安全行車助手

張浩博

(內(nèi)江師范學(xué)院，四川 內(nèi)江 641100)

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安全行車助手

張浩博

(內(nèi)江師范學(xué)院，四川 內(nèi)江 641100)

機(jī)器視覺技術(shù)的引入使汽車行業(yè)進(jìn)入智能車輛的時(shí)代。為了提升汽車的主動(dòng)安全，提出了對(duì)安全車距的智能檢測(cè)技術(shù)。首先依據(jù)車道線位置的特殊性進(jìn)行車道識(shí)別。然后利用遺傳算法確定最優(yōu)閾值來進(jìn)行道路分割。最后利用水平投影與極值提取確定出前方車輛所處區(qū)域范圍，從而判定出是否符合安全車距。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：此種算法能夠在保證實(shí)時(shí)性的同時(shí)準(zhǔn)確判斷出安全結(jié)果。

隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)智能車輛輔助駕駛系統(tǒng)的研究已成為一個(gè)重要的研究方向。安全車距的智能檢測(cè)技術(shù)主要功能是判定行駛汽車與前方車輛的距離是否在安全車距以外。具體方法大體上分為基于視覺傳感器和基于雷達(dá)傳感器兩類其中基于視覺傳感器的檢測(cè)判斷方法主要是通過分析CCD攝像機(jī)獲取的路面圖像信息來搜索汽車；而基于雷達(dá)傳感器的安全車距判斷主要是利用雷達(dá)成像原理來進(jìn)行的?；诼访鎴D像信息的方法易受外界環(huán)境的影響，而基于雷達(dá)傳感器的方法需要在汽車上安裝雷達(dá)，成本很高而且也易受外界環(huán)境影響，所以目前的實(shí)現(xiàn)方法還主要是基于圖像處理領(lǐng)域。

檢測(cè)車道；信息；行車安全；交通

近年交通事故頻發(fā)，人均車輛增多，行車安全問題越來越被人們重視。安全行車，就是保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)，安全保障社會(huì)的穩(wěn)定和發(fā)展，安全從我做起，每一個(gè)駕駛員都要有安全行車的意識(shí)。本項(xiàng)目成果可以有效的提高駕駛員安全行車的意識(shí)以及規(guī)避一些駕駛員未發(fā)現(xiàn)的行車失誤。

1　安全行車概念

通過CCD攝像頭攝入車輛前方道路狀況,由計(jì)算機(jī)進(jìn)行主要的數(shù)據(jù)處理,以現(xiàn)有的車牌定位技術(shù)為基礎(chǔ)計(jì)算車牌面積,根據(jù)透視原理判斷車輛間是否保持安全距離.當(dāng)距離過近時(shí),系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)提醒駕駛員保持車距.

2　安全行車助手的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

2.1車道檢測(cè)

(1)利用攝像頭提取車道線。由于該車載導(dǎo)航系統(tǒng)僅僅使用攝像機(jī)作為單一傳感器，無法獲得轉(zhuǎn)向角等其他參數(shù)，所以本文采用的狀態(tài)方程模型為簡(jiǎn)單的動(dòng)力系統(tǒng)模型：

式中：可是車輛沿著水平地面上豎直方向行駛的速度；t是當(dāng)前幀捕獲的瞬間時(shí)刻；向量，=[r(1)，r(2)，r(3)，r(4)]是用于描述環(huán)境中各項(xiàng)干擾的隨機(jī)向量；At表示連續(xù)兩幀之間的時(shí)間差。從式(19)可以看出，在車輛行駛過程中，車道線的曲率參數(shù)，切線方向參數(shù)，以及車道線的寬度變化量很小，而參數(shù)釓隨著車輛的行駛進(jìn)行實(shí)時(shí)更新。

(2)車道線跟蹤算法。車道線的跟蹤算法可以改進(jìn)檢測(cè)的速度，同時(shí)提高檢測(cè)的精度。為了減小圖像上各種因素的干擾，本文使用了基于粒子濾波器的跟蹤算法。所謂粒子，是形容尺度極小的濾波器，可認(rèn)為是一個(gè)代表了目標(biāo)狀態(tài)中的一個(gè)點(diǎn)。所謂濾波，是指可以“濾出”目標(biāo)的當(dāng)前狀態(tài)，在估計(jì)理論中也指由當(dāng)前和以前的觀測(cè)值來估計(jì)目標(biāo)當(dāng)前的狀態(tài)。粒子濾波方法的使用非常靈活，容易實(shí)現(xiàn)，具有并行結(jié)構(gòu)，相當(dāng)實(shí)用。

2.2車距檢測(cè)

(1)超聲波檢測(cè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要要求實(shí)現(xiàn)車距的自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警功能的設(shè)計(jì)，經(jīng)過比較，決定使用超聲波傳感器來實(shí)現(xiàn)測(cè)量。系統(tǒng)在分析可行性、可靠性的基礎(chǔ)上，參照工程設(shè)計(jì)方法，確立了結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的思路。設(shè)計(jì)了一套超聲波檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種基于AT89C52單片機(jī)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)，它根據(jù)超聲波在空氣中傳播的反射原理,以超聲波傳感器為接口部件，應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)和超聲波在空氣中的時(shí)間差來測(cè)量距離。

(2)組成模塊。該系統(tǒng)主要由主控制器模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊、顯示模塊和報(bào)警模塊等五個(gè)模塊構(gòu)成。設(shè)計(jì)利用51單片機(jī)系統(tǒng)的I/O口，使超聲波傳感器發(fā)出40KHz的超聲波，反射回來的超聲波信號(hào)，經(jīng)過放大和整形電路進(jìn)入單片機(jī)，比較調(diào)試后確定其對(duì)應(yīng)的距離，完成測(cè)距?？蓪?shí)現(xiàn)5米內(nèi)測(cè)距，盲區(qū)7厘米，使用LED顯示測(cè)量距離，當(dāng)距離小于一定值時(shí)發(fā)出報(bào)警的聲音。基于單片機(jī)控制的超聲波測(cè)距系統(tǒng)，增強(qiáng)了超聲波的抗干擾能力，減少了人為計(jì)算給測(cè)距帶來的誤差，簡(jiǎn)化了外圍接口電路，解決了生活中測(cè)距方面帶來的不便。

3　安全行車助手的應(yīng)用

3.1基于單片機(jī)控制的超聲波測(cè)距系統(tǒng)，增強(qiáng)了超聲波的抗干擾能力，減少了人為計(jì)算給測(cè)距帶來的誤差，簡(jiǎn)化了外圍接口電路，解決了生活中測(cè)距方面帶來的不便。

3.2距離的自動(dòng)檢測(cè)主要是主要應(yīng)用于倒車提醒、建筑工地、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)等的距離測(cè)量。超聲波在測(cè)距方面應(yīng)用十分廣泛。比如測(cè)量水的深度，水中魚群的位置，金屬探傷，測(cè)厚，還有汽車倒車防撞等等。

項(xiàng)目名稱：安全行車助手項(xiàng)目編號(hào)：15NSD-140

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張浩博(1986-)，男，漢族，河北石家莊市人，在校本科生，內(nèi)江師范學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)學(xué)院軟件工程專業(yè)。

F530.8

A

1671-1602(2016)16-0219-01