基于單片機(jī)的地下停車場(chǎng)坡道行車安全輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王詠婷，陳駿昇，段天瑤，劉妍柔

（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210000）

0 引言

智能交通是當(dāng)今交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，在面對(duì)全球信息化的趨勢(shì)下，智能交通將人、車、路的關(guān)系相互融合，從而達(dá)到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、安全、高效、節(jié)能的目標(biāo)。本課題將設(shè)計(jì)出一套可行的地下停車場(chǎng)坡道行車安全輔助系統(tǒng)方案，通過感光元件控制燈光軌跡的顯示并完成對(duì)燈光控制系統(tǒng)各部件的參數(shù)的確定。

1 系統(tǒng)概述

隨著汽車數(shù)量的增長(zhǎng)，各類交通事故發(fā)生率也在增長(zhǎng)。從造成事故因素來看，一方面是汽車保有量的增加，以及道路設(shè)施安全系統(tǒng)的不完善所致，另一方面與駕駛?cè)思靶腥税踩庾R(shí)不足有關(guān)，特別是駕駛?cè)艘蜃呱窦安涣捡{駛習(xí)慣等原因。目前，針對(duì)地下停車場(chǎng)坡道行車安全輔助系統(tǒng)的開發(fā)還沒有具體的先例，地下停車場(chǎng)內(nèi)車輛和墻體的剮蹭屢見不鮮，一些新手司機(jī)因?yàn)轳{駛經(jīng)驗(yàn)不足經(jīng)常會(huì)發(fā)生車體剮蹭，通過燈光引導(dǎo)車輛進(jìn)行上下坡拐彎，可有效避免事故的發(fā)生，也避免了因?yàn)檐囕v駕駛不熟導(dǎo)致的堵塞，提高通行效率［1］。

2 系統(tǒng)基礎(chǔ)

如圖1所示，系統(tǒng)開始為初始化狀態(tài)，為達(dá)到研究目標(biāo)將單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入，其中的數(shù)據(jù)是根據(jù)某一具體的停車場(chǎng)，通過分析得到轉(zhuǎn)彎路徑函數(shù)，然后導(dǎo)入開源的數(shù)據(jù)庫(kù)所得。紅外傳感器的工作內(nèi)容包括以下4種情況的信息采集。

圖1 系統(tǒng)信息采集

(1）當(dāng)無車輛駛?cè)爰t外脈沖沒有被阻擋時(shí)，接收器接收到信號(hào)1。單片機(jī)發(fā)出不亮燈的指令給燈光控制裝置。

(2）當(dāng)坡道只有一輛車駛?cè)霑r(shí)，接收器接收到信號(hào)2。根據(jù)紅外感應(yīng)器傳來的信號(hào)判斷是上坡道還是下坡道。如果是上坡道來車則上坡道軌跡亮綠燈；如果是下坡道來車則是下坡道軌跡亮綠燈。

(3）當(dāng)?shù)谝惠v車還未駛出規(guī)定區(qū)域，另外坡道又來第二輛車時(shí)，接收器接收到信號(hào)3。彎道口的投影警示燈亮紅色，提醒車輛勿駛?cè)霃澋溃谝惠v完全駛出規(guī)定區(qū)域后，燈滅，第二輛車方可按引導(dǎo)軌跡通行。

(4）當(dāng)兩個(gè)坡道同時(shí)來兩輛車時(shí)，接收器接收到信號(hào)4。處于上行坡道的車輛行駛軌跡亮綠燈，車輛跟隨軌跡上坡；同時(shí)下行坡道，彎道口的投影警示燈亮紅燈，提醒車輛勿駛?cè)霃澋溃掀萝囕v安全通過規(guī)定彎道區(qū)域之后，紅外感應(yīng)器接收到上行車輛離開的信號(hào)，下行坡道軌跡亮綠燈。當(dāng)車輛行駛到可能剮蹭到車身的區(qū)域時(shí)，重力感應(yīng)裝置會(huì)感應(yīng)到，隨后軌跡燈會(huì)變成紅色來警示。

由車輛位置紅外感應(yīng)器、51單片機(jī)、燈光控制裝置、重力感應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下停車場(chǎng)上下坡道行車安全及時(shí)預(yù)警的功能。如圖2所示，當(dāng)進(jìn)入地下停車場(chǎng)的車輛通過坡道處安裝的紅外感應(yīng)器時(shí)，感應(yīng)器輸出模擬信號(hào)，通過A/D轉(zhuǎn)換器輸入給51單片機(jī)，單片機(jī)向燈光控制裝置發(fā)出編程好的VC＋＋指令控制投影燈亮投射出引導(dǎo)軌跡，車輛在行駛過程中，若按照綠色燈光引導(dǎo)軌跡規(guī)范行車，則到達(dá)駛出位置時(shí)感應(yīng)器檢測(cè)到車輛離開，一套完整安全檢測(cè)系統(tǒng)完成；若車輛沒有按照綠色燈光引導(dǎo)的軌跡行車容易發(fā)生剮蹭事故時(shí)，軌道兩旁的重力感應(yīng)裝置檢測(cè)到車輛未規(guī)范行駛，將信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)將數(shù)據(jù)處理之后發(fā)送紅色燈光指令給燈光控制裝置投射出紅色引導(dǎo)軌跡，警示駕駛員規(guī)范行車。當(dāng)車輛回歸正確路線之后，燈光再次變回綠色［2-5］。

圖2 單片機(jī)示例

3 系統(tǒng)實(shí)施

通過實(shí)地考察，一般將系統(tǒng)安裝在地下停車場(chǎng)出入口上下坡處的地下，將無線傳感器感應(yīng)所得的車輛到達(dá)信息及地下停車場(chǎng)坡道轉(zhuǎn)彎路徑數(shù)據(jù)庫(kù)輸入到單片機(jī)中，將編程好的VC＋＋程序輸入單片機(jī)對(duì)燈光引導(dǎo)裝置進(jìn)行控制，等車輛進(jìn)入系統(tǒng)控制范圍內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)則根據(jù)提前設(shè)置好的燈光開閉時(shí)段進(jìn)行操作，引導(dǎo)目標(biāo)車輛按照指引燈規(guī)定線路行駛，若同時(shí)有兩車相向而行，則按照先上后下的原則由燈光直接負(fù)責(zé)指引，減少問題產(chǎn)生的可能性［6］。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)政府管理部門一直注重交通運(yùn)輸戰(zhàn)略的規(guī)劃，2019年9月24日發(fā)布《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》明確提出到2035年我國(guó)基本建成交通強(qiáng)國(guó)。該系統(tǒng)根據(jù)周邊停車場(chǎng)實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行合理化科學(xué)研究，再針對(duì)該停車場(chǎng)形成較為完整的系統(tǒng)后，將嘗試?yán)靡延袛?shù)據(jù)庫(kù)對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)，旨在目標(biāo)更大眾化，駕駛員也就可以借助燈光投影在前方的軌跡修正駕駛動(dòng)作，使車在該軌跡范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)即可安全通過彎道，降低剮蹭風(fēng)險(xiǎn)，最終完成地下停車場(chǎng)的高效管理和安全預(yù)警。