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智能交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案范文第1篇

智能交通系統(tǒng)深度集成了傳感技術(shù)、可視化技術(shù)、遠(yuǎn)程識(shí)別技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，為公眾提供交通信息、出行誘導(dǎo)、車流疏導(dǎo)等現(xiàn)代化服務(wù)。通過對(duì)城市交通中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用需求分析，探討基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)的功能構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)方案，就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市交通智能化服務(wù)中的應(yīng)用問題做出微薄貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng) 智能交通 智能化

我國(guó)城市現(xiàn)代化發(fā)展速度大大超越了城市交通的運(yùn)輸能力，為了滿足公民對(duì)城市交通的需求，大力發(fā)展智能化交通建設(shè)，提高運(yùn)輸服務(wù)能力，把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到城市交通中，是發(fā)展智能交通的新思路。

1 城市交通與物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 城市交通概述

城市交通實(shí)質(zhì)是一種動(dòng)態(tài)的流，以流來解決人或物在空間上的移動(dòng)。然而，城市交通又是一個(gè)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)并具有開放性。城市交通的子系統(tǒng)承擔(dān)著相對(duì)獨(dú)立的工作任務(wù)。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給城市交通帶來的巨大的壓力，具體表現(xiàn)在城市的流動(dòng)源的增加、城市內(nèi)外流動(dòng)的增加。城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來交通的繁忙，也加大城市對(duì)外交流的聯(lián)系，成了更大的交通圈。從發(fā)達(dá)國(guó)家的交通歷程來看，解決問題的思路不在于不斷增加基礎(chǔ)設(shè)備，而在于對(duì)交通流進(jìn)行有效的“管理”，進(jìn)而減少“流”的產(chǎn)生。通過強(qiáng)化交通管理，提升供給能力，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息化、交通智能化無疑是最佳解決方案。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)可以簡(jiǎn)單的理解為物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)質(zhì)上它所欲互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展內(nèi)容。物聯(lián)網(wǎng)集成了包括傳感技術(shù)、定位技術(shù)以及rfid等多項(xiàng)現(xiàn)代化技術(shù)，在一定的協(xié)議框架下，實(shí)現(xiàn)物與物之間實(shí)現(xiàn)泛在的信息交互，通過信息處理中心對(duì)交互信息進(jìn)行智能處理。物聯(lián)網(wǎng)有三個(gè)主要特征：第一，通過射頻標(biāo)簽等多種傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)“物”的基本信息采集，并能夠?qū)Α拔铩边M(jìn)行識(shí)別，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)識(shí)別、抓取信息；第二，在一定的協(xié)議框架內(nèi)，通過無線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)等泛在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)傳輸；第三，采用模式識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘以及云計(jì)算等智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的采集于處理，為各種之智能化服務(wù)提供必要支持。

2 城市交通中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用需求分析

城市道路交通系統(tǒng)中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用需求應(yīng)該從管理層、企業(yè)層、公眾層三個(gè)不同的角度來進(jìn)行分析。

2.1 管理層需求分析

在管理層面上，主要四個(gè)方面需求的考慮：運(yùn)行車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控在城市出現(xiàn)的各種交通工具。城市各種車輛的運(yùn)行信息是建設(shè)城市交通智能化的信息基礎(chǔ)，對(duì)運(yùn)行車輛信息進(jìn)行遠(yuǎn)程識(shí)別與采集，實(shí)現(xiàn)信息的傳遞與保存；運(yùn)營(yíng)過程的智能監(jiān)管是強(qiáng)化對(duì)運(yùn)行車輛行駛行為管理的重要措施，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)車輛信息的實(shí)時(shí)抓取，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的跟蹤和監(jiān)控，并采用電子地圖基礎(chǔ)以一種全新的可視化方式表現(xiàn)實(shí)時(shí)的行車環(huán)境，滿足管理層直觀、智能對(duì)交通進(jìn)行監(jiān)控的需求；智能安全管理需求主要體現(xiàn)在對(duì)運(yùn)輸過程中安全問題的管理，通過車輛進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)傳回監(jiān)控管理中心，實(shí)現(xiàn)車輛安全的實(shí)時(shí)監(jiān)管，做好對(duì)技術(shù)設(shè)備的監(jiān)控，提高突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)能力；城市交通發(fā)展信息的需求主要表現(xiàn)在對(duì)城市實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)隊(duì)車、人流進(jìn)行信息采集，作為城市交通宏觀調(diào)控的有力支撐。

2.2 企業(yè)層需求分析

從企業(yè)的角度來看，企業(yè)的需求包括運(yùn)營(yíng)車輛監(jiān)控、智能調(diào)度、場(chǎng)站安全監(jiān)控以及企業(yè)發(fā)展的信息采集詩歌方面的需求。對(duì)運(yùn)營(yíng)車輛實(shí)現(xiàn)時(shí)能監(jiān)控是對(duì)企業(yè)車輛行為的運(yùn)程監(jiān)管，通過在車輛上安裝攝像頭，借助傳感技術(shù)。對(duì)車輛的安全因素進(jìn)行檢測(cè)，將信息傳回企業(yè)管理中心，滿足企業(yè)對(duì)車輛的監(jiān)控；智能調(diào)度需求體現(xiàn)在提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。通過物聯(lián)網(wǎng)金屬實(shí)現(xiàn)客、貨、車的科學(xué)調(diào)配，最大化企業(yè)的資源利用效率；場(chǎng)站安全智能監(jiān)控需求表現(xiàn)在對(duì)車輛場(chǎng)站的安全管理，包括進(jìn)站、候車、上車的安全管理，同時(shí)還能監(jiān)控場(chǎng)站內(nèi)乘客以及乘客的行李，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了吹場(chǎng)站的全方位可視化監(jiān)控，包括對(duì)場(chǎng)站的溫度、火情等多方面的感知監(jiān)控；企業(yè)發(fā)展建設(shè)信息需求體現(xiàn)在對(duì)城市交通市場(chǎng)以及企業(yè)自身情況相關(guān)信息的收集與分析。宏觀把控市場(chǎng)脈搏，定量分析企業(yè)發(fā)展方向，為企業(yè)發(fā)展提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)參考。

