作品名稱:基于方向盤握力和擺動頻率的疲勞檢測和提醒裝置
學校名稱:山東科技大學交通學院
參賽隊伍:The One
參賽學生:王麗君 孫慧智 周偉
指導老師:李旭 王建春
隨著全球范圍內車輛保有量的增加,交通事故數量的急速增長已經成為一個嚴峻的社會問題。據相關數據統計,每年交通事故中有約三分之一的人員傷亡是由疲勞駕駛造成的。外界管制可有效防止因駕駛員疲勞導致的車輛行駛偏離道路,降低道路交通事故率,提高人身安全。本產品基于現有普通方向盤,增添了握力檢測裝置和轉角傳感器,可有效檢測出駕駛員行車狀態,并適時對駕駛員狀態做出提醒,解決了原有普通方向盤無法識別疲勞度和提醒駕駛員的問題。 本產品結構:汽車方向盤,方向盤上兩側的電感式壓力傳感器,以光電編碼器為測量核心的汽車方向盤轉角傳感器,恩智浦半導體LPC11C12單片機,蜂鳴器。 工作原理:本產品工作過程大體有三部分: 1. 握力檢測:握力根據安在方向盤,電感式壓力傳感器的工作原理是由于磁性材料和磁導率不同,當壓力作用于膜片時,氣隙大小發生改變,氣隙的改變影響線圈電感的變化,處理電路可以把這個電感的變化轉化成相應的信號輸出到CPU,從而達到測量壓力的目的。 2. 方向盤轉角測量及頻率統計:以光電編碼器為測量核心的汽車方向盤轉角傳感器,在汽車上的安裝方法如圖2所示,光電編碼器使用空心軸式的,在安裝時將光電編碼器套在汽車方向盤的轉動軸上,當駕駛員轉動方向盤時,光電編碼器也會隨著方向盤的轉動而轉動,光電編碼器在內部電路的作用下就會輸出數字式的角度值,該傳感器還設計有汽車車載網絡接口電路,用以將傳感器獲得的角度值發送到CPU中,CPU統計轉動角度以及頻率。 3. CPU數據處理及蜂鳴器報警:根據握力檢測和方向盤轉角測量及頻率進行判斷,如果握力值非常少且方向盤轉動頻率基本為0,判定為駕駛員處于疲勞狀態,此時觸發蜂鳴器,發出警示聲音,以達到提醒駕駛員的目的。 本產品通過對絕對式旋轉光電編碼器的角度測量原理進行闡述,并將其應用于汽車方向盤轉角測量傳感器上,給出了各部分的應用電路,并通過實驗驗證了該設計方案,通過實驗該傳感器的測量精度能夠達1.2度左右,可以有效的檢測出駕駛員當前的狀態,解決了原有的無法識別疲勞度并提醒駕駛員的問題,具有很高的市場應用價值。 |