大型車輛右轉內輪差危險區域主動警示系統

戴文瑞++宿孝帥++張晟源++何來林

摘 要：針對大型車輛在右轉時由于前后輪轉彎半徑不同，存在內輪差危險區域對路人生命安全造成較大威脅的問題，設計了一個大型車輛右轉內輪差危險區域主動警示系統。該系統架構簡單，價格低廉，可適用于多種類型的車輛。經驗證，該系統可有效減少此類事故的發生，具有良好的社會效益與經濟效益。

關鍵詞：內輪差危險區域；主動警示系統；價格低廉；架構簡單

1 工作原理

大型車輛在右轉時由于前后輪轉彎半徑不同，存在內輪差危險區域，一旦有人員進入危險區域，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的影響，近年來由右轉內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。

作品針對右轉內輪差事故發生的原因，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生。首先車輛右轉時通過激光投射裝置動態的在地面投射出紅色危險區域，提醒周邊人員避讓；同時啟動車輛右側的主動探測設備，一旦有人員進入危險區域時，聲光報警設備同時給行人和駕駛員發出報警信號，以便采取緊急措施。

作品具有結構簡單、成本低廉的優點，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，可以有效避免右轉內輪差造成的事故，具有良好的商業前景和推廣應用價值。

大型車輛右轉盲區主動警示系統由主控模塊、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、抗干擾性強等優點；

（2）角度傳感模塊選用進口高精度電位器，以滿足轉向角度數據獲取的精度要求；

（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，可根據需要調節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和駕駛室內，以便給車外人員和駕駛員提醒。

系統軟件的開發工具選用IAR開發環境，IAR Systems是全球領先的嵌入式系統開發工具和服務供應商，自帶C/C++編譯器和調試器的集成開發環境（IDE）、實時操作系統和中間件、開發套件、仿真器以及狀態機建模工具，使系統軟件通用性大大提高，方便工業化推廣和移植。

角度傳感模塊安裝在方向盤中，以獲取車輛的右轉角度信息。當主控模塊收到角度傳感模塊發出的右轉信息后，通過內輪差數學模型計算出危險區域的范圍，控制激光投射模塊在地面投射危險區域，同時啟動主動探測模塊，必要時啟動聲光報警模塊發出報警信號。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，車輛右轉時開始工作，提供主動提示和告警功能。系統配置如圖3所示。

2 創新點

由于行人安全知識的缺乏，很多人并不知道大型車輛右轉時內輪差會導致致命事故的發生。作品創新性的采用激光投射技術在地面標識出危險區域，警示行人不要進入危險區域，避免事故的發生。由于大型車輛駕駛室右后視鏡存在很大的盲區，駕駛員無法有效觀察右后方情況。作品在車輛右側設計加裝了主動探測設備，當右轉有人員進入危險區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時事故高發的問題，設計了具有地面危險區域激光投射和主動聲光報警功能的警示系統。該系統僅由五個模塊組成，具有結構簡單、成本低廉的優點，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。通過原型系統的演示驗證，作品可有效減少大型車輛右轉時由于內輪差導致的事故，具有良好的市場前景和推廣應用價值。