2.3 公眾層需求分析

在公眾層面上，公眾的需求包括公交線路信息查詢、長(zhǎng)途客運(yùn)信息服務(wù)、

信息以及便捷字符交通費(fèi)用等四個(gè)方面的需求。公共線路信息查詢的需求體現(xiàn)在希望能通過互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)及時(shí)獲取公交線路的信息，幫助制定出行路線，支持多種終端，實(shí)現(xiàn)出行方案的實(shí)時(shí)回送；長(zhǎng)途科園信息服務(wù)需求表現(xiàn)在對(duì)長(zhǎng)途路線路線的輕松訪問，提供出行方案，并能都實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)辦理或電話辦理，支持自動(dòng)售票、換票、退票等自助服務(wù)；信息方面的需求體現(xiàn)在公眾需要獲知公交車輛到站時(shí)間、長(zhǎng)途客運(yùn)車輛狀態(tài)以及出租車預(yù)約等方面的量化信息；便捷支付是公眾的新型需求，是一個(gè)城市現(xiàn)代化的重要體現(xiàn)?；ヂ?lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)公交車、出租車、長(zhǎng)途客運(yùn)以及私人小汽車的停車費(fèi)的刷卡付款，提高交通收費(fèi)效率，給公眾便利，也提高了車輛工作效率。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)的功能構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)

3.1 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)承襲了傳統(tǒng)城市交通系統(tǒng)的開放性，智能交通系統(tǒng)同樣具備強(qiáng)大的課擴(kuò)展性。智能交通系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)是在城市交通系統(tǒng)的原有結(jié)構(gòu)上發(fā)展而來，是對(duì)城市交通系統(tǒng)的重新整合和應(yīng)用補(bǔ)強(qiáng)。智能交通居住物聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)的信息技術(shù)手段，提高了對(duì)交通流中“物”的把控，利用感知設(shè)備擴(kuò)展了服務(wù)內(nèi)容，完成交通系統(tǒng)的現(xiàn)代化升級(jí)。智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用如圖1所示，可以劃分為公共交通子系統(tǒng)、交通綜合信息子系統(tǒng)、交通綜合管理子系統(tǒng)以及交通綜合收費(fèi)子系統(tǒng)。

3.2 公共交通系統(tǒng)

公共交通系統(tǒng)的管理對(duì)象主要為公共交通工具，其中常規(guī)公共交通的包括的公共汽車和軌道交通是公眾出現(xiàn)的主要方式，是政府支持的出行方式；出租車是常規(guī)公共交通的補(bǔ)充，并相對(duì)便捷、舒適；長(zhǎng)途客運(yùn)承擔(dān)了城市對(duì)外運(yùn)輸?shù)慕煌▔毫?，是城市交通的重要組成部分。

因此，公共交通的主要功能有三方面：一、收集與公共交通服務(wù)信息；二、為公眾提供信息查詢與服務(wù)；三、對(duì)公共交通車輛進(jìn)行管理。

3.3 交通綜合信息系統(tǒng)

交通綜合信息系統(tǒng)是其他子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的信息支持模塊，主要負(fù)責(zé)信息的采集、傳遞、加工以及保存。交通綜合信息所掌控的信息包括靜態(tài)信息、動(dòng)態(tài)信息、交通基礎(chǔ)設(shè)備以及其他子系統(tǒng)產(chǎn)生的相關(guān)信息，它實(shí)質(zhì)是上交通原始信息的記錄。具體而言，它記錄的信息可以分為四類：車輛信息、基礎(chǔ)設(shè)施信息、實(shí)時(shí)路況信息以及系統(tǒng)共享信息。其中，車量信息包括車輛靜態(tài)的特征信息和動(dòng)態(tài)的運(yùn)行信息。

3.4 交通綜合管理系統(tǒng)

交通綜合管理系統(tǒng)掛歷的對(duì)象是運(yùn)行的車輛，依據(jù)綜合信息系統(tǒng)提供的相關(guān)信息對(duì)交通進(jìn)行宏觀調(diào)控借助信息處理軟件，實(shí)現(xiàn)交通的科學(xué)疏導(dǎo)。綜合管理系統(tǒng)功能模塊有：一、運(yùn)行車輛行為監(jiān)管功能，以“行車速度閾值、行駛時(shí)空權(quán)限”為約束條件，對(duì)違章車輛進(jìn)行管理，為執(zhí)法提供信息憑證；二、交通疏導(dǎo)功能，通過綜合信息系統(tǒng)提供的全局交通信息，為出行者提高路網(wǎng)車流信息，為出行者提供出行方案；三、智能信控功能，依據(jù)路網(wǎng)車流信息，對(duì)特殊路口實(shí)行信號(hào)配時(shí)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)信號(hào)控制智能化；四、停車管理功能，借助綜合信息系統(tǒng)提供的場(chǎng)站泊位數(shù)據(jù)，對(duì)停車進(jìn)行指導(dǎo)于收費(fèi)管理。

3.5 交通綜合收費(fèi)系統(tǒng)

現(xiàn)代化城市為公眾提供了智能的一卡通交通支付服務(wù)， 尤其是公交ic卡已經(jīng)進(jìn)入了我國(guó)的絕大部分城市。伴隨著城市智能化的步伐，公交ic卡已由原來只能由于公共汽車支付擴(kuò)展到了輕軌、地鐵甚至是出租車等領(lǐng)域。值得注意的是，公交ic卡還延伸為市民卡，可用于支付更多的付費(fèi)項(xiàng)目，甚至已經(jīng)擴(kuò)展為某個(gè)地區(qū)的綜合支付卡。交通綜合收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將為公眾甙類更多便利。

參考文獻(xiàn)

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[3]王曉寧.城市交通一卡通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[d].天津：天津大學(xué)，2007.

