淺談一種低能見度下車輛霧燈自動開啟的裝置及方法

李偉東　劉亞　周佩炫　李文軍　白冰兒

摘 要：低能見度很大程度上影響著車輛行駛安全，本文主要闡述了一種低能見度下車輛霧燈自動開啟的裝置及方法，該研究的推廣可以減少低能見度下公路交通安全事故發生的概率。

關鍵詞：低能見度 霧燈 示廓燈 交通安全

Discussion about a Device and Method for Automatically Turning on Vehicle Fog Lamps in Low Visibility

Li Weidong，Liu Ya，Zhou Peixuan，Li Wenjun，Bai Binger

Abstract：Low visibility greatly affects the driving safety of vehicles. This article mainly describes a device and method for automatically turning on the fog lights of vehicles under low visibility. The promotion of this research can reduce the probability of road traffic accidents under low visibility.

Key words：low visibility， fog lights， marker lights， traffic safety

1 引言

一直以來，天氣的變化異常，給公路的運營帶來了極大的安全隱患，據《2019年度中國城市交通報告》顯示，在全國100個主要城市中，工作日高峰期交通安全事故時有發生，其中由于低視覺能見度引起的交通事故超過20%在低能見度情況下。為了達到道路通車順暢和安全的目的，減少因低能見度導致的交通安全事故發生率已勢在必行。在低能見度行駛環境下車輛霧燈自動開啟是能保證行車安全的重要手段，車輛霧燈自動開啟的裝置及方法的研究可以代替駕駛人在低能見度行駛環境下做出反應，并能有效減少安全事故的發生。

2 一種低能見度下自動開啟車輛霧燈的裝置及研究方法

2.1 主要研究內容

道路行車安全一直是車輛所有者和交通管理部分最重視的問題，其中低能見度行車環境（雨雪，濃霧，霧霾等低能見度氣象條件）造成的隱患卻很明顯，為了保障行車安全和交通順暢，研究出一套能夠在低能見度下車輛霧燈自動開啟的裝置顯得尤為重要。本文通過分析研究汽車行駛環境中能見度的識別和主動發光誘導系統裝置的實現和控制等，總結出適合車輛使用的低能見度下車輛霧燈自動開啟的裝置，為保障道路行車安全提供綜合應用技術。

2.2 技術方案

該種低能見度下車輛霧燈自動開啟的方法技術方案主要有以下四個方面：

（1）采集前方道路圖像。安裝在汽車前擋風玻璃中央上的攝像機在行駛過程中即時采集自車前方道路的圖像，在采集道路圖像的同時將道路圖像發送到ARM9微處理器。

（2）采集自車與前車的相對距離和相對速度。安裝在車輛前保險缸中央的雷達傳感器用來即時采集自車與道路前方各個車輛的相對距離和相對速度，同時將道路前方自車與前方各個車輛的相對距離和相對速度的數據信息發送到ARM9微處理器。

（3）數據處理與能見度的確認。首先，ARM9微處理器安裝在汽車發動機艙上，它可以根據攝像機發送的自車前方道路圖像得到該道路圖像中前方各個車輛輪廓，從而可以得到每個前方車輛的輪廓中心在道路圖像中的坐標（x1，y1）;同時，ARM9微處理器會根據雷達傳感器發送的自車與前方各車輛的相對距離和相對速度的數據信息，獲取前方各車輛中大于自車速度的車輛，得到速度大于自車速度各車輛的雷達坐標（x2，y2）;ARM9微處理器對所述所有車輛輪廓中心坐標（x1，y1）、所述所有車輛雷達坐標（x2，y2）進行配對，得到被攝像機和雷達傳感器同時采集到并且速度大于自車速度的相同前方車輛;ARM9微處理器將雷達傳感器在所述相同前方車輛在道路圖像中消失前最后一個采樣時刻發送的自車與相同前方車輛的相對距離確定為當前道路的能見度。

（4）產生發送控制信號。當該當前道路能見度小于或等于預設能見度值150米時，ARM9微處理器向電磁開關發送控制信號，該信號控制霧燈開關，從而車輛霧燈打開，達到設計效果。

2.3 技術實現流程

該種低能見度下車輛霧燈自動開啟的裝置包括安裝在前擋風玻璃中央的攝像機，安裝在車輛前保險杠中央的雷達傳感器，安裝在車輛發動機艙上的ARM9微處理器，以及串接在霧燈開啟車路上的電磁開關。本裝置電路結構如圖1所示。

攝像機的輸出端與ARM9微處理器的第一信號輸入端連接，將實時采集的道路圖像發送到ARM9微處理器;雷達傳感器的輸出端與ARM處理器的第二信號輸入端連接，同時將即時采集到的自車與前方各個車輛的相對距離和相對速度的數據信息發送到ARM9微處理器;ARM9微處理器分析處理雷達傳感器和攝像機發送的數據信息，從而確定當前道路能見度;ARM9微處理器的輸出端與電磁開關的信號控制輸入端連接，當道路能見度小于或等于能見度閾值的時候向電磁開關發送控制信號，從而實現在低能見度下車輛霧燈自動開啟。其技術實現流程如圖2所示。

3 結語

本文介紹的一種在低能見度下車輛霧燈自動開啟的裝置及方法，其核心部分是駕駛環境中能見度的判認和燈光的自動開啟，信息采集儀器包括攝像機和雷達傳感器，ARM9微處理器作為信息處理儀器，通過信息的采集和處理得到正確的控制信號并傳給電路，該種裝置的研究思路應用于車輛上可以有效的減少道路交通安全事故的發生率。但是該種思路并沒有得到廣泛的應用，后續還應該繼續追蹤研究，優化低能見度下車輛霧燈自動開啟的裝置。

注：獲得國家級或省級大學生創新創業訓練計劃項目資助。項目編號：S202010710038。

參考文獻：

[1]中國公路網站.http：//www.chinahighway.com/.

[2]張殿業.駕駛員動態視野與行車安全可靠度[J].西南交通大學學報，2000年03期.

[3]周群.低能見度下主動發光誘導設施設置研究[D].陜西：長安大學，2014.

[4]曾志偉.霧天高速公路交通事故成因分析及安全對策[J].公路與汽運，2008年05期.

[5]徐祖澤.智能汽車燈光控制系統[J].電子世界，2019年10期.

[6]吳明亮.一種新型高速公路霧燈協同控制系統[J].人民交通，2019年12期.