基于OOP技術(shù)的車輛行為安全分析報(bào)告

陳芳

摘 要:近年來(lái),惡性交通事故時(shí)有發(fā)生,在加強(qiáng)汽車被動(dòng)安全防御技術(shù)的同時(shí),也應(yīng)該加強(qiáng)汽車的主動(dòng)安全技術(shù),以避免更多事故的發(fā)生,通過(guò)建立汽車安全行為分析,可以減少交通事故的發(fā)生,將交通事故的危險(xiǎn)扼殺在搖籃之中,這樣也可以提高交通事故的安全率。本文基于OOP技術(shù)對(duì)汽車行車安全行為進(jìn)行了分析,希望本文的相關(guān)研究可以降低我國(guó)行車事故率。

關(guān)鍵詞:OOP技術(shù) 車輛行為 安全分析

中圖分類號(hào):TP391;U461 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)10(c)-0172-02

隨著我國(guó)汽車保有量的不斷增加,我國(guó)交通事故的發(fā)生率也不斷提高,這個(gè)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了巨大的損失,僅僅2011年上半年,我國(guó)共發(fā)生107193起道路交通事故,造成29866人死亡、128336人受傷,直接財(cái)產(chǎn)損失4.1億元。因此,在加強(qiáng)汽車被動(dòng)安全防御技術(shù)的同時(shí),也應(yīng)該加強(qiáng)汽車的主動(dòng)安全技術(shù)。本文基于OOP技術(shù)對(duì)汽車行車安全行為進(jìn)行了分析,希望本文的相關(guān)研究可以降低我國(guó)行車事故率。

1 OOP技術(shù)概述

一般來(lái)說(shuō),OOP技術(shù)主要包含以下的組件和概念。

1.1 組件

將軟件的功能和數(shù)據(jù)集成在一起形成的單位,這是OOP模塊化和結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)和條件。

1.2 抽象性

即程序?qū)φ谔幚淼哪承┬畔⑦M(jìn)行忽略,以提高其信息處理能力。

1.3 封裝

通過(guò)封裝技術(shù)可以確保系統(tǒng)組建不能以不可預(yù)期的方式對(duì)其內(nèi)部的組件狀態(tài)進(jìn)行改變。

1.4 多態(tài)性

組件的類集和引用會(huì)涉及到其它各種類型的不同組件,而且引用組件所產(chǎn)生的結(jié)果得對(duì)實(shí)際調(diào)用的類型有所依據(jù)。

1.5 繼承性

這是指組件之間有相關(guān)的繼承性,可以在組件的基礎(chǔ)上創(chuàng)建各類的子組件,增加了系統(tǒng)的擴(kuò)展性和通用性。

2 汽車安全行為概述

為了分析和標(biāo)定汽車的安全行為,筆者對(duì)沈陽(yáng)市的300多名的公交車司機(jī)和長(zhǎng)途汽車司機(jī)的駕駛操作調(diào)查,總結(jié)出了以下8種典型的駕駛行為和操作行為。

2.1 壓車道線行駛

這是一種比較常見也很危險(xiǎn)的駕駛行為,即汽車壓著超車道進(jìn)行行駛,應(yīng)該對(duì)這種行為進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)分析汽車行駛的安全程度。

2.2 疲勞駕駛

疲勞駕駛也是造成交通事故的另外一個(gè)重要的原因,是指駕駛員是否在疲勞的狀態(tài)下進(jìn)行行駛,對(duì)于如何判斷駕駛員是否處于疲勞的狀態(tài)。本文是通過(guò)觀察駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤的頻率來(lái)判斷其是否處于疲勞的狀態(tài),如果駕駛員長(zhǎng)時(shí)間的沒有轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,應(yīng)該是駕駛員處于疲勞駕駛的狀態(tài)。

2.3 超車并道

這是指在駕車過(guò)程中駕駛員可能在某些時(shí)候采用超車并道駕駛,這種駕駛行為也是導(dǎo)致交通事故的一個(gè)重要原因。本文通過(guò)判斷駕駛員的操作狀態(tài)來(lái)判斷駕駛員是否存在超車并道的行為,這種操作方式往往有以下特征:打開轉(zhuǎn)向燈、加速、方向盤向左轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.4 車輛掉頭轉(zhuǎn)彎

這種行為主要是指在駕駛過(guò)程之中,駕駛員突然驅(qū)動(dòng)車輛進(jìn)行掉頭,這種行為也容易導(dǎo)致發(fā)生交通事故。發(fā)生這種事故時(shí),往往存在以下幾種操作特點(diǎn):駕駛員有方向盤大幅度的轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)向燈點(diǎn)亮。

