面向交通環(huán)境的參數(shù)檢測(cè)智能小車系統(tǒng)研究

曹成孝

(浙江省衢州市公安局交警支隊(duì) 機(jī)動(dòng)車安全檢測(cè)站，浙江 衢州 324000)

1 引言

伴隨著城市的不斷發(fā)展進(jìn)步，各個(gè)地區(qū)的交通繁忙情況日益凸顯，而且交通事故的發(fā)生率也有不斷攀升的趨勢(shì)，因此對(duì)于交通環(huán)境參數(shù)檢測(cè)的要求也就越來(lái)越迫切。如何可以更加有效的對(duì)交通系統(tǒng)進(jìn)行分析，科學(xué)的管理現(xiàn)有的交通網(wǎng)絡(luò)，是改善城市交通環(huán)境的首要難題。

智能小車擁有環(huán)境感應(yīng)、數(shù)據(jù)搜集以及規(guī)劃管理等多種先進(jìn)功能，如果對(duì)其功能加以善用，就可以實(shí)現(xiàn)其用于交通環(huán)境參數(shù)檢測(cè)的功能。更值得關(guān)注的是，智能小車比常用的交通環(huán)境檢測(cè)設(shè)備快捷、高效、低成本。

2 智能車簡(jiǎn)介

2．1 何為智能車

智能車絕不是我們普通印象中的類似科幻片中可以自動(dòng)駕駛的車輛，它是指那些擁有完善的導(dǎo)航系統(tǒng)，并且具有全球定位功能，以及可以接受信息中心傳來(lái)的資料信息的新型車輛。

2．2 智能車的應(yīng)用

這類車輛的在民間的使用多是可以保證車輛使用人在安全的條件下進(jìn)行駕駛，通過(guò)其對(duì)道路交通環(huán)境的參數(shù)檢測(cè)以及系統(tǒng)中的交通數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析，提供給駕駛者最為安全的駕駛選擇。同時(shí)，其可以快速的分析當(dāng)前的道路交通現(xiàn)狀，周圍行駛的車輛狀況等信息，準(zhǔn)確的給出最適合的行駛對(duì)策，是駕駛中相當(dāng)重要的輔助因素。

3 參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)研究

3．1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

該類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)牽涉到許多方面的協(xié)調(diào)，因此是一項(xiàng)十分負(fù)責(zé)的工程，雖然如此，但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中仍然有一些基本的原則需要遵循，作者對(duì)這些原則進(jìn)行了大概的總結(jié)和歸納。

首先，系統(tǒng)的道路交通環(huán)境參數(shù)檢測(cè)需要利用到GPS系統(tǒng)、電子傳感器系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)搜集系統(tǒng)。這些在整個(gè)的智能交通平臺(tái)開發(fā)和研究中不可或缺，可以為交通平臺(tái)的運(yùn)作提供良好的檢測(cè)平臺(tái)。該系統(tǒng)的核心作用是:即時(shí)搜集多項(xiàng)車載傳感器所提供的交通環(huán)境參數(shù)，同時(shí)依據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)格式妥善的儲(chǔ)存這些數(shù)據(jù);利用系統(tǒng)中設(shè)置的各類傳感器信息分析算法針對(duì)每個(gè)傳感器所采集的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理，從而驗(yàn)證各種多傳感器信息融合算法，同時(shí)在驗(yàn)證的過(guò)程中還能夠進(jìn)一步的對(duì)比各種算法自身的優(yōu)勢(shì)與不足，不斷地改善和升級(jí)系統(tǒng)算法;上述算法綜合計(jì)算出來(lái)的最終結(jié)果對(duì)于提高定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及提高對(duì)周圍交通環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)都有重要的積極作用，通過(guò)這些結(jié)果駕駛者可以得到更加明晰的駕駛指引。

3．2 參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用案例

(1)智能車參數(shù)檢測(cè)開發(fā)雖然仍屬于一個(gè)比較新的科研領(lǐng)域，但是國(guó)內(nèi)已經(jīng)有科研機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行了探索。下圖就是國(guó)內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)由自己的科研團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的智能車參數(shù)檢測(cè)實(shí)例。

