基于北斗車載終端的主動(dòng)交通安全預(yù)警機(jī)制的研究.pdf

1、隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)運(yùn)載車輛的監(jiān)控及智能化管理的要求日益提高,同時(shí)交通安全也是威脅人們生命、財(cái)產(chǎn)安全的一大難題。像安全帶、安全氣囊等傳統(tǒng)的被動(dòng)安全裝置已不能滿足人們需要,主動(dòng)安全技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。然而,車輛出廠前安裝的主動(dòng)安全設(shè)備價(jià)格高昂,市面上的車載終端功能單一,主動(dòng)安全技術(shù)沒有得到廣泛的應(yīng)用。若能將車載定位、監(jiān)控終端與主動(dòng)安全技術(shù)結(jié)合起來(lái),提供一款性價(jià)比較高的新型車載終端,滿足大眾需求,既能推動(dòng)我國(guó)汽車主動(dòng)安全技術(shù)的發(fā)展,也能

2、帶來(lái)很大的市場(chǎng)發(fā)展空間。本文的研究目的就是提出這樣的一種建立在車載終端基礎(chǔ)上的主動(dòng)安全預(yù)警機(jī)制。現(xiàn)我國(guó)正大力推動(dòng)北斗導(dǎo)航在民用領(lǐng)域的發(fā)展,選擇北斗、GPS雙模定位系統(tǒng)既可保證定位精度,又可滿足市場(chǎng)發(fā)展需求。
　　車載終端本身應(yīng)首先具備定位導(dǎo)航、實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能,滿足交通運(yùn)輸行業(yè)對(duì)運(yùn)載車輛監(jiān)控、管理的需求。該功能的實(shí)現(xiàn)主要需要以下幾個(gè)模塊的支持:定位模塊、通信模塊、主控單元和在線服務(wù)平臺(tái)。定位模塊負(fù)責(zé)定位數(shù)據(jù)接收、解析、發(fā)送與存儲(chǔ);通

3、信模塊負(fù)責(zé)GPRS數(shù)據(jù)的傳輸,實(shí)現(xiàn)終端與在線服務(wù)平臺(tái)的信息交互;主控單元包含CPU、Flash、時(shí)鐘電路等,通過(guò)各種接口控制外圍的功能模塊,是終端的中央控制器;在線服務(wù)平臺(tái)則負(fù)責(zé)顯示、監(jiān)控車輛的實(shí)時(shí)位置。
　　本文提出的主動(dòng)安全預(yù)警機(jī)制主要是指前向避撞功能、駕駛員行為監(jiān)測(cè)功能和車輛潛在故障檢測(cè)功能。要在車載終端的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)該預(yù)警功能,需增加微波測(cè)距雷達(dá)、霍爾式測(cè)速儀、CCD攝像頭等傳感器模塊,及CAN總線數(shù)據(jù)采集模塊。終端的主控單

4、元需增加圖像處理、預(yù)警安全距離的計(jì)算和車輛CAN總線故障信息的處理功能;在線服務(wù)平臺(tái)則需增加不同汽車制造商的CAN協(xié)議規(guī)范及車輛故障碼的數(shù)據(jù)庫(kù)信息。
　　根據(jù)車輛的實(shí)際制動(dòng)過(guò)程,得出自車與前車的制動(dòng)距離,建立主動(dòng)安全距離模型。結(jié)合微波測(cè)距雷達(dá)測(cè)得前車與自車的車間距、相對(duì)速度,及霍爾式測(cè)速傳感器測(cè)得自車車速信息,得出預(yù)警安全距離wd。當(dāng)車間距小于wd時(shí),自動(dòng)觸發(fā)聲音預(yù)警,提醒駕駛員減速,以此實(shí)現(xiàn)前向避撞功能。
　　駕駛員行為的

5、監(jiān)測(cè)需在駕駛艙內(nèi)安裝一臺(tái)CCD攝像機(jī),實(shí)時(shí)采集駕駛員的面部圖像。經(jīng)過(guò)圖像去噪、光線補(bǔ)償、灰度轉(zhuǎn)換、二值化等預(yù)處理之后,采用空間匹配濾波器算法實(shí)現(xiàn)面部特征器官的模板匹配,然后對(duì)人眼進(jìn)行睜眼、閉眼模板匹配和疲勞檢測(cè)。疲勞檢測(cè)采用PERCLOS原理,當(dāng)PERCLOS值大于15％,且維持時(shí)間大于3s時(shí),觸發(fā)疲勞狀態(tài)預(yù)警,以此實(shí)現(xiàn)駕駛員的行為監(jiān)測(cè)功能。
　　車輛潛在故障檢測(cè)則主要依靠CAN總線采集模塊和在線服務(wù)平臺(tái)。CAN總線采集模塊實(shí)時(shí)采

6、集車輛CAN狀態(tài)信息,在線服務(wù)平臺(tái)根據(jù)車輛型號(hào)調(diào)用CAN數(shù)據(jù)解析協(xié)議數(shù)據(jù)庫(kù)和故障信息數(shù)據(jù)庫(kù),進(jìn)行CAN協(xié)議匹配,將解析、處理后的CAN信息和故障碼下發(fā)至車載終端,以此實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)功能。
　　本文提出的基于北斗車載定位終端的主動(dòng)安全預(yù)警機(jī)制,雖然系統(tǒng)涉及領(lǐng)域較多,但是有效利用了現(xiàn)有的車載終端技術(shù)資源,有力的降低了主動(dòng)安全技術(shù)的成本,很有實(shí)用價(jià)值。若本系統(tǒng)能成果轉(zhuǎn)化使用并大范圍推廣,將大大提高道路交通的安全系數(shù),有力帶動(dòng)運(yùn)輸行業(yè)的服務(wù)