作者簡(jiǎn)介

薛霞（1985-），女，山西省晉中市人。大學(xué)本科學(xué)歷?，F(xiàn)為晉中職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教。主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用。

智能交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案范文第2篇

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)視覺；智能交通；監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP277

近些年來，隨著我國(guó)人民生活水平提高，使私家車輛的數(shù)目急劇增長(zhǎng)，并且車輛的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出市政建設(shè)的力度。這樣的事實(shí)導(dǎo)致城市交通擁堵、違規(guī)通車、車禍增加，所以迫切的要求加快市政建設(shè)，實(shí)施高效率的交通監(jiān)控措施，基于計(jì)算機(jī)視覺的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)也由此得到了相應(yīng)的廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。那么，計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)究竟應(yīng)該如何設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)呢？

1 計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)即利用各種圖像攝錄設(shè)備將通過對(duì)視覺目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤、測(cè)量并將由此獲取的視覺信息傳輸至計(jì)算機(jī)并進(jìn)而利用圖像技術(shù)進(jìn)行視覺信息處理以達(dá)到進(jìn)一步進(jìn)行智能化處理的視覺處理技術(shù)。

1.2 智能交通系統(tǒng)（ITS）

智能交通系統(tǒng)（ITS）是指通過現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等有效綜合手段在一定范圍內(nèi)建立的全方位發(fā)揮作用的交通運(yùn)輸綜合管理和控制系統(tǒng)。作為交通運(yùn)輸管理體系的一場(chǎng)新的革命，近年來，由此技術(shù)進(jìn)一步開發(fā)形成的監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在各個(gè)道路的關(guān)鍵路口、路段和其他交通繁忙地域普遍建立，為交通運(yùn)輸管理提供了自動(dòng)化、智能化的信息收集和處理等多方面的服務(wù)。但是，隨著城市建設(shè)的迅猛發(fā)展和人流、車流量的猛增，更加智能化的交通管理系統(tǒng)的開發(fā)和利用顯然也成為了當(dāng)務(wù)之急。

2 計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)的建立

正是基于新的發(fā)展需要，我們有必要把計(jì)算機(jī)視覺和智能交通監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步結(jié)合起來，首先通過計(jì)算機(jī)視覺分別對(duì)各個(gè)道路的關(guān)鍵路口、路段和其他交通繁忙地域等相應(yīng)位置實(shí)時(shí)進(jìn)行交通信息采集，然后，通過信息傳輸系統(tǒng)、或者進(jìn)行處理后存入服務(wù)器并將處理過的實(shí)時(shí)交通信息及時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控指揮系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于各個(gè)道路的關(guān)鍵路口、路段和其他交通繁忙地域的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。由此，顯然就需要設(shè)計(jì)以下各個(gè)子系統(tǒng)并共同構(gòu)建為一個(gè)完整的體系。

計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)

實(shí)時(shí)交通信息收集系統(tǒng)

監(jiān)控指揮系統(tǒng)

高質(zhì)量信息存儲(chǔ)傳輸系統(tǒng)

圖1 計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)工作程序示意圖

3 智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)視覺下的智能交通監(jiān)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的第一步是通過實(shí)時(shí)交通信息收集系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行交通信息采集，即通過對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體的分割，在圖像找出有意義的部分，抽出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的特征，進(jìn)而通過連續(xù)畫面間的變化判斷目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀況。在這一系統(tǒng)運(yùn)行中，首先可以“攝像頭讀入”的初始視頻，使用相應(yīng)的算法提取“背景”，然后通過原圖與背景運(yùn)算形成相應(yīng)的“前景”，由此即可進(jìn)一步通過矩形框的使用來達(dá)到“運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)”與信息采錄的目的。

圖2 視覺監(jiān)控系統(tǒng)原理圖

3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的檢測(cè)主要有光流法以及差分法兩種方法，由于光流法比較復(fù)雜和耗時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)很難實(shí)現(xiàn)，因而，現(xiàn)有實(shí)時(shí)交通信息收集系統(tǒng)一般通過差分法的應(yīng)用來進(jìn)行開發(fā)和實(shí)現(xiàn)。

3.1.1 幀間差分法

幀間差分法對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行分割處理過程中使用較多也最為簡(jiǎn)單實(shí)用的一種方法，其基本原理就是通過在連續(xù)的圖像序列中兩個(gè)或三個(gè)相鄰幀間采用基于像素的幀間差分并且閾值化來提取圖像的運(yùn)動(dòng)區(qū)域，進(jìn)而通過逐象素比較獲取前后兩幀圖像之間的差別來判斷運(yùn)動(dòng)物體的移動(dòng)狀況。在實(shí)際操作中，一般可以假設(shè)用于獲取序列圖像的視頻設(shè)備為靜止物體，設(shè)視頻中連續(xù)兩幀的圖像為It（x，y）和It+1（x，y），然后通過對(duì)連續(xù)兩幀的圖像相應(yīng)的像素進(jìn)行比較，利用Dt（x，y）=It+1 （x，y）-It（x，y）這一方程求出相應(yīng)的閾值來檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)物體的移動(dòng)狀況：

Mt（x，y）=

當(dāng)然，必須注意的是，由于幀間差分法所得到的差分圖像在現(xiàn)實(shí)中并非由理想封閉的輪廓區(qū)域組成的，因而，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的輪廓自然也就往往是局部的、不連續(xù)的，且其誤差往往隨著運(yùn)動(dòng)物體速度的增大而增大，因而，這一方法并不適于對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的有效檢測(cè)。

3.1.2 背景差分法

與幀間差分法不同，背景差分法則是利用當(dāng)前圖像與背景圖像的差分來檢測(cè)物體運(yùn)動(dòng)狀況一種方法。其基本原理是在可控制環(huán)境下，通過對(duì)于運(yùn)動(dòng)背景的固定假設(shè)，設(shè)待檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的圖像為I（x，y），背景圖像為B（x，y），通過輸入圖像與背景模型進(jìn)行比較，利用D（x，y）=I（x，y）-B（x，y）這一方程求得到圖像中的各像素的變化信息，進(jìn)而檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的移動(dòng)狀況：

Mt（x，y）=

當(dāng)然，在實(shí)際運(yùn)用中，背景差分法的關(guān)鍵，是要建立一個(gè)背景模型，并更新模型。

3.2 程序功能的實(shí)現(xiàn)

