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原文传递基于北斗车载终端的主动交通安全预警机制的研究

论文题名：	基于北斗车载终端的主动交通安全预警机制的研究
关键词：	车载终端;主动交通安全;防碰撞功能;预警机制
摘要：	随着交通运输行业的发展,人们对运载车辆的监控及智能化管理的要求日益提高,同时交通安全也是威胁人们生命、财产安全的一大难题。像安全带、安全气囊等传统的被动安全装置已不能满足人们需要,主动安全技术应运而生。然而,车辆出厂前安装的主动安全设备价格高昂,市面上的车载终端功能单一,主动安全技术没有得到广泛的应用。若能将车载定位、监控终端与主动安全技术结合起来,提供一款性价比较高的新型车载终端,满足大众需求,既能推动我国汽车主动安全技术的发展,也能带来很大的市场发展空间。本文的研究目的就是提出这样的一种建立在车载终端基础上的主动安全预警机制。现我国正大力推动北斗导航在民用领域的发展,选择北斗、GPS双模定位系统既可保证定位精度,又可满足市场发展需求。　　车载终端本身应首先具备定位导航、实时监控的功能,满足交通运输行业对运载车辆监控、管理的需求。该功能的实现主要需要以下几个模块的支持:定位模块、通信模块、主控单元和在线服务平台。定位模块负责定位数据接收、解析、发送与存储;通信模块负责GPRS数据的传输,实现终端与在线服务平台的信息交互;主控单元包含CPU、Flash、时钟电路等,通过各种接口控制外围的功能模块,是终端的中央控制器;在线服务平台则负责显示、监控车辆的实时位置。　　本文提出的主动安全预警机制主要是指前向避撞功能、驾驶员行为监测功能和车辆潜在故障检测功能。要在车载终端的基础上实现该预警功能,需增加微波测距雷达、霍尔式测速仪、CCD摄像头等传感器模块,及CAN总线数据采集模块。终端的主控单元需增加图像处理、预警安全距离的计算和车辆CAN总线故障信息的处理功能;在线服务平台则需增加不同汽车制造商的CAN协议规范及车辆故障码的数据库信息。　　根据车辆的实际制动过程,得出自车与前车的制动距离,建立主动安全距离模型。结合微波测距雷达测得前车与自车的车间距、相对速度,及霍尔式测速传感器测得自车车速信息,得出预警安全距离wd。当车间距小于wd时,自动触发声音预警,提醒驾驶员减速,以此实现前向避撞功能。　　驾驶员行为的监测需在驾驶舱内安装一台CCD摄像机,实时采集驾驶员的面部图像。经过图像去噪、光线补偿、灰度转换、二值化等预处理之后,采用空间匹配滤波器算法实现面部特征器官的模板匹配,然后对人眼进行睁眼、闭眼模板匹配和疲劳检测。疲劳检测采用PERCLOS原理,当PERCLOS值大于15％,且维持时间大于3s时,触发疲劳状态预警,以此实现驾驶员的行为监测功能。　　车辆潜在故障检测则主要依靠CAN总线采集模块和在线服务平台。CAN总线采集模块实时采集车辆CAN状态信息,在线服务平台根据车辆型号调用CAN数据解析协议数据库和故障信息数据库,进行CAN协议匹配,将解析、处理后的CAN信息和故障码下发至车载终端,以此实现故障检测功能。　　本文提出的基于北斗车载定位终端的主动安全预警机制,虽然系统涉及领域较多,但是有效利用了现有的车载终端技术资源,有力的降低了主动安全技术的成本,很有实用价值。若本系统能成果转化使用并大范围推广,将大大提高道路交通的安全系数,有力带动运输行业的服务转型。
作者：	李冉
专业：	通信与信息系统
导师：	张浩
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中国海洋大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文