基于圖像處理的汽車輪速檢測系統研究

李學達+李巖+李志偉

吉林大學 吉林省長春市130022

摘要：一般來說，汽車防抱死制動系統以及汽車動態控制系統當中的重要信息源都來自汽車輪速，通過對汽車輪速進行合理的檢測，我們就可以充分掌握這些重要的信息源。為了保障這些系統的穩定，并且提高相關工作效率，我們就必須對輪速的信息進行準確的掌握，從而對這些系統進行相應的控制。綜上所述我們可以看出，輪速信息具有十分重要的意義，而且只有獲取了較為準確的輪速信息，那么它的意義才能在最大程度上發揮出來。但是目前在道路性能測試的過程中，很多汽車采用的都是傳統的輪速，其次，汽車輪速傳感器的安裝通常情況下都是十分復雜的，它的安裝工具的型號必須根據車型來進行選擇，這就在一定程度上增加了安裝的難度，它不僅會使安裝效率變低，同時還會使安裝的過程變得極其繁瑣，所以由此看來，這種方法的通用性并不是十分的樂觀。針對以上情況，我們現在必須要做的就是開發出一套高效、通用性強的輪速檢測系統，其次，開發出來的輪速檢測系統也要便于安裝。

關鍵詞：動態控制；通用性；輪速檢測

隨著我國社會的不斷進步，我國汽車行業的發展也變得越來越快，尤其是最近幾年高速公路的建設規模壯大，這樣的發展情形就導致汽車的保有量不斷上升，同時，一些重大人員傷亡的交通事故發生率也變得越來越多。根據相關的調查統計我們可以發現，由于車輛采取緊急制動時車輪發生抱死情況而出現的交通事故就就高達15%。一般來說，當汽車在進行制動時，如果前輪出現了抱死的情況，那么汽車就會喪失轉向控制能力，這樣一來，汽車就會不斷向前滑行，從而導致意外的出現。與前輪抱死不同的是，一旦后輪出現抱死的情況，那么汽車還是具有轉向控制能力的，但如果后輪遭受外力的作用，那么就會出現側滑，嚴重情況下甚至會導致汽車甩尾的情況出現，造成這一現象產生的主要原因就是汽車后輪在抱死的情況下，抵抗橫向外力的能力就變得很弱，所以就會造成汽車甩尾等意外事故的發生。這樣的現象不僅會威脅到駕駛人員的生命安全，同時還會造成大型交通事故的出現，所以為了保障車輛的安全，我們必須使其具備良好的制動性能以及操縱穩定性。現階段，汽車安全技術中最為重要的體現技術就是防抱死制動系統，它可以有效的確保車輛制動時的穩定性。

一.輪速檢測技術現狀

隨著社會的快速發展，微電子技術以及傳感器技術的發展進度也變得越來越快，也正是因為如此，很多汽車的控制系統當中都加入了電子控制系統。在汽車控制系統中起著關鍵作用的就是輪速傳感器，它不僅有著極其重要的作用，同時還是最為關鍵的部件，另外，汽車的防抱死制動系統以及變速器等眾多控制系統當中的重要信息源都是來源于輪速傳感器，由此我們可以看出，輪速傳感器對于汽車來說有著極其重要的價值。現在，國內外很多汽車專家都開始對輪速信息進行了深入的研究，其研究的內容主要是怎樣獲取較為精準的輪速信息，但是現在絕大部分的都是采用角速度傳感器或者輪速傳感器?，F在磁電式輪速傳感器就是我國對于輪速傳感器的主要研究內容。

二.基于圖像處理方法的適用性研究

現階段，圖像處理技術主要分為兩大類，即：模擬圖像處理以及數字圖像處理。就拿數字圖像處理舉例來說，在該類圖像處理進行操作時，首先要做到的就是利用A/D對圖像信號進行轉換，使其順利的變成數字信號，之后在通過計算機進行下一步的處理。其中，圖像變換、圖像分割、圖像識別等就是該種圖像處理主要的研究內容?，F階段，圖像處理的技術已經得到了極大的進步，并且其取得的成績也是十分明顯的，目前，很多民生領域已經廣泛的應用起了圖像處理技術。不僅如此，像氣象監測、石油勘查、土地測繪等方面也采取了圖像處理技術。另外，我國在進行國防軍事時，也采取了圖像處理技術，該技術主要起著以下作用：偵查、導彈精確制導等等。隨著圖像處理技術的迅速發展，其運用的領域也變得越來越廣泛，由此我們可以看出，圖像處理技術有著十分廣闊的發展前景。