本程序功能實(shí)現(xiàn)所主要使用的是OpenCV函數(shù)。OpenCV能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的操作，包括分配、釋放、復(fù)制、設(shè)置和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，以及對(duì)攝像頭的定標(biāo)、對(duì)運(yùn)動(dòng)的分析等。在函數(shù)實(shí)現(xiàn)上，用到了Cv圖像處理的連接部件函數(shù)，運(yùn)動(dòng)分析與對(duì)象跟蹤中的背景統(tǒng)計(jì)量的累積相關(guān)函數(shù)等相關(guān)的函數(shù)。本系統(tǒng)就是運(yùn)用圖3介紹使用到的函數(shù)名及其功能和使用格式等來實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻流的運(yùn)動(dòng)車輛的輪廓檢測(cè)的。

圖3 尋找輪廓程序主要算法流程

實(shí)驗(yàn)證明，本系統(tǒng)能夠較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻流的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的輪廓檢測(cè)和對(duì)象跟蹤，并能實(shí)時(shí)更新背景，車輛跟蹤正確率在95%以上，雖然存在著輪廓檢測(cè)正確率稍差的缺點(diǎn)，但其主要原因是由于攝像頭所處的角度和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)靠近程度的影響，從根本上并不影響對(duì)于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的實(shí)際檢測(cè)。

4 結(jié)束語

加快城鎮(zhèn)化進(jìn)程是我國(guó)發(fā)展的大趨勢(shì)，在這一趨勢(shì)下，城市病的治理當(dāng)然可以離不開現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)。但是，必須注意的是，無論多么先進(jìn)的管理系統(tǒng)，最終都只有通過人的行為才能夠發(fā)揮有效的作用，在這個(gè)意義上，設(shè)計(jì)與使用先進(jìn)的交通監(jiān)控系統(tǒng)固然是解決交通問題的技術(shù)條件，但是，交通問題的解決，最終還必須依賴于人的素質(zhì)的全面提高。

參考文獻(xiàn)：

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[3]龐其富.淺談城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[J].通訊世界，2014（01）.

智能交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案范文第3篇

【關(guān)鍵詞】路徑規(guī)劃 智能小車 控制系統(tǒng)

最近幾年，我國(guó)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)處于逐漸提高的狀態(tài)中，也慢慢地加深了對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的要求，在這樣的科技研究環(huán)境下，智能車輛、開發(fā)出來相關(guān)的智能產(chǎn)品也慢慢地成為柔性生產(chǎn)組織以及自動(dòng)化物流運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)高科技系統(tǒng)的重要設(shè)備。國(guó)際上，大多數(shù)的國(guó)家都在對(duì)智能車輛積極進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)以及研究。在20世紀(jì)時(shí)，就已經(jīng)有移動(dòng)機(jī)器人的出現(xiàn)，雖然只是機(jī)器人學(xué)中的小部分，但是這樣的科技研究精神在智能小車的研究設(shè)計(jì)中依然存在，本文就針對(duì)基于路徑規(guī)劃的智能小車控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，受到了人們和研究者們的廣泛關(guān)注。

1 對(duì)國(guó)內(nèi)智能小車的現(xiàn)狀進(jìn)行研究分析

目前，智能交通系統(tǒng)中重點(diǎn)發(fā)展的部分就是智能車輛，這也是世界上相關(guān)車輛研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)，在不斷提高企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)以及不斷加深自動(dòng)化技術(shù)的要求時(shí)，大多數(shù)的工業(yè)部門已經(jīng)慢慢廣泛應(yīng)用了智能車輛。很多的發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家，智能車輛也已經(jīng)慢慢地實(shí)現(xiàn)商品化，這樣低廉成本的緣故，可以更加有利于人類工作得更好，同時(shí)，智能車輛也已經(jīng)慢慢地滲入到社會(huì)以及工業(yè)的每個(gè)層面中。

相對(duì)國(guó)外智能車輛的研究而言，我國(guó)這方面的技術(shù)研究比較晚，在20世紀(jì)80年代才開始。而且大多數(shù)研究尚處在針對(duì)某個(gè)單項(xiàng)技術(shù)研究的階段，研究開發(fā)了一個(gè)基于路徑處理的智能小車控制系統(tǒng)。由此可知，發(fā)達(dá)國(guó)家的社會(huì)以及政府能夠更加清楚地意識(shí)到智能車輛技術(shù)的優(yōu)越性。汽車研究機(jī)構(gòu)以及制造公司中，智能車輛實(shí)驗(yàn)的建立更加有利于樹立信心，廣闊的智能車輛市場(chǎng)前景吸引汽車公司投入大量的資金，有效地促進(jìn)了智能車輛的實(shí)用化進(jìn)程。在經(jīng)濟(jì)實(shí)力方面，我國(guó)應(yīng)該根據(jù)本國(guó)的具體情況進(jìn)行研究，有效地增強(qiáng)綜合國(guó)力以及各個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，有利于居民生活水平的提高。

2 基于路徑規(guī)劃的智能小車控制系統(tǒng)分析

2.1 設(shè)計(jì)智能小車控制系統(tǒng)的思路

基于路徑規(guī)劃的智能小車控制系統(tǒng)分析，最主要的就是設(shè)計(jì)智能小車控制系統(tǒng)的思路，其中智能小車也僅僅是智能車輛研究中的小部分。智能小車的移動(dòng)機(jī)構(gòu)就是車輪，可以很完整地實(shí)現(xiàn)自主行駛作用，所以我們才將其稱作是智能小車。智能小車比較容易編程是由于其具有機(jī)器人所具備的那些基本特征。與此同時(shí)，智能小車和其它的遙控小車存在的不同之處就是，遙控小車的轉(zhuǎn)向、進(jìn)退以及啟停等都需要操作員對(duì)其進(jìn)行控制；然而，智能小車速度的控制、行駛方向以及啟停都能夠利用計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，不需要人為地進(jìn)行干預(yù)。與此同時(shí)，操作若想對(duì)智能小車的行駛方式進(jìn)行改變，可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序或者某些數(shù)據(jù)的修改來實(shí)現(xiàn)。這也是智能小車最大化的特點(diǎn)，可以利用編程來對(duì)其進(jìn)行控制、以及對(duì)小車行駛方式進(jìn)行改變。研究智能小車控制系統(tǒng)的主要目的，就是讓小車更高自主地行駛。

