張浩博

(內(nèi)江師范學院，四川 內(nèi)江 641100)

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安全行車助手

張浩博

(內(nèi)江師范學院，四川 內(nèi)江 641100)

機器視覺技術(shù)的引入使汽車行業(yè)進入智能車輛的時代。為了提升汽車的主動安全，提出了對安全車距的智能檢測技術(shù)。首先依據(jù)車道線位置的特殊性進行車道識別。然后利用遺傳算法確定最優(yōu)閾值來進行道路分割。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。實驗結(jié)果表明：此種算法能夠在保證實時性的同時準確判斷出安全結(jié)果。

隨著智能交通系統(tǒng)的發(fā)展對智能車輛輔助駕駛系統(tǒng)的研究已成為一個重要的研究方向。安全車距的智能檢測技術(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傳感器兩類其中基于視覺傳感器的檢測判斷方法主要是通過分析CCD攝像機獲取的路面圖像信息來搜索汽車；而基于雷達傳感器的安全車距判斷主要是利用雷達成像原理來進行的?；诼访鎴D像信息的方法易受外界環(huán)境的影響，而基于雷達傳感器的方法需要在汽車上安裝雷達，成本很高而且也易受外界環(huán)境影響，所以目前的實現(xiàn)方法還主要是基于圖像處理領(lǐng)域。

檢測車道；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，就是保護人們的生命和財產(chǎn)，安全保障社會的穩(wěn)定和發(fā)展，安全從我做起，每一個駕駛員都要有安全行車的意識。本項目成果可以有效的提高駕駛員安全行車的意識以及規(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,由計算機進行主要的數(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.當距離過近時,系統(tǒng)將發(fā)出警報提醒駕駛員保持車距.

2　安全行車助手的設(shè)計結(jié)構(gòu)

2.1車道檢測

(1)利用攝像頭提取車道線。由于該車載導航系統(tǒng)僅僅使用攝像機作為單一傳感器，無法獲得轉(zhuǎn)向角等其他參數(shù)，所以本文采用的狀態(tài)方程模型為簡單的動力系統(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是當前幀捕獲的瞬間時刻；向量，=[r(1)，r(2)，r(3)，r(4)]是用于描述環(huán)境中各項干擾的隨機向量；At表示連續(xù)兩幀之間的時間差。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行實時更新。

(2)車道線跟蹤算法。車道線的跟蹤算法可以改進檢測的速度，同時提高檢測的精度。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，可認為是一個代表了目標狀態(tài)中的一個點。所謂濾波，是指可以“濾出”目標的當前狀態(tài)，在估計理論中也指由當前和以前的觀測值來估計目標當前的狀態(tài)。粒子濾波方法的使用非常靈活，容易實現(xiàn)，具有并行結(jié)構(gòu)，相當實用。

2.2車距檢測

(1)超聲波檢測系統(tǒng)。本設(shè)計主要要求實現(xiàn)車距的自動檢測與報警功能的設(shè)計，經(jīng)過比較，決定使用超聲波傳感器來實現(xiàn)測量。系統(tǒng)在分析可行性、可靠性的基礎(chǔ)上，參照工程設(shè)計方法，確立了結(jié)構(gòu)化設(shè)計的思路。設(shè)計了一套超聲波檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種基于AT89C52單片機的超聲波測距系統(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，應用單片機技術(shù)和超聲波在空氣中的時間差來測量距離。

(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、顯示模塊和報警模塊等五個模塊構(gòu)成。設(shè)計利用51單片機系統(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，經(jīng)過放大和整形電路進入單片機，比較調(diào)試后確定其對應的距離，完成測距?？蓪崿F(xiàn)5米內(nèi)測距，盲區(qū)7厘米，使用LED顯示測量距離，當距離小于一定值時發(fā)出報警的聲音。基于單片機控制的超聲波測距系統(tǒng)，增強了超聲波的抗干擾能力，減少了人為計算給測距帶來的誤差，簡化了外圍接口電路，解決了生活中測距方面帶來的不便。

3　安全行車助手的應用

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

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

項目名稱：安全行車助手項目編號：15NSD-140

[1]劉富強.一種基于視覺的車道線檢測與跟蹤算法[J].同濟大學學報,2010.02

[2]漆月.一種基于視頻傳感器的嵌入式車距測試系統(tǒng)[J].西南師范大學學報,2010.(37)

[3]郁梅，郁伯康.智能交通系統(tǒng)中的計算機視覺技術(shù)應用Ⅱ]計算機工程與應用，2001，37(10)：101—103.

[4]王榮本，郭烈，金立生，等智能車輛安全輔助駕駛技術(shù)研究近況u].公路交通科技，2007，24：107—111.

[5]王斌，劉昭度，何瑋，等l車用測距雷達研究進展卟傳感器與微系統(tǒng)，2006，25(3]：7—9.

[6]劉國峰，辛曉輝.車牌定位常見技術(shù)介紹與分析[J].電腦知識與技術(shù)，2006(8)：105—107.

[7]薛麗霞，汪林林，王佐成.基于云的過渡區(qū)提取與圖像分割算法_J].西南大學學報：自然科學版，2007(7)：163

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

F530.8

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1671-1602(2016)16-0219-01