基于高速公路上汽车在雾天安全行驶系统的设计
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2020-01-26
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基于高速公路上汽车在雾天安全行驶系统的设计
雷金涛，刘航，郝博
辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁阜新（125105）
E-mail：leijintao1986@163.com
摘 要：为了克服大雾天气对高速公路行驶的不安全因素的影响，本文提出一种针对大雾天
气仍能保证安全驾驶的智能路况特殊地段控制系统。该系统包括短波信号的发射、信息采集
处理、图像实时显示三部分。通过实时更新信息，降低大雾天气带来的危险，提高整个交通
的安全质量。
关键词：团雾；短波发射；路况信息；实时控制；特殊监控
中图分类号：U4
1. 项目背景
在雨、雪、雾天或夜间，追尾事故是频繁发生，而大雾天气影响高速公路上的汽车很是
严重。前方行驶的车辆是最常见的障碍物，利用路况识别技术实时、有效地获取前方车辆的
信息是保持安全车距，防止发生碰撞事故，保证行车安全的先决条件。
路况识别技术的发展：通过试验仪器来直接对路面的附着系数进行测量是一种最简单的
方法。20 世纪 70 年代在英国、瑞典等国家就己经有了可以测量路面附着系数的设备。有研
究人员将光学传感器装备在汽车的前部，通过对地面反射光进行频谱分析来对路面进行评
估，便于汽车的控制系统采取相应的策略。近年来在道路识别系统的研究中采用雷达波、毫
米波等电磁波或超声波的方法日益增多。这种措施一般是通过特殊装置向地面反射电磁波或
超声波，由传感器等对反射波进行接收并进行反射波的频谱分析， 根据频谱的差异正确判
断路面的种类。通过在汽车上安装数字式照相机或摄像头等仪器，用来实时采集反应路况的
数字图像，并据此来对路面进行划分。采用车载声纳系统检测在有效范围内是否有障碍物，
采用光电传感器控制，采用 USB 摄像头采集环境图像信息
[1]
。路况识别系统由三个部分组
成：超声波测距系统、光电传感器、电路和图像采集与识别系统
[2]
。
本项目由路况检测装置，控制中心，车载图形化显示报警装置组成。在特殊路段装上红
外线探测器，探测是否有大雾的天气，用线圈传感器来检测经过该路段车辆的情况，再由控
制中心将综合信息发送给即将经过的汽车，汽车上安装的车载图形化显示或报警装置，将提
醒驾驶人员减速或刹车。不需 USB 摄像头来采集路况图像信息，避免了在大雾天气带来的
影响。
2. 总体设计
2.1 信息采集部分
路况信息接收机：最常用的路况探测器是电感线圈传感器、超声波传感器和红外传感器。
为保证数据的实时性、连续性和准确性， 1ｋｍ 划为一个段面。电感线圈传感器埋在路面
下 8～10ｃｍ 处， 红外传感器安装在道路表面上或离路面 80～100ｃｍ高度处。超声波传
感器安装在车上用于检测前后车距，所采集的数据通过金属电缆或光缆送监控分中心的处理
装置进行处理汇总
[3]
。
无线短波发射与接收：短波发射主要用于各广播电台之间。发射机主要由电控逻辑装置、
过荷保护装置、频率预置和自动调谐装置等组成。为了保证发射机能工作在所需的频率值，
必须对高频回路进行精密调谐。本设计采用现场电子系统集成化，以使整个系统达到高可靠
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