2.2 分析智能小車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對(duì)于智能小車控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而言，和其他的控制系統(tǒng)一樣都需要一個(gè)比較完整的控制系統(tǒng)，同時(shí)，對(duì)于系統(tǒng)的每項(xiàng)功能模塊要求都是要相互之間有著緊密的聯(lián)系，按照以上的具體流程以及功能之間結(jié)構(gòu)的關(guān)系，就可以很容易地確定比較系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)方案。

2.2.1 智能小車控制系統(tǒng)中上位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

智能小車控制系統(tǒng)中上位機(jī)系統(tǒng)，用來負(fù)責(zé)對(duì)小車的行駛路徑進(jìn)行有效的處理，并且將其處理完整的重要數(shù)據(jù)信息傳輸發(fā)送到下位機(jī)。上位機(jī)系統(tǒng)所具備的硬件環(huán)境都是Pentium以上的CPU；內(nèi)存不少于32MB；顯示器分辨率很高；硬盤空間至少要保持130MB的空余，這樣可以創(chuàng)造更大的數(shù)據(jù)交換區(qū)。

2.2.2 智能小車控制系統(tǒng)中下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

智能小車控制系統(tǒng)中下位機(jī)系統(tǒng)，只是負(fù)責(zé)對(duì)上位機(jī)所發(fā)出輸送過來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行接收，脈沖信號(hào)是由單片機(jī)正常產(chǎn)生的比較準(zhǔn)確，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行工作的控制，依照預(yù)定的路徑讓驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)。通常情況下，單片機(jī)采取的是十六位微處理器SPCE06IA板，產(chǎn)自于臺(tái)灣凌陽；步進(jìn)電機(jī)選取的是兩相永磁式，步距角相對(duì)比較標(biāo)準(zhǔn)。另外，還需采集數(shù)據(jù)的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)小車的位姿重要信息進(jìn)行采集，以方便對(duì)系統(tǒng)的控制誤差進(jìn)行分析。對(duì)于串行通信方式而言，主要是用來接受下位機(jī)以及上位機(jī)間通信傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，與此同時(shí)，串行通信的兩個(gè)方面都涉及到上系統(tǒng)以及下系統(tǒng)這兩個(gè)，再針對(duì)上系統(tǒng)以及下系統(tǒng)的具體特點(diǎn)和情況進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計(jì)。

3 結(jié)語

綜上所述，不管是從當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及研究理論方面的研究來說，還是從汽車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中以及工業(yè)發(fā)展中來分析，研究智能車輛都是必要經(jīng)歷的事情。然而，研究智能小車以及開發(fā)相關(guān)的其他產(chǎn)品，都更加有利于促進(jìn)我國(guó)在技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。由此可知，研制一種高效、智能以及便捷的智能小車控制系統(tǒng)，擁有著十分重要的科學(xué)理論價(jià)值以及重要的實(shí)踐意義。

參考文獻(xiàn)

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智能交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案范文第4篇

近年來，我國(guó)道路交通安全形式越來越嚴(yán)峻，在眾多的交通事故中，以追尾碰撞與超車側(cè)向碰撞事故這兩種類型最為常見。如果能夠在事故發(fā)生前提醒駕駛員并采取一定的安全措施，對(duì)減少交通事故的發(fā)生則是非常有用的，汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)正是基于提高車輛的主動(dòng)安全性來實(shí)現(xiàn)在行車過程中，給駕駛員提供必要的技術(shù)設(shè)施。

本文在安全跟車模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)構(gòu)成，并給出了初步的設(shè)計(jì)方案。對(duì)車載測(cè)距技術(shù)進(jìn)行了綜合比較，確定系統(tǒng)采用毫米波多普勒雷達(dá)傳感器、超聲波傳感器和紅外線傳感器分別對(duì)前、后和側(cè)向車間距離、兩車相對(duì)速度和角度進(jìn)行測(cè)量；在結(jié)合各種防碰原理的基礎(chǔ)上，把系統(tǒng)分為主控單元子系統(tǒng)、測(cè)距子系統(tǒng)、信息采集單元子系統(tǒng)和顯示-聲光報(bào)警子系統(tǒng)四個(gè)部分，并確定了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能所需要的關(guān)鍵技術(shù);在安全距離的基礎(chǔ)上，對(duì)主控單元子系統(tǒng)和測(cè)距子系統(tǒng)進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計(jì)，解決了系統(tǒng)功能所需要的關(guān)鍵技術(shù)。

車輛防撞技術(shù)作為智能運(yùn)輸系統(tǒng)的一個(gè)子課題，將不斷成熟和完善，防撞系統(tǒng)的應(yīng)用可以縮短車輛間的安全行車距離，還可以實(shí)現(xiàn)安全超車，保證高速運(yùn)行車輛的安全性，提高公路運(yùn)輸效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：防撞預(yù)警；雷達(dá)；超聲波；紅外線；傳感器

英文摘要

Thetrafficsafetyconditionisbecomingmoreandmoreseriousinrecentyears,thestatisticshowsthatamongtheaccidentofhighwaytheRear-endCollisionandSideCollisionarefrequent.Ifthedriverscanbeinformedbeforetheaccidentstakeplace,thesafetylevelwillbeimprovedgreatly.Thehighwayvehicleanti-collisionwarningsystemissuchatechniquebasedontheinitiativesecurityofautomobilewhendriving

Basedonthemathematicmodelofautomobilesafefollowingdistance,thehardwareandsoftwareofthesystemarebuilt.Throughanintegratedcomparisonofdetectingtechniques,themillimeterwavefrequencymodulatedpulse-Dopplerradar、Ultrasonicsensorandinfraredsensorarechosen,whichcanmeasurethelengthwaysdistanceandtransversedistance,relativevelocityoftwovehiclesandazimuthatthesametime.Basedonreferencevarioustheoriesofanti-collisionwarningsystem,thesystemincludesfoursub-systems:themaincontrolunitofsub-system,measuringdistanceofsub-system,informationunitofsub-systemandmonitor,sound&lightalarmofsub-system.Basedonit,thekeytechnologiesinvolvedinthesystemaredetermined.Basedonthesafetydistancemodel,thesoftwareandhardwareofthemaincontrolunitofsub-systemandmeasuringdistanceofsub-systemaredesigned,thekeytechnologiesissolved.