2.5 加速行駛狀態(tài)

這是駕駛員一種非常常見的行為,這是指駕駛員處在一種加速行駛的狀態(tài)之中,對(duì)于這種駕駛行為的判斷,主要是采用通過(guò)判斷駕駛員操作油門的開啟度來(lái)判斷,汽車是否處于加速狀態(tài),因?yàn)榧铀贍顟B(tài)也往往是駕駛員另外一個(gè)危險(xiǎn)動(dòng)作的前兆。

2.6 減速行駛狀態(tài)

這種行為也是另外一種非常危險(xiǎn)的駕駛行為,因?yàn)闇p速狀態(tài)也往往是駕駛員另外一個(gè)危險(xiǎn)動(dòng)作的前兆。本文對(duì)于駕駛員減速行為的判斷主要是通過(guò)判斷駕駛員操作油門的開啟度來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的判斷,主要是駕駛員開啟油門的度慢慢減小。

2.7 勻速行駛狀態(tài)

車輛的勻速行駛狀態(tài)是絕大部分時(shí)間狀態(tài)下的行駛狀態(tài),這種狀態(tài)應(yīng)該是駕駛員下一個(gè)行為的預(yù)測(cè)基礎(chǔ),本文對(duì)這種行駛狀態(tài)的判斷,主要是通過(guò)判斷駕駛員的油門位置是否穩(wěn)定來(lái)判斷。

跟蹤這個(gè)狀態(tài)為下一個(gè)時(shí)刻的駕駛行為預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)。主要特征為車速穩(wěn)定、方向盤保持連續(xù)地小角度轉(zhuǎn)動(dòng)、油門位置穩(wěn)定。

2.8 啟動(dòng)狀態(tài)

這也是駕駛員另外一種常見的狀態(tài),這種狀態(tài)的特征是油門加大、檔位掛在低速檔、離合器緩慢抬起、車速逐步加快以及剎車信號(hào)漸漸消除。

3 基于OOP技術(shù)的車輛行為安全分析系統(tǒng)

本文以視頻技術(shù)為基礎(chǔ),通過(guò)采用道路攝像系統(tǒng)為硬件系統(tǒng),全面獲取駕駛員的各個(gè)行為,然后通過(guò)分析采集到的駕駛員的各類行為,以判斷車輛的行為是否處于安全的狀態(tài),這個(gè)系統(tǒng)也叫車輛行為安全分析系統(tǒng),本文開發(fā)的系統(tǒng)是以O(shè)OP技術(shù)為核心的,然后依據(jù)相關(guān)算法對(duì)車輛異常行為實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)。

3.1 視頻采集模塊

這個(gè)模塊的動(dòng)能,主要是通過(guò)交通攝像頭,獲取全方位的圖像,以判斷駕駛員的各種行為,這是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。一般來(lái)說(shuō),這個(gè)模塊主要由視頻獲取類和透視展開類構(gòu)成。

(1)類CameraFrameCollector IClass]:從道路攝像系統(tǒng)獲取相關(guān)的圖像視頻,一般來(lái)說(shuō),這個(gè)類包括以下一些函數(shù)。

①public boolean open():這個(gè)函數(shù)的功能主要是對(duì)道路攝像系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)入,如果進(jìn)入成功則返回ture,否則返回false。

②public boolean open(String captureDevice):這個(gè)函數(shù)的功能主要是對(duì)連接串的攝像設(shè)備進(jìn)行打開。

③public boolean open(String captureDevice,String videoSize):這類函數(shù)的功能是對(duì)連接串的攝像設(shè)備進(jìn)行打開,并對(duì)攝像機(jī)的視頻大小進(jìn)行指定。

④public void close(),這個(gè)函數(shù)的功能是對(duì)攝像設(shè)備進(jìn)行關(guān)閉。

⑤public Bufferedlmage getCur rentFrame(),這個(gè)函數(shù)的功能是對(duì)當(dāng)前視頻幀進(jìn)行采集。

(2)類PerspectiveUnwrap[Class]:是進(jìn)行透視展開全景圖像,主要包括以下函數(shù)。

①public PerspectiveUnwrap(Buffere dlmage imageOD):這個(gè)函數(shù)是一個(gè)構(gòu)造函數(shù),其功能是對(duì)透視展開參數(shù)進(jìn)行初始化,并對(duì)需要展開的全景圖像進(jìn)行傳入。

②public void createTable(int myFv,int X,int Y):這個(gè)函數(shù)是根據(jù)需要透視展開的坐標(biāo)和焦距對(duì)透視映射表進(jìn)行建立。

