0.引言：

据不完全统计，2022年全国机动车保有量达到4.17亿辆，我国每年交通事故死亡人数已经超过了10万人，其中绝大部分事故的造成原因为驾驶人员的不安全驾驶习惯造成的，根据研究数据可知，当驾驶员行驶车辆处于危险状况时，若能有类似预警系统及时提醒驾驶员可以减少 30%的追尾事故、50%的路面相关事故以及 60%的迎面相撞事故^[1]。为减少事故的发生，保证人身财产的安全，一种能够提醒驾驶人员的行车行为的预警系统亟需实现。

1.行车预警系统整体方案设计

    驾驶人员的不安全驾驶行为主要有急加速、急减速、急转弯、急停与前车行驶距离太近等问题，为解决这些问题，本系统具备以上不安全驾驶行为的监测与提醒的功能。通过传感器检测到不良驾驶信息，及时向驾驶人员发出语音提醒，同时将数据上传到系统终端保存，用于后台对于发生驾驶事故的分析和营运车辆经济性驾驶的分析。

图1 总体设计框架图

2.硬件设计

数据采集模块包括 CAN 总线模块，用于采集汽车节气门的开合情况、车速信息等数据。加速度传感器获取车辆驾驶过程中的加速、减速等信息，GPS模块采集车辆的位置信息，毫米波雷达模块获取车辆与前车获障碍物的距离，数据信息采集以后，通过ARM处理器进行处理，将数据信息以短信的形式可以反馈到本人手机，同时以语音播报的形式提醒驾驶人员。为完成这些功能，本系统选用  LIS3DHTR系列3轴加速度传感器、77GHz频段毫米波雷达传感器、语音模块、4G通讯模块、GPS模块。

图2 硬件框架图

3.试验与分析

（1）车辆行驶状态检测

在车辆行驶的过程中，通过加速度传感器可以检测到车辆的三个方向的数据，从而判断车辆的运行情况，如图所示。例如X方向加速度超过-0.1G时，可以认为猛加油门（急加速），X方向加速度超过+0.2G时可以认为猛踩刹车（急减速）。还可以获取在三个方向上面的倾角，转弯的加速度、路面的颠簸情况等数据信息，通过通滤波计算去除外部噪声影响，最终判断车辆行驶过程中是否存在急转弯现象。在实际使用的过程中，阀值可以根据设计情况进行调整。

图3 行驶中的三个方向

通过毫米波雷达测距模块的测量，判断行驶车辆与前车与相邻车辆距离。毫米波雷达测距系统主要包含射频部分、模拟转数字信号部分、数字信号处理部分[2],利用锯齿波的测距原理，通过发射天线、接收天线、混频器、滤波器得到差频信号，差频信号转换成数字信号后进行数字数字处理[3]，通过使用该方法进行测试，可以准确获得在2M以内的物体测量数据。

图4  测量示意图

（2）试验环境选择与测试

   本系统整合调试完成以后，选取某城市郊区国道进行实地测试，测试车辆选择为 上汽通用五菱-五菱宏光2021款手动版，测试道路全长为2公里，测试当天为白天，天气晴好，测试结果记录如下：

                          表1 测试记录表

   通过测试结果显示，本系统在车辆行驶过程中能够准确获取急加减速、急转弯、急停、超速行驶等数据，并基本上能够在5S内做出报警提醒，在存储卡中能够将数据信息保存，测试的平均准确率为99.02%，基本满足设计预期。

4.结论

  通过本文研究的驾驶行为管理装置，可以有效地监测驾驶过程中出现的急加速、急减速、急转弯、急停、超速、车距过短等7种不安全驾驶行为，并能够进行预警，提醒驾驶者回归正确的驾驶状态，同时对不良驾驶的行为进行了记录，方便后期的数据整理与研究，为营运车辆提供了更安全更经济的保障。         

参考文献：

[1] 张弛.高速公路交通事故致因及预警[D].成都：西南交通大学，2008

[2] 张科遥，林福江，白雪飞.77 GHZ FMCW车载雷达系统设计[J].信息技术与网络安全，2020,39(4):53

[3] 李猛 ,王志春.毫米波线性调频连续波测距方法研究[J] .内蒙古科技大学信息工程学院,2021,40(03)

作者：陈雪丽 （1984.11- ） 女，浙江丽水人，硕士研究生  ，副教授 ，研究方向：机械电子

基金项目：2022年度浙江省高校国内访问工程师“校企合作项目”

项目编号：FG2022195