陸靜怡 王振宇 邵和義

摘 要：目前在大城市中車輛越來越多，尤其是大型車輛，由于駕駛室在左邊，大型車輛在右拐彎的時候由于內(nèi)輪差的因素有很大的視野盲區(qū)，為了減少交通事故的發(fā)生，本文設(shè)計提出了一種大型車輛右拐彎盲區(qū)檢測系統(tǒng)。利用投影技術(shù)在盲區(qū)內(nèi)投影出車輛的拐彎盲區(qū)，對在盲區(qū)內(nèi)或在盲區(qū)附近的車輛進行提示，并通過紅外主動掃描檢測車輛拐彎盲區(qū)，當檢測盲區(qū)內(nèi)有人，通過語音提示進入盲區(qū)的車輛及行人注意安全，同時也會提示駕駛員盲區(qū)內(nèi)有車輛或行人，并將右方盲區(qū)影像顯示在顯示器上，方便駕駛員觀察。

關(guān)鍵詞： 大型車輛;拐彎盲區(qū);盲區(qū)檢測;預(yù)警

文章編號： 2095-2163（2019）03-0321-03 中圖分類號： TP277 文獻標志碼： A

0 引 言

目前，道路交通安全已經(jīng)成為備受社會各界矚目的熱點與焦點議題。其中，有關(guān)大型車輛的安全行駛在近年來則吸引了眾多研究學者的關(guān)注和重視。這是因為大型車輛軸距很長，難以操控，盲區(qū)較大，尤其在大型車輛轉(zhuǎn)彎時，由于車輛拐彎內(nèi)輪差的存在，會導(dǎo)致車體內(nèi)側(cè)將近有2 m的范圍內(nèi)司機是看不到的。國內(nèi)的車輛駕駛員都是在左側(cè)，在左轉(zhuǎn)彎時，駕駛員通過左側(cè)后視鏡可以看到左側(cè)區(qū)域，基本沒有盲區(qū)，但是在右轉(zhuǎn)彎時，由于駕駛室內(nèi)部橫向較寬，造成右側(cè)盲區(qū)巨大，駕駛員是無法通過后視鏡觀察到盲區(qū)的。盲區(qū)的形成如圖1所示。

由圖1可見，由于車輛軸距較大，前輪行駛的軌跡是白色線，后輪行駛的軌跡是黃色線，這種內(nèi)輪和外輪拐彎時候差距稱之為內(nèi)輪差，在內(nèi)輪差的區(qū)域內(nèi)（紫色區(qū)域）司機是完全無法觀察到的。研究可知，車輛的軸距越大，盲區(qū)就越大。這種現(xiàn)象也潛藏著發(fā)生交通事故的風險與隱患。

車輛的拐彎盲區(qū)和車體長度以及拐彎的距離有關(guān)系。假設(shè)車體長度為X，轉(zhuǎn)彎的距離為Y，則車輛拐彎時轉(zhuǎn)過的角度為[1]：360*X/（Y*3.14*2）。

為此，危險區(qū)域距離車頭的距離為：Y*cos（360*X/（Y*3.14*2））-1.6+2。

故而，危險區(qū)域距離車體右側(cè)的距離為：Y*sin（360*X/（Y*3.14*2））+2-2.494。

在此基礎(chǔ)上，亟需設(shè)計一種主動檢測盲區(qū)的設(shè)備，檢測車輛盲區(qū)內(nèi)部是否有人，如果有人就主動提示駕駛員和行人，同時在盲區(qū)投影出影像。本文擬對此展開研究論述如下。

1 設(shè)計原理

本次設(shè)計原理是通過紅外傳感器檢測盲區(qū)，當檢測到盲區(qū)有物體時會自動提示駕駛?cè)藛T盲區(qū)內(nèi)有行人或者車輛，同時車外部的警示燈也會亮起、且同步發(fā)出提示，這是通過語音模塊實現(xiàn)的。為了讓行人及其它車輛在行駛時能看到車輛的盲區(qū)有多大，在車輛的右拐彎區(qū)域會利用投影燈在盲區(qū)內(nèi)投影出一批紅色網(wǎng)格，同時在地面上投射出“注意盲區(qū)”的字樣，讓行人注意觀察。盲區(qū)的投影面積和車輛的拐彎角度成正比。為了達到這一目的，系統(tǒng)將通過連桿機構(gòu)帶動投影燈轉(zhuǎn)動調(diào)整投影角度。研發(fā)得到的系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)如圖2所示。

