面向車聯(lián)網(wǎng)的車載智能終端及其實(shí)現(xiàn)探究

范晶晶

摘要：近年來，面向車聯(lián)網(wǎng)的車載智能終端及其實(shí)現(xiàn)探究得到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對(duì)相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了系統(tǒng)功能的需求，并結(jié)合相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分別從多個(gè)角度與方面就車載智能終端軟件主要的技術(shù)展開了研究。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)；車載智能終端；實(shí)現(xiàn)；探究

一、概述

車聯(lián)網(wǎng)是指通過無線射頻識(shí)別技術(shù)利用信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)所有的車輛信息均可以進(jìn)行信息提取，平臺(tái)為汽車提供監(jiān)管與綜合服務(wù)。在車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組成中，智能終端主要是指汽車或人需要通過車聯(lián)網(wǎng)來得到相應(yīng)服務(wù)的實(shí)體，基礎(chǔ)設(shè)施包括信息采集點(diǎn)、交通設(shè)施等，而交通管理與控制則主要是區(qū)域控制實(shí)體，如交通控制中心等。

二、系統(tǒng)功能的需求介紹

第一是對(duì)汽車與前后車輛間的距離進(jìn)行判斷測(cè)量，設(shè)置安全距離，當(dāng)距離低于安全距離時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警，提醒駕駛員進(jìn)行注意，避免過近的距離造成追尾，目前在某汽車品牌應(yīng)用中，已經(jīng)開始使用自動(dòng)減速功能，在汽車識(shí)別到前車突然剎車時(shí)，由于駕駛員無法在短時(shí)間內(nèi)判斷，汽車智能系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)減速，避免發(fā)生碰撞；第二是數(shù)據(jù)的先期處理。車載終端能夠?qū)ζ嚨腉PS信息、采集到的圖像信息進(jìn)行預(yù)處理，這其中主要包括對(duì)圖像壓縮編碼的處理與GPS信息的準(zhǔn)確校正。第三是進(jìn)行數(shù)據(jù)與控制中心的上傳。目前數(shù)據(jù)主要有兩種形式，媒體流與指令流，前者主要包括圖像流與音頻流，后者主要包括車載智能終端的登錄信息、車輛自身的運(yùn)行等信息流。第四是語音呼叫。目前駕駛員在遇到特殊情況時(shí)，多是采用另外的非車載通信工具進(jìn)行呼叫，而通過車載系統(tǒng)時(shí)，駕駛員可以在極短的時(shí)間內(nèi)僅僅觸動(dòng)汽車的一個(gè)按鍵，就可以發(fā)出呼叫指令，車載終端會(huì)將車輛的位置信息與圖片進(jìn)行上傳，控制中心則會(huì)與救援中心高效聯(lián)系，大大提升救援效率。每一分鐘的耽誤都有可能會(huì)造成人員的傷亡，事故后的每一秒鐘對(duì)駕乘人員來說都是極寶貴的；第五是行車周圍的環(huán)境信息的采集。車載終端能夠?qū)μ鞖馇闆r、周圍的車輛信息進(jìn)行實(shí)時(shí)提取，天氣情況與車輛信息主要是由控制中心通過某傳輸途徑進(jìn)行發(fā)布，來源則是通過GPS位置的天氣預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)與其他車輛上傳的實(shí)時(shí)車輛數(shù)據(jù)；第六是車輛的定位與軌跡回收?？刂浦行幕虮O(jiān)控終端能夠?qū)δ耻囕v的實(shí)時(shí)位置進(jìn)行圖像查看，并可以對(duì)車輛的運(yùn)行軌跡進(jìn)行回放監(jiān)控，大大提高責(zé)任追溯，協(xié)助公安機(jī)關(guān)進(jìn)行特定信息采集。

三、車載智能終端軟件主要的技術(shù)

（一）基于單目視覺的車輛安全距離預(yù)警分析

在車輛高速運(yùn)行過程中，目標(biāo)數(shù)據(jù)主要為圖像的下半部分，這部分中，對(duì)于灰度、邊緣以及紋理方面都會(huì)有相對(duì)獨(dú)特的特征，有利于進(jìn)行分析，而上半部分的天空則不易被分析。本文通過裁減處理，重點(diǎn)對(duì)待處理區(qū)域進(jìn)行解析。通過對(duì)路面背景與路面標(biāo)線樣本進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)，路面背景的灰度值高于標(biāo)線的灰度值，而且路面背景在圖像中的比例要遠(yuǎn)高于標(biāo)線比例，在車道線與背景的邊緣處會(huì)有較大的灰度值起落。