Vehicleanti-collisiontechniqueassub-itemofIntelligentTransportSystemwillgrowupandbeperfectinfuture.Itwillshortenthesafespacebetweencarheads,actualizethesafeovertakingandguaranteevehiclesafety,soitwillhelptoincreasetransportefficiencyandkeepeconomicfastgrowth.

Keyword:anti-collisionwarningsystem;radar;ultrasonic;infrared;sensor

1.1選題意義和背景

汽車業(yè)與電子業(yè)是世界工業(yè)的兩大金字塔，隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上，電子技術(shù)的應(yīng)用越來越來廣泛，汽車電子化的程度越來越高。汽車電子技術(shù)是汽車技術(shù)與電子技術(shù)想結(jié)合的產(chǎn)物。汽車上的電器與電子控制系統(tǒng)在汽車技術(shù)進(jìn)入機(jī)電一體化階段的今天，地位極為重要，正在汽車技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展成為一門獨(dú)立的分支學(xué)科，其性能的優(yōu)劣直接影響到汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性、排放干凈、及舒適性等。電子控制技術(shù)在汽車上，首先應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗控制與排放進(jìn)化與排放控制，接著被應(yīng)用于底盤部分的控制，以提高行駛的穩(wěn)定性、安全性、與舒適性等。隨著交通運(yùn)輸向高密度發(fā)展，電子控制技術(shù)又進(jìn)一步應(yīng)用于汽車的乘坐安全性和導(dǎo)航等方面。

電子技術(shù)在汽車安全控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了增強(qiáng)汽車的安全、舒適和方便。應(yīng)用的電子技術(shù)主要有：電子控制安全氣囊，智能記錄儀，雷達(dá)式距離報(bào)警器，中央控制門鎖，自動(dòng)空調(diào)，自動(dòng)車窗、車門、座椅、刮水器，車燈控制，電源控制以及充電器等。近年來汽車的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，主動(dòng)式汽車防撞系統(tǒng)，汽車監(jiān)測(cè)和自診斷系統(tǒng)以及汽車導(dǎo)航系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用。

在過去20~30年中，人們主要把精力集中于汽車的被動(dòng)安全性方面，例如，在汽車的前部或后部安裝保險(xiǎn)杠、在汽車外殼四周安裝某種彈性材料、在車內(nèi)相關(guān)部位安裝各種形式的安全帶及安全氣囊等等，以減輕汽車碰撞帶來的危害。安裝防撞保險(xiǎn)杠固然能在某種程度上減輕碰撞給本車造成損壞，卻無法消除對(duì)被撞物體的傷害；此外，車上安裝的安全氣囊系統(tǒng)，在發(fā)生車禍時(shí)不一定能有效地保護(hù)車內(nèi)乘務(wù)員的安全。所有這些被動(dòng)安全措施都不能從根本上解決汽車在行駛中發(fā)生碰撞造成的問題。如果從預(yù)防撞車事故的發(fā)生的角度著眼，在提高汽車主動(dòng)安全性方面下功夫，則可在汽車安全性領(lǐng)域有較大的突破。

汽車發(fā)生碰撞的主要原因是由于汽車距其前方物體（如汽車、行人或其他障礙物）的距離與汽車本身的車速不相稱造成的，即距離近而相對(duì)速度又太高。為了防止汽車與前方物體發(fā)生碰撞，汽車的車速就要根據(jù)與前方物體的距離變化由執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使汽車始終在安全車速下行駛。這樣就會(huì)大大提高汽車行駛的安全性，減少車禍的發(fā)生。

發(fā)展汽車防撞技術(shù)，對(duì)提高汽車智能化水平有重要意義。據(jù)統(tǒng)計(jì)，危險(xiǎn)境況時(shí)，如果能給駕駛員半秒鐘的預(yù)處理時(shí)間，則可分別減少追尾事故的30%，路面相關(guān)事故的50%，迎面撞車事故的60%;1秒鐘的預(yù)警時(shí)間可防止90%的追尾碰撞和60%的迎頭碰撞。理論上，汽車防撞裝置可在任何天氣、任何車速狀態(tài)下探測(cè)出將要發(fā)生的危險(xiǎn)情況并及時(shí)提醒司機(jī)及早采取措施或自動(dòng)緊急制動(dòng)，避免嚴(yán)重事故發(fā)生。汽車防撞裝置是借助于遙測(cè)技術(shù)監(jiān)視汽車前方和后方的車輛、障礙物，并根據(jù)當(dāng)時(shí)的車速自動(dòng)判斷是否達(dá)到危險(xiǎn)距離，及時(shí)向司機(jī)發(fā)出警告，必要時(shí)還可進(jìn)行自動(dòng)關(guān)車、自動(dòng)緊急剎車。

汽車要避撞就必須憑借一定的裝備測(cè)量前方障礙物的距離，并迅速反饋給汽車，以在危急的情況下，通過報(bào)警或自動(dòng)進(jìn)行某項(xiàng)預(yù)設(shè)定操作如緊急制動(dòng)等，來避免由于駕駛員疲勞、疏忽、錯(cuò)誤判斷所造成的交通事故。目前，大家都將防撞技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)著眼于車輛測(cè)距技術(shù)。

