戴文瑞++宿孝帥++張晟源++何來林

摘 要：針對大型車輛在右轉(zhuǎn)時(shí)由于前后輪轉(zhuǎn)彎半徑不同，存在內(nèi)輪差危險(xiǎn)區(qū)域?qū)β啡松踩斐奢^大威脅的問題，設(shè)計(jì)了一個(gè)大型車輛右轉(zhuǎn)內(nèi)輪差危險(xiǎn)區(qū)域主動(dòng)警示系統(tǒng)。該系統(tǒng)架構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，可適用于多種類型的車輛。經(jīng)驗(yàn)證，該系統(tǒng)可有效減少此類事故的發(fā)生，具有良好的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：內(nèi)輪差危險(xiǎn)區(qū)域；主動(dòng)警示系統(tǒng)；價(jià)格低廉；架構(gòu)簡單

1 工作原理

大型車輛在右轉(zhuǎn)時(shí)由于前后輪轉(zhuǎn)彎半徑不同，存在內(nèi)輪差危險(xiǎn)區(qū)域，一旦有人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，將會被車輛右后輪碾壓。并且由于行人的交通安全意識淡薄和駕駛員后視鏡盲區(qū)的影響，近年來由右轉(zhuǎn)內(nèi)輪差造成的事故多有報(bào)道，這是一個(gè)亟待解決的交通安全問題。

作品針對右轉(zhuǎn)內(nèi)輪差事故發(fā)生的原因，從行人和駕駛員兩方面著手，以主動(dòng)預(yù)警的方式避免事故發(fā)生。首先車輛右轉(zhuǎn)時(shí)通過激光投射裝置動(dòng)態(tài)的在地面投射出紅色危險(xiǎn)區(qū)域，提醒周邊人員避讓；同時(shí)啟動(dòng)車輛右側(cè)的主動(dòng)探測設(shè)備，一旦有人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，聲光報(bào)警設(shè)備同時(shí)給行人和駕駛員發(fā)出報(bào)警信號，以便采取緊急措施。

作品具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，并采用成熟的軟硬件技術(shù)，可靠性高，適用于多種類型的大型車輛，可以有效避免右轉(zhuǎn)內(nèi)輪差造成的事故，具有良好的商業(yè)前景和推廣應(yīng)用價(jià)值。

大型車輛右轉(zhuǎn)盲區(qū)主動(dòng)警示系統(tǒng)由主控模塊、角度傳感模塊、激光投射模塊、主動(dòng)探測模塊和聲光報(bào)警模塊組成。系統(tǒng)組成如圖1所示。

（1）主控模塊選用Freescal K60單片機(jī)，其具有功耗低、頻率高、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；

（2）角度傳感模塊選用進(jìn)口高精度電位器，以滿足轉(zhuǎn)向角度數(shù)據(jù)獲取的精度要求；

（3）激光投射模塊由高精度伺服舵機(jī)和半導(dǎo)體線激光器加工組裝而成，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)投射激光線的長度和粗細(xì)；

（4）主動(dòng)探測模塊由超聲波傳感器和紅外傳感器組成，可滿足復(fù)雜條件下的探測需求；

（5）聲光報(bào)警模塊分別安裝在車輛右側(cè)和駕駛室內(nèi)，以便給車外人員和駕駛員提醒。

系統(tǒng)軟件的開發(fā)工具選用IAR開發(fā)環(huán)境，IAR Systems是全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具和服務(wù)供應(yīng)商，自帶C/C++編譯器和調(diào)試器的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和中間件、開發(fā)套件、仿真器以及狀態(tài)機(jī)建模工具，使系統(tǒng)軟件通用性大大提高，方便工業(yè)化推廣和移植。

角度傳感模塊安裝在方向盤中，以獲取車輛的右轉(zhuǎn)角度信息。當(dāng)主控模塊收到角度傳感模塊發(fā)出的右轉(zhuǎn)信息后，通過內(nèi)輪差數(shù)學(xué)模型計(jì)算出危險(xiǎn)區(qū)域的范圍，控制激光投射模塊在地面投射危險(xiǎn)區(qū)域，同時(shí)啟動(dòng)主動(dòng)探測模塊，必要時(shí)啟動(dòng)聲光報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警信號。工作原理如圖2所示。

激光投射模塊和主動(dòng)探測模塊安裝在車輛右側(cè)，車輛右轉(zhuǎn)時(shí)開始工作，提供主動(dòng)提示和告警功能。系統(tǒng)配置如圖3所示。

2 創(chuàng)新點(diǎn)

由于行人安全知識的缺乏，很多人并不知道大型車輛右轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)輪差會導(dǎo)致致命事故的發(fā)生。作品創(chuàng)新性的采用激光投射技術(shù)在地面標(biāo)識出危險(xiǎn)區(qū)域，警示行人不要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，避免事故的發(fā)生。由于大型車輛駕駛室右后視鏡存在很大的盲區(qū)，駕駛員無法有效觀察右后方情況。作品在車輛右側(cè)設(shè)計(jì)加裝了主動(dòng)探測設(shè)備，當(dāng)右轉(zhuǎn)有人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)會給行人及駕駛員告警，以方便他們采取緊急措施。

3 市場前景

作品針對當(dāng)前大型車輛右轉(zhuǎn)時(shí)事故高發(fā)的問題，設(shè)計(jì)了具有地面危險(xiǎn)區(qū)域激光投射和主動(dòng)聲光報(bào)警功能的警示系統(tǒng)。該系統(tǒng)僅由五個(gè)模塊組成，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，并且采用成熟的軟硬件技術(shù)，可靠性高，適用于多種類型的大型車輛。通過原型系統(tǒng)的演示驗(yàn)證，作品可有效減少大型車輛右轉(zhuǎn)時(shí)由于內(nèi)輪差導(dǎo)致的事故，具有良好的市場前景和推廣應(yīng)用價(jià)值。