在車輛前方圖像中解析出車道線信息，將會(huì)是視覺車輛輔助駕駛主動(dòng)安全性的基礎(chǔ)，目前車道的檢測(cè)技術(shù)主要是顏色檢測(cè)法。首先對(duì)白、黃顏色進(jìn)行HSV模型約束，尋找滿足條件的特征，對(duì)相似值進(jìn)行再度處理。除了以上算法，還可以基于灰度與形狀特征的車道識(shí)別進(jìn)行計(jì)算，首先是ROI提取，在圖像增強(qiáng)的處理下進(jìn)行二值化，通過連通標(biāo)記與邊界點(diǎn)探測(cè)，進(jìn)行線性擬合，通過這六個(gè)步驟，最終實(shí)現(xiàn)車道線的提取。

在得到路面的信息后，就需要對(duì)前方車輛進(jìn)行定位，車輛下的暗區(qū)將具有良好的可探測(cè)特征。最后進(jìn)行單目視覺測(cè)距。通過利用針孔模型，建立的坐標(biāo)系，由二維方向上的定位坐標(biāo)來計(jì)算出車輛與前方車輛的距離。

（二）車載智能終端采集圖像的JPEG編解碼分析

JPEG圖像壓縮首先會(huì)去掉圖像中的冗余信息，同時(shí)保留了圖像的有效信息，由于人眼的識(shí)別度，對(duì)高頻成分失真的敏感度差一些，所以可以進(jìn)行粗量化處理，對(duì)低頻分量進(jìn)行細(xì)量化處理。本系統(tǒng)采用有損壓縮，既可以消除掉沒有用的信息，同時(shí)也不會(huì)對(duì)人眼的識(shí)別產(chǎn)生較大的影響。在消除冗余方面，JPEG利用了DCT變換編碼、量化編碼與差分編碼技術(shù)，首先分塊處理，進(jìn)行離散性變換，對(duì)64個(gè)系數(shù)進(jìn)行編碼，對(duì)DC進(jìn)行差分編碼，對(duì)AC進(jìn)行行程編碼，最后進(jìn)行哈弗曼編碼。

（三）車載智能終端的數(shù)據(jù)通信分析

在車載智能終端設(shè)計(jì)中，需要實(shí)現(xiàn)車輛與車輛之間的數(shù)據(jù)傳輸，加快信息交換，將圖片信息與音頻信息進(jìn)行交互。通信是制約系統(tǒng)的一大因素，系統(tǒng)的性能將會(huì)受到直接的影響。有線通信方式在可靠性與實(shí)時(shí)性方面已經(jīng)非常成熟，但對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的汽車而言，顯然是不現(xiàn)實(shí)的，所以需要采用無線通信的方式進(jìn)行。無線通信方式在車聯(lián)網(wǎng)中主要有短距離無線與長(zhǎng)距離無線兩種通信技術(shù)。短距離的無線通信主要有射頻識(shí)別技術(shù)，需要在高速公路的沿線設(shè)立無數(shù)個(gè)基站，每隔一定的距離與車載終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)成本非常大。而遠(yuǎn)距離的無線通信方式則主要是GPRS、GSM、CDMA與3G技術(shù)，這幾種方式主要是基于目前國內(nèi)幾大通信運(yùn)營商模塊而形成的方式。如果通過GSM數(shù)據(jù)消息的方式進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度將會(huì)受到限制，傳輸長(zhǎng)信息時(shí)，會(huì)受到成本限制，而其他的通信方式也分別會(huì)有限制，3G無線通信是有別于普通的數(shù)據(jù)傳輸方式的。

四、結(jié)束語

通過對(duì)面向車聯(lián)網(wǎng)的車載智能終端的研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)工作良好實(shí)踐效果的取得，有賴于對(duì)其多項(xiàng)影響因素與關(guān)鍵環(huán)節(jié)的充分掌控，有關(guān)人員應(yīng)該從車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的客觀實(shí)際出發(fā)，研究制定最為符合實(shí)際的車載智能終端應(yīng)用實(shí)施策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭海燕.基于GPS的車輛監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（10）：60-62.