三.基于圖像處理的汽車輪速檢測算法研究

在圖像處理過程中，所需的圖像數據往往是十分巨大的，而且對于系統的實時性也是有著較高的要求標準的。所以，我們應該盡量減少圖像中存在的無用信息。在多次實驗過程中，通過對實驗進行對比，我們主要將圖像處理的過程分為了兩大模塊，即：圖像與處理以及特征線提取。

（一）圖像預處理

通常在進行圖像預處理時，我們需要采用合理的算法將圖像中沒有實際用處的信息進行削弱，這樣后面的圖像處理工作就會變得更為便捷。由于圖像預處理當中的運算量比較大，所以我們必須讓處理的效果變得更為明顯，這樣對于后續圖像的處理是十分有利的，它可以在一定程度上保障后續圖像處理算法的準確，另外，處理的效果對于后續圖像處理算法的適應性和穩定性都有起著十分重要的影響作用。所以，對于一個良好的圖像處理系統來說，圖像預處理是必不可少的一部分。

在圖像處理當中，最為重要的一個環節就是圖像壓縮，一般在進行圖像壓縮時，壓縮過后的圖像必須符合后續圖像處理的要求，否則就會對后續圖像的處理造成一定的影響。其次，在壓縮過程中，我們應該將圖像的存儲空間盡可能的縮小，這樣不僅可以加強系統的實時性，同時還可以降低圖像的處理負擔。在圖像處理過程中，由于壓縮機制的差異，其壓縮種類也是不同的，最為常見的兩種壓縮種類就是無損壓縮以及有損壓縮，目前為止，數字圖像中最常用的壓縮方法就是有損壓縮。

（二）特征線提取

在完成圖像預處理的相關操作之后，我們就可以得到差分圖像，而得出的差分圖像必須是只含有兩條特征線的。其次，把兩條特征線結合成直線，并且將特征線之間的夾角進行轉換，使其變為兩條之間當中的夾角，這樣就可以求出兩條特征線當中的夾角。在進行曲線擬合之前，為了提高特征線分離以及擬合的效率，我們必須先對特征線進行邊緣檢測。

正常情況下，在圖像當中相鄰切像素值變化較大的點進行的集合就是邊緣的主要內容，同時，邊緣在圖像的描述中起著十分關鍵的作用，簡單來說就是，邊緣是圖像描述當中最為重要的一個特征。一般邊緣具備的特性都有以下兩點，即：沿邊方向的像素值變化較為平緩，而像素值變化比較劇烈的則是邊緣垂直的方向。在進行邊緣檢測時，我們最常采用的方法就是圖像邊緣信息的提取，這樣一來，目標的識別就會變得更加方便，特征描述也會變得十分便捷。目前，在進行邊緣檢測時，采用的方法很多，其中最為常見的就是微分算子的邊緣檢測法。本篇論文中在選取圖像邊緣檢測法時主要分析了微分算子的工作原理，并且根據相關的分析結果進行對比，從而選出最為合適的邊緣檢測法。

結束語：

綜上所述我們可以看出，現在基于圖像處理的汽車輪速檢測系統是一種全新的嘗試，它與傳統的輪速采集存在較大的差異，對于傳統輪速采集當中存在的一些弊端它能夠順利的克服，并且在這個過程中實現輪速采集的非接觸測量。本篇論文在對圖像處理的汽車輪速檢測系統進行相關的分析時查閱樂大量的文獻資料，從而做出了以上的分析，另外，對于圖像處理的相關算法，本篇論文中也做出了詳細的介紹，同時還分析出了系統當中具備的特點，以此來進行適當的優化改進。

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