基于北斗車載終端的主動交通安全預(yù)警機制的研究.pdf

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

2、帶來很大的市場發(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)上的主動安全預(yù)警機制。現(xiàn)我國正大力推動北斗導航在民用領(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,又可滿足市場發(fā)展需求。
　　車載終端本身應(yīng)首先具備定位導航、實時監(jiān)控的功能,滿足交通運輸行業(yè)對運載車輛監(jiān)控、管理的需求。該功能的實現(xiàn)主要需要以下幾個模塊的支持:定位模塊、通信模塊、主控單元和在線服務(wù)平臺。定位模塊負責定位數(shù)據(jù)接收、解析、發(fā)送與存儲;通

3、信模塊負責GPRS數(shù)據(jù)的傳輸,實現(xiàn)終端與在線服務(wù)平臺的信息交互;主控單元包含CPU、Flash、時鐘電路等,通過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)平臺則負責顯示、監(jiān)控車輛的實時位置。
　　本文提出的主動安全預(yù)警機制主要是指前向避撞功能、駕駛員行為監(jiān)測功能和車輛潛在故障檢測功能。要在車載終端的基礎(chǔ)上實現(xiàn)該預(yù)警功能,需增加微波測距雷達、霍爾式測速儀、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)警安全距離的計算和車輛CAN總線故障信息的處理功能;在線服務(wù)平臺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)庫信息。
　　根據(jù)車輛的實際制動過程,得出自車與前車的制動距離,建立主動安全距離模型。結(jié)合微波測距雷達測得前車與自車的車間距、相對速度,及霍爾式測速傳感器測得自車車速信息,得出預(yù)警安全距離wd。當車間距小于wd時,自動觸發(fā)聲音預(yù)警,提醒駕駛員減速,以此實現(xiàn)前向避撞功能。
　　駕駛員行為的

5、監(jiān)測需在駕駛艙內(nèi)安裝一臺CCD攝像機,實時采集駕駛員的面部圖像。經(jīng)過圖像去噪、光線補償、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現(xiàn)面部特征器官的模板匹配,然后對人眼進行睜眼、閉眼模板匹配和疲勞檢測。疲勞檢測采用PERCLOS原理,當PERCLOS值大于15％,且維持時間大于3s時,觸發(fā)疲勞狀態(tài)預(yù)警,以此實現(xiàn)駕駛員的行為監(jiān)測功能。
　　車輛潛在故障檢測則主要依靠CAN總線采集模塊和在線服務(wù)平臺。CAN總線采集模塊實時采

6、集車輛CAN狀態(tài)信息,在線服務(wù)平臺根據(jù)車輛型號調(diào)用CAN數(shù)據(jù)解析協(xié)議數(shù)據(jù)庫和故障信息數(shù)據(jù)庫,進行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,以此實現(xiàn)故障檢測功能。
　　本文提出的基于北斗車載定位終端的主動安全預(yù)警機制,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,有力的降低了主動安全技術(shù)的成本,很有實用價值。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),有力帶動運輸行業(yè)的服務(wù)