③public Bufferedlmage unwrap(int start,boolean insert):這個(gè)函數(shù)是進(jìn)行透視展開全景圖像,并對(duì)透視展開圖進(jìn)行返回

3.2 運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢測(cè)模塊

這個(gè)模塊的主要功能是對(duì)駕駛員的前景區(qū)域進(jìn)行捕捉,同時(shí)進(jìn)行相關(guān)的對(duì)象跟蹤,這個(gè)模塊采用前景提取算法是基于混合高斯模型的背景差分算法。

(1)MGBackgroundModel[Class]:這是一種自適應(yīng)背景模型,這種模型是基于混合高斯分布模型的。

(2)public MGBackgroundModel0:這是一種構(gòu)造函數(shù),這個(gè)函數(shù)是用來(lái)對(duì)混合高斯模型進(jìn)行初始化。

(3)public void learn(int[][]image):這是一個(gè)背景學(xué)習(xí)函數(shù),主要用來(lái)對(duì)背景模型進(jìn)行建立。

(4)public void segment(int[][]image,boolean[][]mask),這是一個(gè)前景檢測(cè)模塊,主要用來(lái)對(duì)采集到的圖像的背景和前景進(jìn)行分割。

3.3 對(duì)象跟蹤模塊

這個(gè)模塊主要對(duì)車輛對(duì)象進(jìn)行跟蹤和檢測(cè),以對(duì)車輛對(duì)象的軌跡和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行獲取。

(1)TeackObjectlClassl:這是對(duì)象跟蹤類,這種類的功能主要是對(duì)跟蹤對(duì)象的基本信息進(jìn)行存放。

(2)Public TrackObject(int ID,Color_color,Rectangle rect):這個(gè)類是對(duì)追蹤對(duì)象的顏色,ID和位置進(jìn)行初始化。

(3)Public void changeTrackTargetRect(Rectangle):這個(gè)類是對(duì)對(duì)象矩形框位置進(jìn)行更新。

(4)Public Rectangle getCurRecO:這個(gè)類是對(duì)對(duì)象當(dāng)前位置進(jìn)行返回。

(5)Public Rectangle getLastRec0:這個(gè)類的功能是對(duì)對(duì)象上一幀位置進(jìn)行返回。

(6)Public List getTrace():這個(gè)類的功能是對(duì)對(duì)象的軌跡信息進(jìn)行返回。

(7)Public int getLiveTime():這個(gè)類是對(duì)對(duì)象的生存時(shí)間進(jìn)行返回。

(8)TrackObjectGrouplClassl:這個(gè)類是跟蹤對(duì)象隊(duì)列類,功能主要是對(duì)每一幀的對(duì)象隊(duì)列進(jìn)行存放。

(9)Public TrackObjectGroup(Buffere dlmage image):這個(gè)類的功能是是初始化跟蹤對(duì)象隊(duì)列,然后將輸入?yún)?shù)設(shè)為當(dāng)前幀圖像作為用以跟蹤。

(10)Public void addTrackTarget(Listlist):這個(gè)類的功能是將輸入?yún)?shù)設(shè)為前景對(duì)象區(qū)域隊(duì)列以進(jìn)行跟蹤,最后在當(dāng)前幀中更新對(duì)象的位置。

(11)Public ListgetAlready ExistTrackTargetList():這個(gè)類的功能是返回當(dāng)前幀的對(duì)象隊(duì)列。

3.4 行為識(shí)別模塊

這個(gè)模塊主要是對(duì)車輛的非正常行為繼續(xù)擰識(shí)別,主要包括本文第三章包括的各類行為,同時(shí)根據(jù)行為狀態(tài)對(duì)其安全性進(jìn)行判斷。

(1)ViolationDetect[clms]:主要是對(duì)車輛的各種行為進(jìn)行檢測(cè),主要包括本文第三章包括的各類行為。

(2)Public vjolmionDetect(Listtraek ObjectGroup):這個(gè)函數(shù)是一個(gè)構(gòu)造函數(shù),主要是對(duì)其對(duì)象隊(duì)列的幀進(jìn)行檢測(cè)。

(3)PublicTraekObject[]redLightRunner():這個(gè)類是對(duì)闖紅燈行為的車輛隊(duì)列進(jìn)行返回。

(4)PublicTrackObject[]speeding():這個(gè)類返回的數(shù)據(jù)是具有超速行為的車輛隊(duì)列。

(5)PublicTrackObjeet[]wrongWay Drivers0這個(gè)類返回的數(shù)據(jù)是逆向行駛車輛隊(duì)列。

參考文獻(xiàn)

[1] 李亞光,曾學(xué)軍．上海電子警察系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用[J]．中國(guó)交通信息產(chǎn),2011(6):82-84．