淺談一種低能見(jiàn)度下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟的裝置及方法

李偉東　劉亞　周佩炫　李文軍　白冰兒

摘 要：低能見(jiàn)度很大程度上影響著車輛行駛安全，本文主要闡述了一種低能見(jiàn)度下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟的裝置及方法，該研究的推廣可以減少低能見(jiàn)度下公路交通安全事故發(fā)生的概率。

關(guān)鍵詞：低能見(jiàn)度 霧燈 示廓燈 交通安全

Discussion about a Device and Method for Automatically Turning on Vehicle Fog Lamps in Low Visibility

Li Weidong，Liu Ya，Zhou Peixuan，Li Wenjun，Bai Binger

Abstract：Low visibility greatly affects the driving safety of vehicles. This article mainly describes a device and method for automatically turning on the fog lights of vehicles under low visibility. The promotion of this research can reduce the probability of road traffic accidents under low visibility.

Key words：low visibility， fog lights， marker lights， traffic safety

1 引言

一直以來(lái)，天氣的變化異常，給公路的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了極大的安全隱患，據(jù)《2019年度中國(guó)城市交通報(bào)告》顯示，在全國(guó)100個(gè)主要城市中，工作日高峰期交通安全事故時(shí)有發(fā)生，其中由于低視覺(jué)能見(jiàn)度引起的交通事故超過(guò)20%在低能見(jiàn)度情況下。為了達(dá)到道路通車順暢和安全的目的，減少因低能見(jiàn)度導(dǎo)致的交通安全事故發(fā)生率已勢(shì)在必行。在低能見(jiàn)度行駛環(huán)境下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟是能保證行車安全的重要手段，車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟的裝置及方法的研究可以代替駕駛?cè)嗽诘湍芤?jiàn)度行駛環(huán)境下做出反應(yīng)，并能有效減少安全事故的發(fā)生。

2 一種低能見(jiàn)度下自動(dòng)開(kāi)啟車輛霧燈的裝置及研究方法

2.1 主要研究?jī)?nèi)容

道路行車安全一直是車輛所有者和交通管理部分最重視的問(wèn)題，其中低能見(jiàn)度行車環(huán)境（雨雪，濃霧，霧霾等低能見(jiàn)度氣象條件）造成的隱患卻很明顯，為了保障行車安全和交通順暢，研究出一套能夠在低能見(jiàn)度下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟的裝置顯得尤為重要。本文通過(guò)分析研究汽車行駛環(huán)境中能見(jiàn)度的識(shí)別和主動(dòng)發(fā)光誘導(dǎo)系統(tǒng)裝置的實(shí)現(xiàn)和控制等，總結(jié)出適合車輛使用的低能見(jiàn)度下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟的裝置，為保障道路行車安全提供綜合應(yīng)用技術(shù)。

2.2 技術(shù)方案

該種低能見(jiàn)度下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟的方法技術(shù)方案主要有以下四個(gè)方面：

（1）采集前方道路圖像。安裝在汽車前擋風(fēng)玻璃中央上的攝像機(jī)在行駛過(guò)程中即時(shí)采集自車前方道路的圖像，在采集道路圖像的同時(shí)將道路圖像發(fā)送到ARM9微處理器。

（2）采集自車與前車的相對(duì)距離和相對(duì)速度。安裝在車輛前保險(xiǎn)缸中央的雷達(dá)傳感器用來(lái)即時(shí)采集自車與道路前方各個(gè)車輛的相對(duì)距離和相對(duì)速度，同時(shí)將道路前方自車與前方各個(gè)車輛的相對(duì)距離和相對(duì)速度的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到ARM9微處理器。

（3）數(shù)據(jù)處理與能見(jiàn)度的確認(rèn)。首先，ARM9微處理器安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙上，它可以根據(jù)攝像機(jī)發(fā)送的自車前方道路圖像得到該道路圖像中前方各個(gè)車輛輪廓，從而可以得到每個(gè)前方車輛的輪廓中心在道路圖像中的坐標(biāo)（x1，y1）;同時(shí)，ARM9微處理器會(huì)根據(jù)雷達(dá)傳感器發(fā)送的自車與前方各車輛的相對(duì)距離和相對(duì)速度的數(shù)據(jù)信息，獲取前方各車輛中大于自車速度的車輛，得到速度大于自車速度各車輛的雷達(dá)坐標(biāo)（x2，y2）;ARM9微處理器對(duì)所述所有車輛輪廓中心坐標(biāo)（x1，y1）、所述所有車輛雷達(dá)坐標(biāo)（x2，y2）進(jìn)行配對(duì)，得到被攝像機(jī)和雷達(dá)傳感器同時(shí)采集到并且速度大于自車速度的相同前方車輛;ARM9微處理器將雷達(dá)傳感器在所述相同前方車輛在道路圖像中消失前最后一個(gè)采樣時(shí)刻發(fā)送的自車與相同前方車輛的相對(duì)距離確定為當(dāng)前道路的能見(jiàn)度。

（4）產(chǎn)生發(fā)送控制信號(hào)。當(dāng)該當(dāng)前道路能見(jiàn)度小于或等于預(yù)設(shè)能見(jiàn)度值150米時(shí)，ARM9微處理器向電磁開(kāi)關(guān)發(fā)送控制信號(hào)，該信號(hào)控制霧燈開(kāi)關(guān)，從而車輛霧燈打開(kāi)，達(dá)到設(shè)計(jì)效果。

2.3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程

該種低能見(jiàn)度下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟的裝置包括安裝在前擋風(fēng)玻璃中央的攝像機(jī)，安裝在車輛前保險(xiǎn)杠中央的雷達(dá)傳感器，安裝在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙上的ARM9微處理器，以及串接在霧燈開(kāi)啟車路上的電磁開(kāi)關(guān)。本裝置電路結(jié)構(gòu)如圖1所示。

攝像機(jī)的輸出端與ARM9微處理器的第一信號(hào)輸入端連接，將實(shí)時(shí)采集的道路圖像發(fā)送到ARM9微處理器;雷達(dá)傳感器的輸出端與ARM處理器的第二信號(hào)輸入端連接，同時(shí)將即時(shí)采集到的自車與前方各個(gè)車輛的相對(duì)距離和相對(duì)速度的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到ARM9微處理器;ARM9微處理器分析處理雷達(dá)傳感器和攝像機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，從而確定當(dāng)前道路能見(jiàn)度;ARM9微處理器的輸出端與電磁開(kāi)關(guān)的信號(hào)控制輸入端連接，當(dāng)?shù)缆纺芤?jiàn)度小于或等于能見(jiàn)度閾值的時(shí)候向電磁開(kāi)關(guān)發(fā)送控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)在低能見(jiàn)度下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟。其技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程如圖2所示。

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹的一種在低能見(jiàn)度下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟的裝置及方法，其核心部分是駕駛環(huán)境中能見(jiàn)度的判認(rèn)和燈光的自動(dòng)開(kāi)啟，信息采集儀器包括攝像機(jī)和雷達(dá)傳感器，ARM9微處理器作為信息處理儀器，通過(guò)信息的采集和處理得到正確的控制信號(hào)并傳給電路，該種裝置的研究思路應(yīng)用于車輛上可以有效的減少道路交通安全事故的發(fā)生率。但是該種思路并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，后續(xù)還應(yīng)該繼續(xù)追蹤研究，優(yōu)化低能見(jiàn)度下車輛霧燈自動(dòng)開(kāi)啟的裝置。

注：獲得國(guó)家級(jí)或省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助。項(xiàng)目編號(hào)：S202010710038。

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