1.2國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀

鑒于交通事故的不可預(yù)測(cè)性和不可絕對(duì)避免性，為了減少交通故，優(yōu)化交通秩序，利用計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)來提高道路交通安全和效率已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。二十世紀(jì)八十年代以后展開的關(guān)于智能交通系統(tǒng)的研究，被認(rèn)為是解決各種交通問題的一個(gè)很好的途徑。智能交通系統(tǒng)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)有效地應(yīng)用于整個(gè)運(yùn)輸管理體系，使人、車、路環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而建立一個(gè)全方位發(fā)揮作用的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)。其中智能車輛系統(tǒng)涉及到計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制、計(jì)算機(jī)視覺、傳感器數(shù)據(jù)融合、車輛工程等諸多領(lǐng)域。視覺系統(tǒng)在智能車輛中起到環(huán)境探測(cè)和辨識(shí)作用。與其他傳感器相比，機(jī)器視覺具有檢測(cè)信息量大，單純以當(dāng)前的現(xiàn)實(shí)條件出發(fā)解決，容易導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)時(shí)性差。在實(shí)際應(yīng)用中可使用多個(gè)攝像機(jī)，或者利用高速攝像機(jī)的多幅連續(xù)圖像序列來計(jì)算目標(biāo)的距離和速度。還可根據(jù)一個(gè)攝像機(jī)的連續(xù)畫面來計(jì)算車輛與目標(biāo)的相對(duì)位移，并用自適應(yīng)濾波對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以減少環(huán)境的不穩(wěn)定性造成的測(cè)量誤差。在智能車輛領(lǐng)域，除視覺傳感外，常用的還有雷達(dá)、激光、GPS等傳感器。

利用信息感知、動(dòng)態(tài)辨識(shí)、控制技術(shù)與方法提高的主動(dòng)安全性，是先進(jìn)汽車控制與安全系統(tǒng)（AVCSS）的主要研究?jī)?nèi)容.世界各大汽車公司、大學(xué)在政府的支持下，都在開展這方面的研究與開發(fā)工作。日本各大汽車制造企業(yè)如豐田、日產(chǎn)、馬、本田、三菱等公司，為實(shí)現(xiàn)其運(yùn)輸省提出的發(fā)展"先進(jìn)的安全汽車(ASV)計(jì)劃"致力于新型安全汽車技術(shù)研究開發(fā)，并取得了重要的進(jìn)展。豐田汽車公司使用毫米波雷達(dá)和CCD攝像機(jī)對(duì)本車的距離進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，當(dāng)兩車距離小于規(guī)定值時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出直觀報(bào)警信號(hào)提醒本車駕駛員。日產(chǎn)汽車公司使用緊急制動(dòng)勸告系統(tǒng)，利用先進(jìn)的車距監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)跟車距離進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，當(dāng)需要減速或制動(dòng)時(shí)，用制動(dòng)燈亮來提醒駕駛員，并及時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員操縱駕駛踏板的踏踩狀態(tài)，必要時(shí)使汽車的自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)前起作用降低車速，在最危險(xiǎn)時(shí)刻自動(dòng)制動(dòng)。本田公司使用具有扇形激光束掃描的雷達(dá)傳感器，即使車輛在彎道行使也能檢測(cè)到本車與前方汽車或障礙物的距離降到規(guī)定值時(shí)，駕駛員仍未及時(shí)采取相應(yīng)措施，便發(fā)出警告信號(hào)。三菱和日立公司在毫米波雷達(dá)防撞方面也做了大量的研究，其雷達(dá)中心頻率主要選擇60~61GHz或76~77GHz,探測(cè)距離為120米，尼桑公司為41LV-Z配備了自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用毫米波雷達(dá)作為探測(cè)器，為巡航駕駛提供了判斷依據(jù)。

德國(guó)和法國(guó)等歐洲國(guó)家也對(duì)毫米波雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行了研究，特別是奔馳、寶馬等著名汽車生產(chǎn)廠商，其采用的雷達(dá)為調(diào)頻毫米波雷達(dá)（FrequencyModulationContinuousWave）,頻段選擇76~77GHz。如奔馳汽車公司和英國(guó)勞倫斯電子公司聯(lián)合研制的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)，探測(cè)距離為150米，當(dāng)測(cè)得的實(shí)際車間距離小于安全車間距離時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。該系統(tǒng)已經(jīng)得到應(yīng)用。

美國(guó)的汽車防碰撞技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，福特汽車公司開發(fā)的汽車防碰撞系統(tǒng)的工作頻率為24.725GHz,探測(cè)距離約106米。據(jù)說該系統(tǒng)理論上能根據(jù)轉(zhuǎn)彎的角度信息自動(dòng)適應(yīng)路面的轉(zhuǎn)彎情況，僅探測(cè)本車道內(nèi)車輛的信息，從而可避免旁車道上目標(biāo)物的影響。戴姆勒-克萊斯勒公司的防撞結(jié)構(gòu)主要是兩個(gè)測(cè)距儀和一個(gè)影像系統(tǒng)，她能夠測(cè)出安全距離，發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)引發(fā)制動(dòng)裝置。戴姆勒-克萊斯勒公司的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，車速以每小時(shí)32.18公里/小時(shí)的速度行駛，在距離障礙物2.54cm的地方停下來。

我國(guó)汽車防碰撞系統(tǒng)的研究開發(fā)同國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在較大差距，近幾年相繼有一些科研院所、大專院校和公司廠家進(jìn)行此方面的研究。近距離報(bào)警如倒車?yán)走_(dá)現(xiàn)已蓬勃地車輛上安裝使用，但國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)的中遠(yuǎn)距離測(cè)量普遍達(dá)不到要求，表現(xiàn)在最遠(yuǎn)測(cè)距距離近，測(cè)距誤差大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足高速公路的安全車距離要求，需進(jìn)一步研究。

本課題，不是直接測(cè)量距離，而是從測(cè)量車與車之間相對(duì)速度的角度出發(fā)，研究利用雷達(dá)激光測(cè)距、超聲波測(cè)速及其它相關(guān)技術(shù)來預(yù)測(cè)高速行駛車輛的后碰及側(cè)碰問題，實(shí)現(xiàn)報(bào)警，從而避免事故發(fā)生。