該研究團(tuán)隊(duì)自行開發(fā)的智能車基礎(chǔ)平臺(tái)。該項(xiàng)目的研究目的就是在真實(shí)可靠的平臺(tái)基礎(chǔ)上，針對(duì)真實(shí)的道路交通環(huán)境、針對(duì)現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)對(duì)于環(huán)境參數(shù)檢測(cè)以及監(jiān)控的要求，分析智能車在定位和對(duì)周圍交通環(huán)境的感知能力。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還分別標(biāo)注了該系統(tǒng)中各個(gè)傳感器的設(shè)置，并將其劃分為定位和環(huán)境感知兩大基本類型。該項(xiàng)目針對(duì)算法的科研重點(diǎn)是利用多種不同功能傳感器的協(xié)調(diào)配合，最大程度上實(shí)現(xiàn)高精準(zhǔn)的定位、地圖繪制、不固定周邊因素的檢測(cè)統(tǒng)計(jì)以及歸類。

圖1 系統(tǒng)具體功能

(2)系統(tǒng)在其基本的設(shè)置基礎(chǔ)上，通過(guò)科研團(tuán)隊(duì)的調(diào)試與修正，最終成功的實(shí)現(xiàn)了圖2所標(biāo)注的各項(xiàng)功能，下面我們分別來(lái)對(duì)其進(jìn)行具體分析。

圖1(a)是團(tuán)隊(duì)選擇的測(cè)試路線。該智能車以英杰交流中心為始發(fā)點(diǎn)，經(jīng)由圖中箭頭標(biāo)注的路線，進(jìn)行整個(gè)測(cè)試路線的行駛，在這一過(guò)程中系統(tǒng)的各個(gè)組件功能全部開啟，行使自己的設(shè)定功能，這段測(cè)試路線的長(zhǎng)度為4．5Km。試驗(yàn)車由科研組成員負(fù)責(zé)駕駛，融入線路中的正常車輛之中，線路全程所需時(shí)間大概17分鐘。這次線路測(cè)試的目的就是要檢驗(yàn)系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的算法的準(zhǔn)確性，具體來(lái)說(shuō)就是高精準(zhǔn)的定位、地圖繪制、不固定周邊因素的檢測(cè)統(tǒng)計(jì)以及歸類。圖1(c)是采集定位數(shù)據(jù)和激光掃描所得數(shù)據(jù)，圖1(b)是將采集結(jié)果整合之后的畫面放大圖像，圖像中不僅顯示了環(huán)境的固定信息，比如:綠化、建筑等;還顯示了環(huán)境的可變信息，比如:路上行人位置的變動(dòng)、周圍車輛的分布情況、周圍車輛的移動(dòng)速度、周圍車輛的移動(dòng)方向等，以上這些數(shù)據(jù)對(duì)于交通網(wǎng)絡(luò)的智能管理有很大的幫助，提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)流。圖1(d)是系統(tǒng)通過(guò)對(duì)上述采集數(shù)據(jù)的分析之后，給出的行駛建議畫面，其中顯示了試驗(yàn)車在本過(guò)程中的歷史行駛數(shù)據(jù)和當(dāng)前所處具體位置的數(shù)據(jù)，同時(shí)還提供了對(duì)環(huán)境的固定信息的檢測(cè)結(jié)果、環(huán)境的可變信息的檢測(cè)結(jié)果等綜合數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)以上的數(shù)據(jù)處理，駕駛者可以得到最好的安全提示數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行最優(yōu)的駕駛方案選擇。圖1(e)則對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別過(guò)程進(jìn)行了影響分析，對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。圖1(f)是最終通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)的整合而重建出的三維實(shí)景圖。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，智能車系統(tǒng)對(duì)于道路交通環(huán)境參數(shù)的檢測(cè)有著巨大的幫助，是未來(lái)智能交通網(wǎng)絡(luò)管理的發(fā)展大趨勢(shì)，值得行業(yè)內(nèi)的企業(yè)以及機(jī)構(gòu)加大科研力度。因?yàn)槠錉可娴胶芏喾矫娴墓ぷ?，是一?xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，因此各個(gè)部門之間的合作也十分關(guān)鍵。最后，這畢竟是一項(xiàng)較新的科研領(lǐng)域，還有很多深層次的問(wèn)題需要進(jìn)一步的研究和探討，希望大家共同努力來(lái)提升我國(guó)在這方面的科研水平。

［1］田強(qiáng);姬長(zhǎng)英;單片機(jī)和THB6128構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)控制器設(shè)計(jì)［J］;江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2010年05期

［2］尹念東;智能車輛的研究及前景［J］;上海汽車;2002年04期

［3］朱建林;郭有貴;上位機(jī)與下位機(jī)通信的設(shè)計(jì)初步［J］;可編程控制器與工廠自動(dòng)化;2005年01期