高速公路汽车追尾预警系统的研究

论文摘要

近年来,随着我国高速公路事业的迅速发展,交通事故也与日俱增。高速公路是单向行驶道路,调查分析表明,高速公路恶性交通事故主要是汽车追尾。目前,汽车防撞预警装置主要是雷达防撞系统,但由于其自身的缺点和成本较高等原因,还没有得到普遍使用。本文提出了一种应用环境为双车道高速公路的基于数字标尺和图像处理技术的高速公路汽车追尾预警系统方案,并将其实现。本文的研究工作分为两部分:车辆纵向位置的判定(即车距识别)和横向位置的判定(即车道识别)。车距识别由数字标尺方案实现,具体设计思想是:沿高速公路每隔100米设置一个具有无线收发功能的控制装置,称为数字标尺,数字标尺的作用相当于给高速公路定标,汽车上放置车载台,车载台定时向数字标尺发出车辆的位置登记信息,该数字标尺根据其前方两个数字标尺传来的车辆位置登记信息判断当前车辆的行车安全等级,向车载台发出预警指示。此外,将数个数字标尺连接到一个数据汇总节点,把每个数字标尺上的车辆位置登记信息通过数据汇总节点转发给控制中心,控制中心就可以对行驶在高速公路上的汽车跟踪监控。车道识别采用了基于视觉传感器的车道识别方法,通过分析车载摄像机获取的路面图像信息识别车道,提出了基于离散余弦变换的频率域识别算法。对于上述研究工作,本文论述了方案的设计思想,分析了方案所涉及的理论问题,制作了硬件电路和软件。实验的结果达到了预定的目标。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 汽车追尾预警系统的研究现状
• 1.2.1 车距识别的研究现状
• 1.2.2 车道识别的研究现状
• 1.3 本课题的内容安排
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 高速公路汽车追尾事故分析
• 2.2 本课题主要研究内容
• 2.3 本章小结
• 第三章 数字标尺方案设计原理
• 3.1 系统通信容量的设计
• 3.2 系统的工作原理
• 3.2.1 车载台
• 3.2.2 数字标尺
• 3.2.3 数据汇总节点
• 3.3 无线收发装置
• 3.4 本章小结
• 第四章 数字标尺的硬件和软件设计
• 4.1 车载台的设计
• 4.2 数字标尺的设计
• 4.2.1 主机的设计
• 4.2.2 从机1 的设计
• 4.2.3 从机2 的设计
• 4.3 数据汇总节点的设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于离散余弦变换的车道识别算法
• 5.1 离散余弦变换
• 5.1.1 一维离散余弦变换
• 5.1.2 二维离散余弦变换
• 5.1.3 离散余弦变换的线性性质
• 5.2 基于离散余弦变换的特征提取
• 5.3 建立道路模型
• 5.3.1 透视投影变换
• 5.3.2 道路模型的建立
• 5.4 基于贝叶斯决策原理的车道识别
• 5.4.1 模式识别的贝叶斯决策方法
• 5.4.2 基于贝叶斯决策的车道识别
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录 1 车载台电路原理图
• 附录 2 数字标尺电路原理图
• 附录 3 数据汇总节点电路原理图
• 致谢