本次研究主要針對(duì)汽車防撞系統(tǒng)，對(duì)前面開發(fā)的系統(tǒng)性能進(jìn)行了改進(jìn)。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:

1.汽車縱向防撞系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

完成汽車防撞系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，把整個(gè)系統(tǒng)劃分成四個(gè)分工不同的子系統(tǒng)，并確定實(shí)現(xiàn)總體方案所需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。

2.汽車防撞安全距離模型的確定

結(jié)合系統(tǒng)的技術(shù)要求和車輛的行駛情況，對(duì)課題組以前提出的安全距離跟車模型進(jìn)行了改進(jìn)，使其具有更好的可靠性和實(shí)用性，對(duì)模型中的個(gè)別參數(shù)進(jìn)行重新選取，使模型及模型的參數(shù)選取更加合理。

3.進(jìn)行汽車防撞系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)并解決關(guān)鍵技術(shù)

在以前研究的基礎(chǔ)上，重新對(duì)汽車防撞系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，并且電路中硬件器件全部采用貼片封閉形式，提高硬件系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性。本論文中著重論述了主控單元子系統(tǒng)和雷達(dá)工作數(shù)據(jù)發(fā)送單元的硬件設(shè)計(jì)，解決了汽車防撞系統(tǒng)中的雷達(dá)測(cè)距系統(tǒng)這一關(guān)鍵技術(shù)，使該課題的研究從模擬實(shí)驗(yàn)階段過渡到實(shí)車實(shí)驗(yàn)階段。

4.按照系統(tǒng)的功能需求，制定了各子系統(tǒng)之間通訊的通訊規(guī)約，并用MCS-51匯編語言設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的主控單元子系統(tǒng)軟件和雷達(dá)測(cè)距子系統(tǒng)中雷達(dá)通訊數(shù)據(jù)發(fā)送單元軟件。

5.在模擬實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過裝車實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)所要求的各種性能。

1.3本文的主要工作和內(nèi)容安排

本文在第一章緒論中闡述了汽車防撞技術(shù)產(chǎn)生的背景及現(xiàn)實(shí)意義，主要研究?jī)?nèi)容并對(duì)現(xiàn)有的防撞技術(shù)進(jìn)行了歸納和總結(jié)，進(jìn)而提出本課題的研究思路和新穎所在;第二章主要闡述了測(cè)距傳感器的選擇，并且確定了三種測(cè)距方法；第三章進(jìn)行了報(bào)警系統(tǒng)防撞模型的建立;第四章進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;第五章為系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，第六章為結(jié)論與展望。

目錄

第一章緒論1

1.1選題意義和背景1

1.2國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀2

1.3本文的主要工作和內(nèi)容安排5

第二章幾種測(cè)距方式的比較和選擇6

2.1激光方式7

2.2超聲波方式8

2.3紅外線方式9

第三章系統(tǒng)模型的建立10

3.1追尾防撞模型的建立10

3.1.1模型建立的理論依據(jù)10

3.1.2模型的建立12

3.1.3模型的討論17

3.1.4模型參數(shù)的討論18

3.2超車側(cè)向防撞模型的建立19

3.2.1模型的建立19

3.2.2模型參數(shù)的選擇26

3.2.3模型的最小轉(zhuǎn)角與最大轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)分析28

第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)30

4.1單片機(jī)的性能特點(diǎn)30

4.1.1單片機(jī)的選擇30

4.1.2MCS-51單片機(jī)的主要性能31

4.1.3單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求31

4.2追尾碰撞報(bào)警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)32

4.2.1測(cè)量距離通道的設(shè)計(jì)32

4.2.2測(cè)速通道的設(shè)計(jì)33

4.2.3開關(guān)量輸入通道的設(shè)計(jì)34

4.2.4轉(zhuǎn)向、油門、制動(dòng)信號(hào)的采集35

4.2.5聲光報(bào)警的設(shè)計(jì)36

4.2.6顯示裝置的設(shè)計(jì)39

4.2.7電源設(shè)計(jì)43

4.2.8電路板的電源保護(hù)裝置和電源的抗干擾的設(shè)計(jì)44

4.2.9"看門狗"電路的設(shè)計(jì)44

4.3系統(tǒng)主要傳感器47

4.3.1毫米波雷達(dá)傳感器48

4.3.2超聲波傳感器53

4.3.3紅外線傳感器55

4.3.4霍爾車速傳感器55

4.3.5轉(zhuǎn)向角度傳感器59

4.3.6制動(dòng)踏板傳感器60

4.3.7油門傳感器61

4.3.8路面狀況選擇開關(guān)61

4.4系統(tǒng)總體電路圖64

第五章報(bào)警系統(tǒng)軟件程序的實(shí)現(xiàn)65

5.1系統(tǒng)報(bào)警方式65

5.2程序設(shè)計(jì)思想65

5.3程序的實(shí)現(xiàn)66

第六章結(jié)論與展望71

6.1結(jié)論71

6.2展望71

參考文獻(xiàn)73

附錄76

本論文中雖然對(duì)安全距離模型進(jìn)行了改進(jìn)，但仍需進(jìn)一步改進(jìn)和細(xì)化，采用一定的控制理論和算法，使模型更具有科學(xué)性、可靠性和可操作性。本系統(tǒng)現(xiàn)階段只是就危險(xiǎn)情況實(shí)現(xiàn)了向駕駛員報(bào)警，事實(shí)上由于駕駛員的反應(yīng)性有差異及注意力不集中、疲勞駕駛等因素的存在，有時(shí)未必能及時(shí)采取減速、剎車等措施，因此系統(tǒng)下一步的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剎車的功能，使駕駛員的安全更有保障。

（1)本系統(tǒng)只是在理論上討論了汽車防碰撞的問題，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和時(shí)間問題還沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(2)本系統(tǒng)還應(yīng)該進(jìn)一步在復(fù)雜天氣(雨、雪、大霧)，潮濕、冰雪路面上進(jìn)一步測(cè)試，驗(yàn)證系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能。

(3)在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)車輛自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，使車輛的舒適性和主動(dòng)安全性得到提高.

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