基于单片机的车辆A柱盲区检测系统的设计
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摘要：車辆在转弯或进入弯道前，驾驶员的视野会被A柱部分遮挡，造成一个视觉上的盲区，极易引发交通事故。针对这种情况，本系统设计一种位于车内的A柱盲区可视化预警装置。该装置通过位于车辆两侧的两个超声波传感器及摄像头对A柱盲区的人和物体进行显示及辅助报警，并通过位于车辆内部的LED屏幕进行显示。
关键词：A柱盲区;超声波传感器;可视化预警
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）04-0000-00
0引言
根据交通管理部门统计出的最新数据，截至2019年底，全国汽车保有量达2.6亿辆。汽车给人们带来方便的同时也带来了各种威胁和危害。据统计，2018年，我国汽车发生交通事故166906起，导致46161人死亡，169046人受伤，直接财产损失118671.6万元。造成交通事故的原因多种多样，其中30%的交通事故是由车辆盲区造成的。
在汽车众多盲区中，汽车A柱对驾驶员视线影响最大。因此，采取新的技术消除A柱盲区，对提高汽车的安全性意义重大[1]。
1工作原理
本文提出一种基于STM32F103C8T6为核心控制器，通过两个超声波传感器及两个视觉摄像头传感器对车辆两个A柱盲区进行障碍物进行监测，数据经控制单元处理，由两个显示模块和一个语音模块对驾驶人员进行提示和显示。其原理框架图如图1。
其工作原理为：考虑到车辆布线，本系统供电采用DC12V的电源供电。通过电位器检测方向盘的转角，当电位器转动角度大于15度的时候，对应的开启左边或者右边的摄像头和显示器。同时对应侧的超声波模块同时开启测量距离，当检测到2米内有物体的时候通过语音模块报警提示。
当方向盘转动角度小于15度的时候摄像头不开启。（也就是控制继电器吸合，设备有两个摄像头和两个显示器，分别防止在左边和右边）。
2系统设计
2.1硬件设计
STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64KB，工作电压为2V-3.6V，工作温度为-40℃- 85℃，其可靠请及耐候度完全满足本系统的需要[2]。
电位器需要具备识别到方向盘初始位置的功能，系统每次开机之后可能面临无法识别初始位置的问题，所以电位器需要带刻度，即每次指到0度的时候要恰好处于中间位置。判断方向盘转动方向的时候要根据电阻值判定，而不是电阻值的增量。本系统选用RV24（10K）电位器。
考虑到本系统的安全需要，超声波模块选用电应普H01型，其设备参数具有精度高，数据稳定等特点，能够满足本系统的需要。
摄像头选用选用CST-214，其视角为170°，具有自动调焦和自动感光功能。通过对五种车型（包括一辆依维柯及一辆50T及重货）的测试，其图像范围能够完全覆盖A柱盲区。
VS1053语音芯片其工作温度、A-加权、信噪比等参数能够完美的与本系统STM32F103C8T6兼容，且满足在实车上的要求，成为本系统的首选。
考虑到驾驶人员的需要及后续在实车上的调试等因素，本系统所用显示模块屏幕不应大于3.3英寸，同时应具有彩色图像输出。本系统选用的DMTFT-28是一款2.8寸TFT彩色触摸液晶屏，同时支持3.3V和5V工作电压，所需要IO口较少等特点[3]。
2.2电路板设计
电路板设计是较为重要的一步，考虑到本系统需要，基本要求如下：（1）超声波模块采用直接焊接的形式固定在电路板上。（2）电位器通过XH2.54接口插接在电路板上，要求线长约为80cm。（3）继电器直接焊接在电路板上，继电器的接线端子采用5.0的端子。板子上接两个继电器，每个继电器走线上至少能承受1A的电流。（4）语音芯片直接焊接在板子上。（5）语音模块需要加一个功放模块放大声音后再接喇叭，功放也放在板子上，喇叭直接用XH接口接在电路板上。其原理图如图2。
3开发工具
在设计过程中，尽量制作电路板而不去购买是经济且可靠性最好的方式。在画PCB板时，我们使用Protel公司开发的Altium Designer，该软件具备较高的开发效率。软件的开发则使用简单易上手的Keil。
参考文献
[1]金小红，陈兴煌.基于CATIA的车侧盲区辅助影像系统设计[J].机电技术，2014（1）：83-84，92.
[2]何桂发.浅谈汽车驾驶盲区与行车安全[J].科技信息，2011（24）：157.
[3]王麒麟.如何防范行车中的视线盲区[J].人民公交，2011（5）：63.
收稿日期：2020-02-05
作者简介：赵连强（1982—），男，河南新乡人，研究生，讲师，研究方向：汽车传感器应用。
Design of Vehicle A-pillar Blind Zone Detection System Based on Single Chip Computer
ZHAO Lian-qiang 1， GUO Hai-jie 2
（1.Department of Informatics， Beijing City University， Beijing 101300;
2.Senior Technical School， Human Resources and Social Security Bureau， Shunyi， Beijing 101301）
Abstract： Before a vehicle turns or enters a curve， the driver's field of vision will be partially blocked by the A-pillar， resulting in a visually blind zone， which can easily cause traffic accidents. In view of this situation， this system designs a visual early warning device for the A-pillar blind zone in the car. The device uses two ultrasonic sensors and cameras located on both sides of the vehicle to display and assist alarms for people and objects in the blind area of the A-pillar， and displays them through the LED screen located inside the vehicle.
Keywords： A-pillar blind zone; ultrasonic sensor; visual warning
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