何丙祿

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，車輛的數(shù)量也越來越多，然而車輛行駛到彎道處，由于存在盲區(qū)，變成交通事故的頻發(fā)地，基于此，設(shè)計了一種預(yù)險警示車，該車是以STM32微處理器為控制核心，搭載外圍的GPS模塊，4G模塊，上位機以及語音播報模塊等，采集每輛車的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，利用測距算法來計算兩輛車的距離，實時更新，當(dāng)兩車的距離小于某一值的時候，語音播報提醒預(yù)警，此功能主要是針對山區(qū)使用或者是車輛少，但是視野不開闊的地區(qū)，除此之外此功能是主動開啟的，會在進(jìn)入目標(biāo)地區(qū)時進(jìn)行提醒是否要打開，避免了在車輛較多情況下不斷的提醒，干擾駕駛。

關(guān)鍵詞：微處理器;GPS;4G模塊預(yù)險警示

中圖分類號：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.09.094

1 引言

利用GPS技術(shù)對車輛和車輛前方的車輛物進(jìn)行定位，根據(jù)經(jīng)緯度，利用算法算出車輛與障礙物之間的距離，從而使得上位機發(fā)生相應(yīng)的報警，給司機留下足夠的時間來做出相應(yīng)的判斷，以減少事故的發(fā)生。

2 預(yù)險警示車原理

我們預(yù)想設(shè)計出一款車載終端軟件系統(tǒng)，借助GPS技術(shù)，通過車載終端接收模塊中的GPS接收機獲得定位衛(wèi)星信號，通過單點計算處理出用戶的經(jīng)緯度，依照特點的數(shù)據(jù)格式將信息數(shù)據(jù)輸出并傳送至車載終端的微處理器處理器;繼而實時顯示車輛所在位置，用GPS得到的兩車經(jīng)緯度計算出來兩車距離，通過控制模塊把距離信息發(fā)送給處理器，利用微處理器設(shè)定好的程序，當(dāng)兩輛車車距小于等于安全距離時，距離誤差排除后，將發(fā)出警報提醒雙方駕駛員前方路程有車要減速小心行駛。本實用新型能夠有效解決目前山區(qū)公路中由于視野問題狹隘、來不及緊急制動而引起車輛相撞的交通事故等問題。

2.1 兩車間車距計算思路

GPS獲得的信息主要是經(jīng)緯度信息，預(yù)想警示車是通過GPS不斷的采集經(jīng)緯度信息，將這些信息進(jìn)行實時的分析處理，計算出兩個經(jīng)緯度點之間的位置距離，即兩個車輛之間的距離;其次是對不同地點的經(jīng)緯度信息進(jìn)行一個定義，比如北緯為“正+”，南緯為“負(fù)—”;系統(tǒng)通過對這些信息和本車的實時經(jīng)緯度信息進(jìn)行動態(tài)處理，可獲得每一時刻的最新車距信息。首先對經(jīng)緯度信息進(jìn)行格式定義，定義維度信息北緯為“正（+）”，南緯為“負(fù)（-）”;維度信息東經(jīng)為“正（+）”，西經(jīng)為“負(fù)（-）”。地球大約40008千米，則平均維度1度大約為111km。則每萬分之一單位代表距離等于11.1m，即可滿足系統(tǒng)精度需求?？傻脺y距模型：

S=√[（E2-E1）a] 2[（W2-W1）a]2

公式中字母的含義為，E1表示自己所在的車輛經(jīng)度位置信息，E2表示其他的車輛的經(jīng)度位置信息，同理，W1表示自己所在的車輛經(jīng)度位置信息，W2表示其他的車輛的經(jīng)度位置信息， a是經(jīng)緯度10代表長度，約1.11x105m。當(dāng)然也有一些特別的情況，比如在東經(jīng)180分界區(qū)域，需在運算前進(jìn)行經(jīng)度換算運算。用上述測得測距模型對得到的兩個經(jīng)緯度進(jìn)行計算出車間移動距離。

2.2 車輛運行方向的判斷

在現(xiàn)實中，往往不止兩輛車，會有很多的車輛，這樣就需要對車輛的位置進(jìn)行一個分析比對，比如一輛車的周圍會有很多車，有的是與自己車輛運行方向相同，有的是與自己車輛運行方向相反，這兩種不同的方向造成的經(jīng)緯度方向的變化也是完全不同的，于是設(shè)一輛車在不同時間的經(jīng)緯度信息列一個矩陣為[I1，J1]，[I2，J2]…[In，Jn]，通過判斷[In，Jn]的正負(fù)，并與[In-1，Jn-1]的值進(jìn)行比較，可判別這輛車大致的行駛方向，同時用矩陣[EW SN]表示一輛車行駛方向，其中E東、W西、S南、N北分別表示四個方向，設(shè)一輛車運行的方向為1，當(dāng)其與其他車行駛的相同時，就代表兩輛車運行方向與矩陣相減，可以得到一個零矩陣。通過對零矩陣的判斷，就可以知道自己的而車輛與其他車輛的運行方向，除此之外還能知道車輛在自己的車輛的前方還是后方。

3 工作流程圖

圖1 工作流程

4 預(yù)險警示車軟件及硬件的介紹

4.1 核心控制模塊[STM32F4xx微處理器]

STM32F4xx是一款功能很強大的微處理器，我們能利用的有IO口，ADC模塊，IIC總線，CAN等等方面，內(nèi)存空間很大，處理速度也是非常的快，對于我們的作品是十分的適用，相比較于其他的微處理器，其代碼的移植性很高，性價比也很高。

4.2 GPS模塊原理圖

GPS模塊靈敏度高，功耗非常的低，GPS芯片的功能十分強大。一個GPS可以同時追蹤20顆左右的衛(wèi)星，并可以迅速確定，并擁有1 Hz導(dǎo)航更新速度。

4.3 4G模塊

4G模塊主要是通過USB接口與外界連接，除此之外還有，AT指令接口，LOG接口，Modem接口和虛擬網(wǎng)絡(luò)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信功能。

4.4 語音模塊

在作品中用的主要是MP3模塊，通過存儲卡中的語音信息，可以使其在外接擴(kuò)音器的情況下可以重復(fù)播報這句話，當(dāng)然，在作品中還是要通過程序來操控。

5 結(jié)論

此方案相較于其他的得方案而言，具有成本低，結(jié)構(gòu)簡單，精確度高的優(yōu)點;此軟件系統(tǒng)在車輛位置快速移動的時候，通信能力很強，傳輸速率穩(wěn)定的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)

[1]劉放.基于交通沖突技術(shù)的交織區(qū)交通安全評價[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2016，37（01）.