项目案例4——汽车非侵入式主动安全系统探究与集合装置

低速、盲区、误操作造成事故占交通事故总数80%以上。现有的主动安全系统配备率极低且存在激活条件、探测范围等方面问题，难以在起步和低速阶段发挥作用。本装置在独立于原车系统之外，使用多传感器探测、识别、计算，利用精简的支架结构和拉伸系统，实现汽车起步非侵入式主动安全、低速盲区主动介入式安全、声控刹车等多安全装置集合。

一、项目背景

1.1 研究背景

机动车盲区事故、低速事故、误操作事故占交通事故总数80%以上。

1.2 事故探究

• • 机动车盲区事故：全球每年50万起，盲区相关事故占比30%-40%。我国每年因大车盲区引发交通事故超2万起，大型车辆右转盲区占盲区事故75.6%。
• • 低速事故：约75%的事故发生在车辆静止或低速状态下，75%的追尾发生在30km/h以下。
• • 误操作事故：误踩加速踏板占交通事故12.6%，2019年造成63093人死亡。

1.3 现状综述

现有主动安全系统（AEB、ABS、ESP等）存在以下问题：

• • 激活条件限制，难以在起步和低速阶段发挥作用
• • 探测范围有限，对低矮物体识别不足
• • 配备率低，我国70%车辆未配备AEB
• • 成本高昂

二、设计思路和方案

2.1 思路及关键问题

1. 1. 如何准确识别起步和低速阶段的危险情景
2. 2. 如何在不改动原车安全结构的前提下实现主动安全
3. 3. 如何设计结构精简、便于后期加装的装置

2.2 解决问题

• • 危险识别：使用OpenMV AI视觉摄像头实现精准识别和跟踪
• • 非侵入设计：采用小巧金属支架固定于原车螺栓，不改动线路
• • 结构精简：模块化设计，便于安装和维护

2.3 设计方案

1. 1. 多传感器探测：超声波雷达+AI视觉
2. 2. 智能判断：中央处理器实时分析
3. 3. 主动介入：自动/声控刹车
4. 4. 隐蔽安装：不改动原车

三、创新过程

（装置制作安装）

3.1 主控机构及设定

使用EV3主控模块负责接收传感器信号、程序执行、电机执行。

3.2 电机及推杆（计算分析）

《机动车运行安全技术条件》（GB7528）要求：行车制动踏板力不应大于500N。

推力 = 电机转矩 × 减速比 × 5.338 ÷ 丝杠导程 = 533N ≥ 500N（国标要求）✅

3.3 刹车踏板拉伸执行机构

采用小巧金属支架固定于刹车踏板原车螺栓支点，在足够扭力电机带动下用金属拉索的方式对刹车踏板进行控制。

3.4 程序逻辑

通过可编程模块实现对危险情景的智能判断和刹车踏板的自动控制。

四、集合装置成品

4.1 仿真演示装置

使用EV3套件搭建的仿真演示装置，用于验证程序逻辑和机械结构可行性。

4.2 上车装置成品

完成实车安装调试，在实际车辆上进行功能测试验证。

五、装置制作与上车安装调试

5.1 材料选择

选用EV3套件、Arduino、OpenMV等模块化组件。

5.2 制作与安装过程

完成装置制作、程序调试和实车安装。

5.3 主要问题

解决传感器精度、响应时间等技术难点。

5.4 实车功能测试

• • ✅ 起步安全测试
• • ✅ 盲区介入测试
• • ✅ 声控刹车测试
• • ✅ 误踩油门测试

六、总结与改进

6.1 总结

本装置实现多安全装置集合，具有非侵入式设计、结构精简、隐蔽运行特点。

6.2 创新点

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• • 多安全装置集合（起步+盲区+声控+误踩油门）
• • 非侵入式设计，不影响原车安全系统
• • AI视觉识别，精准可靠
• • 隐蔽运行，零附加隐患

6.3 下一步改进

优化算法性能，增加更多安全场景支持。

作者：李其知\ 指导单位：四川笑蓉科技

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