大型車輛右轉(zhuǎn)內(nèi)輪差危險區(qū)域主動警示系統(tǒng)

戴文瑞++宿孝帥++張晟源++何來林

摘 要：針對大型車輛在右轉(zhuǎn)時由于前后輪轉(zhuǎn)彎半徑不同，存在內(nèi)輪差危險區(qū)域?qū)β啡松踩斐奢^大威脅的問題，設計了一個大型車輛右轉(zhuǎn)內(nèi)輪差危險區(qū)域主動警示系統(tǒng)。該系統(tǒng)架構簡單，價格低廉，可適用于多種類型的車輛。經(jīng)驗證，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)濟效益。

關鍵詞：內(nèi)輪差危險區(qū)域；主動警示系統(tǒng)；價格低廉；架構簡單

1 工作原理

大型車輛在右轉(zhuǎn)時由于前后輪轉(zhuǎn)彎半徑不同，存在內(nèi)輪差危險區(qū)域，一旦有人員進入危險區(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道，這是一個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，以主動預警的方式避免事故發(fā)生。首先車輛右轉(zhuǎn)時通過激光投射裝置動態(tài)的在地面投射出紅色危險區(qū)域，提醒周邊人員避讓；同時啟動車輛右側(cè)的主動探測設備，一旦有人員進入危險區(qū)域時，聲光報警設備同時給行人和駕駛員發(fā)出報警信號，以便采取緊急措施。

作品具有結(jié)構簡單、成本低廉的優(yōu)點，并采用成熟的軟硬件技術，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)前景和推廣應用價值。

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

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

（2）角度傳感模塊選用進口高精度電位器，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和半導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；

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

（5）聲光報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是全球領先的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具和服務供應商，自帶C/C++編譯器和調(diào)試器的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）、實時操作系統(tǒng)和中間件、開發(fā)套件、仿真器以及狀態(tài)機建模工具，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)學模型計算出危險區(qū)域的范圍，控制激光投射模塊在地面投射危險區(qū)域，同時啟動主動探測模塊，必要時啟動聲光報警模塊發(fā)出報警信號。工作原理如圖2所示。

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

2 創(chuàng)新點

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)時內(nèi)輪差會導致致命事故的發(fā)生。作品創(chuàng)新性的采用激光投射技術在地面標識出危險區(qū)域，警示行人不要進入危險區(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)設計加裝了主動探測設備，當右轉(zhuǎn)有人員進入危險區(qū)域時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

作品針對當前大型車輛右轉(zhuǎn)時事故高發(fā)的問題，設計了具有地面危險區(qū)域激光投射和主動聲光報警功能的警示系統(tǒng)。該系統(tǒng)僅由五個模塊組成，具有結(jié)構簡單、成本低廉的優(yōu)點，并且采用成熟的軟硬件技術，可靠性高，適用于多種類型的大型車輛。通過原型系統(tǒng)的演示驗證，作品可有效減少大型車輛右轉(zhuǎn)時由于內(nèi)輪差導致的事故，具有良好的市場前景和推廣應用價值。