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  消防车行车安全的技术研究


  消防车在执行任务过程中,车速快、行车环境复杂,易造成二次事故,保障消防车行车安全的技术研究意义重大。双目立体视觉技术采用两个摄像机从各自的位置同时采集同一目标物体的图像,并通过采样、量化以及数字图像处理,提取出目标物体在三维场景下的准确位置坐标。双目技术可实现对周围车辆、行人以及各种运动目标跟踪定位,是消防车安全预警系统的关键技术之一。

消防车行车安全的技术研究
  消防车不同于一般车种,其作为抢险救援的交通工具,在紧急情况下发挥着重大作用。当火灾发生时,消防车需在最短的时间内将灭火剂、消防设备及消防人员送往所需地区。当出现重大交通事故需要救援,如有人被困在高层,天气干旱民众缺水等状况发生时,也需要消防车施救。消防车在行驶过程中可能因为其他汽车的不规范驾驶、消防车司机的疲劳驾驶和视觉盲区而不能及时看到障碍物,无法采取正确措施来规避交通事故。紧急情况通常不可预料,出行时间、天气、交通情况等都可能会增加消防车的行车风险。


  同时,城市人均车辆拥有量的增长带来良莠不齐的驾驶员队伍。当前消防车紧急出动途中,存在较多不避让消防车的车辆,甚至还存在与消防车抢道的现象,不仅增加了消防车的行车风险,还失去了宝贵的救援时间。高速奔行的消防车发生交通事故的风险几率直线上升。
消防车行车安全的技术研究

  最常见的交通事故是正面碰撞和追尾。为缩短消防车赶往灭火救援现场的时间,必须提高消防车的行驶速度,而高速行驶的消防车发生事故的概率会增大。为了保护消防车内人员的生命安全,提高汽车安全驾驶性的技术应运而生。比如,为减少侧翻事故,消防车多采用独立前悬及盘式制动器 ;为减少爆胎而采用轮胎爆裂保护系统 ;采用大视野前风挡玻璃以扩大视野范围,减少盲区 ;应用在消防车上的智能转向盘


  设计能够让驾驶员集中精力观察路面环境变化,及时、准确地操控车辆 ;消防车多涂成红色、橙色和黄色,方便公路上的车辆在较远处就能看到消防车。虽然这些技术可以在一定程度上减少消防车交通事故,增大安全系数,但对于需要在任何时间、地点、天气出行的消防车来说远远不够,仍需要应用能增大消防车安全系数的技术,因此本文提出一种可以将双目立体视觉技术应用在消防车上的消防车安全车距预警系统。
消防车行车安全的技术研究

  消防车安全车距预警系统是在与周围车辆或障碍物之间距离小于安全车距时,对驾驶员发出预警的自动报警装置。这种系统的探测器一般安装在消防车的各个关键部位,可以探测到接近消防车的人、车辆以及障碍物。它可以让驾驶员预知将要面临的危险,从而采取一定的措施避免危险,甚至可以在驾驶员来不及反应时自行判断并采取最优措施处理特殊险情,从而减少安全事故的发生,降低伤害,提高救援速度。


  双目立体视觉技术在消防车中的应用为保障消防车安全指明了一个新的方向,产业化前景广阔。本文将从双目技术有关基本概念、重要特性及其在消防车领域的研究和应用作简要讨论。


  1  双目技术在消防车安全方面的应用


  1.1  计算机视觉的车距测量


  计算机视觉是利用计算机或具备计算能力的软硬件设备模拟人眼视觉,对客观世界的三维结构等信息进行感知、判断及解释的学科。计算机视觉的研究目的是通过数字图像处理算法使得计算机具有从物体的二维图像认知其三维结构相关信息的能力,包括目标物体的形状、位置、姿态等。计算机视觉的研究内容广泛,包括立体视觉、运动视觉、颜色视觉、主动视觉等。


  立体视觉是计算机视觉的一个重要分支,而基于两幅图像的双目立体视觉是其中的研究热点。双目立体视觉通过直接模拟人类双眼处理景物的方式,从两个视点观察同一景物,即由不同位置的两台或一台摄像机经过移动或旋转拍摄同一幅场景,通过三角测量的原理计算出空间点在两幅图像像素间的视差,从而恢复目标物体的深度信息。


  车距的测量是实现消防车安全车距预警系统的关键。目前,对安全车距的测量方法包括超声波测距,激光雷达测距,毫米波雷达测距,红外线测距和视觉测距等。


  双目视觉测距同以上提到的其他测距方式不同,它是一种被动测距方式,不用向物体发送任何指令,仅仅通过两个或者多个摄像机对物体拍照,利用物体在不同摄像机上的成像差异获得物体的几何信息,从而推断被测物体与汽车的距离,还可以得到各种交通指示和障碍物信息,节省了硬件开发成本。


  尽管目前获取距离信息的方法和技术很多,但双目立体视觉是计算机被动测距中最重要的技术,它直接模拟了人类视觉处理的方式,可以在多种条件下灵活测量景物的立体信息,无论从视觉生理的角度还是在工程应用中都具有十分重要的意义


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