2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

本次研發(fā)系統(tǒng)包括多個部分，主要有：拐彎檢測電路、車輛及行人檢測電路、中央處理器模塊、投影模塊、語音提示模塊，警示監(jiān)視模塊。對此可做探討詳述如下。

（1）拐彎檢測電路。綜合前述分析可知，研究中需要設(shè)置一個檢測開關(guān)來檢測車輛是否拐彎。具體來說，本次研究中的車輛拐彎是通過干簧管元件來檢測的，當車輛拐彎時帶動磁鐵運動，當拐彎達到一定角度時，磁鐵就會靠近干簧管，干簧管觸發(fā)后則可啟動檢測系統(tǒng)。

本次項目中的磁鐵是和干簧管配合使用的，當車輛拐彎時磁鐵會跟隨拐彎軸運動，一旦運動到距離干簧管較近時，就會觸發(fā)干簧管，使干簧管導(dǎo)通，此時就可以判斷出車輛已開始拐彎了。

（2）中央處理器模塊。這是處理各種傳感器信息，并對語音提示系統(tǒng)和投影系統(tǒng)進行控制的系統(tǒng)核心單元，本文中采用了Arduino開發(fā)板。該開發(fā)板集成設(shè)計后的樣品外觀如圖3所示。

（3）投影模塊。是用來在盲區(qū)投射出一條紅色的警示線，用于警告行人及車輛“此處是盲區(qū)，不要進入”。

（4）車輛及行人檢測電路。本次研究檢測采用了紅外傳感器，用于檢測是否有車輛及行人進入盲區(qū)。當檢測到有行人及車輛進入盲區(qū)時，會通過語音提示系統(tǒng)提示行人注意盲區(qū)，同時提示駕駛員注意有車輛進入盲區(qū)。語音提示系統(tǒng)采用了ISD1820語音芯片，而聲音是通過喇叭播放出去。

（5）警示監(jiān)視模塊。這是用來提示駕駛員及行人已經(jīng)進入盲區(qū)的一種設(shè)備，提示行人采用的是警示燈，提示駕駛員采用的是后方監(jiān)視器。

3 系統(tǒng)應(yīng)用測試

本設(shè)備在使用前要首先打開設(shè)備電源，系統(tǒng)才可工作。

當車輛直行時，拐彎檢測電路未開啟，此時其它模塊處于關(guān)閉狀態(tài)，系統(tǒng)不檢測盲區(qū)。當車輛右轉(zhuǎn)彎時，拐彎檢測電路開啟，紅色警示燈亮起，同時投影模塊開啟，車輛的右方會出現(xiàn)盲區(qū)投影的畫面，警示行人注意安全，此時如有行人或小型車輛進入盲區(qū)，就會被車輛及行人檢測模塊檢測到，這時裝置就會發(fā)出語音報警提醒路人，而且駕駛室內(nèi)的語音報警模塊也會發(fā)出語音提醒司機有路人進入了盲區(qū)。

在系統(tǒng)測試過程中，研究得到的地面生成的盲區(qū)投影區(qū)效果如圖4所示。

4 結(jié)束語

目前市場上對于大貨車的盲區(qū)檢測及預(yù)警問題，已經(jīng)推出多種解決方案。本文的研究旨在為此問題提供有效參考與借鑒。研究中提出了一種雙向主動檢測方案，通過紅外掃描盲區(qū)內(nèi)的路況，一旦發(fā)現(xiàn)有人就雙向提醒司機和行人，并且通過激光投影技術(shù)在路面上投影出盲區(qū)區(qū)域?？傮w而言，本文具有如下創(chuàng)新點：

（1）有效檢測到了大型車輛拐彎的盲區(qū)，并提示司機，滿足了本次研發(fā)需求。

（2）可以在盲區(qū)內(nèi)進行有效投影，以此提醒行人和車輛及時閃避可能出現(xiàn)的危險與傷害。

（3）當有行人走近盲區(qū)的時候，會發(fā)出提示音，讓行人盡快離開盲區(qū)，大大地降低了路面交通的出行風險。

參考文獻

[1]劉長明. 重型車右轉(zhuǎn)彎動態(tài)盲區(qū)-兩種特殊情形的分析與計算[J]. 重型汽車，2017（5）：5-6.

[2] 熊慶偉，陳星旭. 車輛制動器運行狀態(tài)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計[J]. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2019（3）：79-83.

[3] 曹景勝，劉雨繁，郝亮，等. 基于轉(zhuǎn)向內(nèi)輪差探測的預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 計量技術(shù)，2019（1）：29-31.