一種智能車載限高警示系統

楊艷　田甜　黃名政　孫璐瑤

摘要：針對需設置限高交通標志的路段，限高交通標志缺失、不顯眼、被遮擋以及地面沉降等造成限高交通標志失效，導致車輛卡在限高交通設施內，引發道路設施毀損甚至人員傷亡等重大交通事故的現狀，研發了一種基于車載的限高預警系統，綜合運用了激光距離掃描技術、單片機原理和無線電波。用戶可在任何時間和地點檢測自身車輛真實高度，實時了解自身車體狀況，通過單片機對接收到的無線電波傳輸的數據和自身車高數據進行對比，通過語音提醒車主，保證安全通過。

關鍵詞：智能車載；限高；超聲測距；無線電波

中圖分類號：U495 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）25-0072-02

給道路設置限高要求，是為了防止超高的大型貨車或者工程車通過時壓壞路面，更多的是因為前方道路的通行高度受限于橋梁、隧道或高架輸液氣管等。雖然道路警示標志明確給出限高的具體尺寸，但由于缺少對車輛限高的直接警示，常常還會有駕駛超高車輛撞上限高桿、橋梁或隧道，造成重大交通事故，撞塌橋梁、隧道，堵塞交通，甚至造成人員傷亡。該系統的建立基礎綜合了激光距離掃描技術、單片機原理和無線電波的相關特點，實現了車載，及時的提醒為司機出行提供了安全保障。

一、研究背景

目前國內外也存在一些用于車輛限高預警的設備裝置，但仍存在一系列問題。比如，信息收集不準確或者數據偏差太大，傳遞信息不夠及時準確，讓實際操作難度系數增大，不易實現。因此設計本系統以針對具有限高桿交叉口，達到及時提醒司機進行擇路的目的。

二、產品概念

該預警系統，采用超聲波測距和無線電波傳遞信息的方式將信息整合進采集器中，再利用單片機實現數據采集、運算，對比出車輛真實高度和限高桿高度的差值，并通過車內語音系統在具有充足反應時間的條件下，及時提醒司機，進而提高車輛通過限高桿的安全系數。

三、產品優勢

該產品相比現如今有的設備的優勢是：（1）隨車測量。（2）用戶可以在任何時間和地點檢測自身車輛真實高度而且能在一定范圍內對車輛進行預警。

（3）車主可以通過語音提示知道車輛真實高度和限高桿高度的差值，提前知道車輛能否通過限高桿。

四、系統主要組成及原理

1.車載限高預警系統模型設計主要分為兩個部分：第一，安裝在車身上的對車輛真實高度進行測量的測量桿及安裝在車輛駕駛室的信號收集、處理、報警提示的設備。第二，安裝在離固定限高桿不遠的對限高桿的相關信息進行發射傳送的信號發射器。（1）自身高度測量原理。自身高度測量是通過頂部可伸縮桿安裝的激光距離傳感器發射激光對車身進行測量，再將測得的數據傳入信號接收及處理設備。（2）數據接收及處理設備原理，數據接收及處理設備是通過具有一定算法的單片機進行統計和比較，其方法是先將收集到的車自身高度進行儲存再與限高桿所測數據進行比較。（3）限高桿信息發射器原理，限高桿信息發射器是一個短距離無線電發射器。通過將限高桿的高度等相關信息加載到無線電波中，發射到一定區域，以提供給車載數據接收器接收。

2.該系統所涉及的數據處理技術的原理。貨運車按下啟動按鈕，紅外線和電機工作，當所有紅外線都接收到信號后，電機停止，超聲波工作，數碼管顯示升高高度，電機反轉，紅外線停止工作。限高桿發射射頻信號將限高桿的高度傳送至司機處，車載儀器接收處理數據并通過數碼管顯示其高度。設最開始存入系統的車身長度，并計算出紅外線掃描完整個車長的時間，當發射紅外線反饋回來的信號時間大于設定時間則表示是測量高度時周圍其他物體干擾，系統通過單片機算法直接剔除這一部分數據，當發射紅外線反饋信號的時間小于設定時間則表示所測得高度為車載物體的高度，當測量裝置上升到最高點時反饋的高度為最高點高度，設車身高度，測出的裝貨后高處的高度，則此時貨車的真實高度二者疊加，將限高桿高度與貨車真實高度進行對比，用語音系統報警提過通過與否。

當限高桿的高度與車輛的真實高度進行數據對比之后，系統判斷車輛能否通過限高桿并通過語音系統來對司機進行提示。

3.測高裝置設計。（1）測量車體自身高度的裝置，按照真實高度測量儀器上升原理圖，用小電機帶動，用鋸齒形的契合使其上升，用于升高電機。測高桿在頂部測量儀通過發射紅外線，進行真實高度的測量。（2）限高桿上的限高桿高度探測儀，直接測出限高桿的高度，并將其通過超聲波測距原理測出限高桿高度，并將其傳回車載系統進行相應的處理。（3）駕駛室內的數據處理及語音提示系統，用于整合所傳輸的數據，并對收集到的數據進行相應的對比運算，最后通過語音對司機進行提示。系統設計如圖1所示。

五、總結

車輛限高系統實現了車載，便于及時通知，同時實現了隨時隨地對汽車自身真實高度的測量，待進入要到達限高桿處的一定區域，足夠的超聲波覆蓋面可以及時向車傳輸限高桿高度，便于進行數據處理對比，讓汽車在發現無法通過時有足夠的時間距離便于做出相應處理，回避了現有的限高系統很多問題，且成本不高，操作簡潔，可實現廣泛應用。

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