車距智能控制的關鍵。在實驗中我們對相關參數進行了測量和分析，記錄和分析如下。

3.1超聲波測距模塊的實驗數據及分析

1）超聲波測距模塊的實驗數據實驗方法：先精確確定超聲波測距模塊與前方障礙物的距離，此距離即是實際距離。然后啟動超聲波模塊，得到測試數據。

2）實驗數據分析及結論根據測試數據以及數據對比分析可知，兩條數據曲線吻合較好（如圖3所示）。超聲波模塊與前方障礙物距離小于200 cm時，測試相對誤差的最大值為3.28％，且隨距離的增加而增大；超聲波模塊與前方障礙物距離在大于200 cm時，相對誤差顯著增加。