车辆防剐蹭预警系统的应用_陈墉禧.pdf
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1、2023 年 1 月 Jan 2023Digital Technology&Application第 41 卷 第 1 期Vol.41 No.1数字技术与应用207中图分类号:TP277文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2023)01-0207-03DOI:10.19695/12-1369.2023.01.63车辆防剐蹭预警系统的应用*广东警官学院陈墉禧黄沐杰吴宇帆曾伟棋郑淙允随着国内外道路车辆增加,停泊车辆剐蹭事故的发生频率增高,对此类事故的警力资源分配也相应增加。但因车辆摄像记录的仪器和城市道路监控的不完善,停泊的车辆在拍摄盲点或监控录像模糊的地带发生剐蹭事故后,警方和车主难以
2、通过监控录像来提供事发时间与地点。为突破此类案件难点,本团队研发的车辆防剐蹭预警系统针对剐蹭事故数据记录的完善度与精确度,结合信息技术,超声波测距技术与 360车载环视监控技术,协助警方与车主及时处理车辆刮蹭事故,有利于警力资源的节省和合理分配,同时对国内外的汽车附属品发展方向有一定参考意义。我国道路交通事故总量一直呈上升趋势,从 2008 年的 176 万起一直增加到 2018 年的 1026 万起,根据其演变的趋势,可预知到 2020 年将在 1026 万起的基础上进一步增大。伴随着人民生活质量的提高,国家的汽车保有量逐年上涨,道路交通安全事故的总量也会随之升高。近年来,配置行车记录仪与车
3、载摄像头的车辆数目大幅上升,城市道路上的路摄范围不断扩大,这使得车辆状态的相关数据记录逐步完善,这些对车辆状态的监测方法让交警在调查案件时可依据数据增多,为交警处理案件提供了数据保证。1 系统工作基理1.1 系统模块组成该系统由超声波测距模块、监控系统控制模块、全景摄像模块以及车辆数据记录模块共 4 个模块组成,并采用简单的 IF 算法将监控系统控制模块与超声波测距模块、全景摄像模块和车辆数据记录模块分别连接起来,4个模块呈一条单线系统进行运作。全系统能够统一在车辆上进行安装。1.1.1超声波测距模块工作原理简析超声波测距模块由覆盖全车车身的超声波测距技术来进行对车外物体与车身之间距离的测量。
4、收集超声波传播的时间数据,再利用超声波在介质中的传播速度计算出超声波的传播距离。此类技术只需利用 51 单片机及 HC-SR04 超声波测距模块1即可测出目标距离。HC-SR04 超声波测距模块内配置了超声波的发射器与接收器,计时器使用自适应滤波器通过 LMS 自适应时延估计算法计时。超声波发射器发射一组高频声波,计时器同步计时,当声波在传播途中遇到物体后会被反弹,返回的声波再由超声波接收器进行接收,计时器停止计时,利用声波的传播速度与计时器得到的时间数据计算可以得到所测距离。1.1.2360车载环视监控模块工作原理简析全景摄像头由 4 组鱼眼摄像头组成,对不同方位的近距离车外现时状况进行监控
5、,将这 4 个摄像头获取的图像通过图像拼接技术进行拼接,可对车辆周围的现实状况进行 360的全景重建,直接得到车外近距离无盲区无死角的全景鸟瞰图,以此来克服传统监视装置中存在视野盲区的问题,且图像拼接的计算速度大大提高2。1.1.3车辆数据记录模块工作原理简析行车记录仪在保障原有功能的同时,加入实时采集车辆的时间信息、位置信息与图片信息,进行交通行驶相关的数据处理,并上传至储存云中心的功能。上传的剐蹭事故发生可能的时间信息、位置信息与图片信息也能够另外储存,以便提供给交警进行调查处理。1.2 整体系统工作原理简析当超声波测距模块测出两者距离小于某一个可能发生剐蹭事故的距离的时候,监控系统控制模
6、块会下达指令让收稿日期:2022-09-15*基金项目:本文系 2021 年广东省科技创新战略专项资金(“攀登计划”专项基金)立项项目(pdjh2021b0358);2021年大学生创新创业训练计划立项项目(XJ20210028)作者简介:陈墉禧(2001),男,广东揭阳人,本科,研究方向:治安学。数字技术与应用 第 41 卷208GPS 系统与时间计时器将事发时的车辆的地理位置信息反馈给行车记录仪中的信息储存模块,由信息储存模块快速精准地记录下事发的地理位置信息与时间信息,待交警接到该车辆的剐蹭案件报案后,可直接调查车内行车记录仪记录的剐蹭事故发生可能的时间信息、位置信息,并依据记录的信息调
7、用剐蹭事故发生地最近的街道摄像头或路面摄像头在剐蹭事故发生可能的时间的画面进行调查,从而极大地缩小交警的调查范围,加快交警的办案速度。在超声波测距模块检测到车外物体与车身的距离过小时,监控系统控制模块也可下达指令触发全景摄像头运行,记录车辆外部的实时影像,行车记录仪会将拍摄的视频文件储存入云中心中。使得在无监控摄像头路段的情况下交警也可根据车主提供的全景摄像头的录像可直接确认肇事人身份。2 超声波测距技术相关理论2.1 超声波测距技术的工作原理超声波测距原理是利用声波与障碍物剐蹭后会发生反射的特性,通过测量声波在两个物体间来回运动所需的时间,再利用声波在空气介质中的已知音速,通过公式 S=1/
8、2vt 即可得出所需测量的距离结果。v 为空气中声波的传播速度,v=340m/s;t 为声波在空气介质中来回传播运动所需的时间。2.2 超声波测距模块的总体架构2.2.1超声波测距模块的组成超声波测距系统主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接收程序及显示子程序组成。超声波发射模块和接收模块是由工作性能稳定,操作简易方便且性价比极高的单片机控制系统 51 系列 AT89C51 单片机和测距范围广,精度高且具有测距精度能达到 3mm 的非接触式距离感测功能的 HC-SR04 超声波测距模块3共同组成。显示模块采用的是 LCD1602,该系统的数据处理技术较前卫,处理出的数据可靠性与准确性较高且操
9、作简易,除此之外,该系统会自主过滤出实时有用的数据且会在第一时间反馈到显示器上,车主可以非常直观地看到各项相关的实时数据。2.2.2超声波测距模块的电路设计单片机和关键子模块路是超声波测距系统的硬件部分,在硬件电路中,每个模块独立工作,其中传感器的驱动电路可放大低压脉冲信号,而后作用于超声波换能器,换能器利用低压脉冲信号将电能转化为声能,从而实现超声波的发射4。当超声波与物体剐蹭后产生的反射波经过换能器时,声能再次转换为电能,成为电压信号,此时便完成了超声波的发射及接收工作。回波信号处理电路的作用是对超声波剐蹭后产生的反射波进行处理,增强反射波中信号微弱的部分,随后利用滤波器对声波进行降干扰降
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