基于图像处理的汽车轮速检测系统研究

李学达+李岩+李志伟

吉林大学 吉林省长春市130022

摘要：一般来说，汽车防抱死制动系统以及汽车动态控制系统当中的重要信息源都来自汽车轮速，通过对汽车轮速进行合理的检测，我们就可以充分掌握这些重要的信息源。为了保障这些系统的稳定，并且提高相关工作效率，我们就必须对轮速的信息进行准确的掌握，从而对这些系统进行相应的控制。综上所述我们可以看出，轮速信息具有十分重要的意义，而且只有获取了较为准确的轮速信息，那么它的意义才能在最大程度上发挥出来。但是目前在道路性能测试的过程中，很多汽车采用的都是传统的轮速，其次，汽车轮速传感器的安装通常情况下都是十分复杂的，它的安装工具的型号必须根据车型来进行选择，这就在一定程度上增加了安装的难度，它不仅会使安装效率变低，同时还会使安装的过程变得极其繁琐，所以由此看来，这种方法的通用性并不是十分的乐观。针对以上情况，我们现在必须要做的就是开发出一套高效、通用性强的轮速检测系统，其次，开发出来的轮速检测系统也要便于安装。

关键词：动态控制；通用性；轮速检测

随着我国社会的不断进步，我国汽车行业的发展也变得越来越快，尤其是最近几年高速公路的建设规模壮大，这样的发展情形就导致汽车的保有量不断上升，同时，一些重大人员伤亡的交通事故发生率也变得越来越多。根据相关的调查统计我们可以发现，由于车辆采取紧急制动时车轮发生抱死情况而出现的交通事故就就高达15%。一般来说，当汽车在进行制动时，如果前轮出现了抱死的情况，那么汽车就会丧失转向控制能力，这样一来，汽车就会不断向前滑行，从而导致意外的出现。与前轮抱死不同的是，一旦后轮出现抱死的情况，那么汽车还是具有转向控制能力的，但如果后轮遭受外力的作用，那么就会出现侧滑，严重情况下甚至会导致汽车甩尾的情况出现，造成这一现象产生的主要原因就是汽车后轮在抱死的情况下，抵抗横向外力的能力就变得很弱，所以就会造成汽车甩尾等意外事故的发生。这样的现象不仅会威胁到驾驶人员的生命安全，同时还会造成大型交通事故的出现，所以为了保障车辆的安全，我们必须使其具备良好的制动性能以及操纵稳定性。现阶段，汽车安全技术中最为重要的体现技术就是防抱死制动系统，它可以有效的确保车辆制动时的稳定性。

一.輪速检测技术现状

随着社会的快速发展，微电子技术以及传感器技术的发展进度也变得越来越快，也正是因为如此，很多汽车的控制系统当中都加入了电子控制系统。在汽车控制系统中起着关键作用的就是轮速传感器，它不仅有着极其重要的作用，同时还是最为关键的部件，另外，汽车的防抱死制动系统以及变速器等众多控制系统当中的重要信息源都是来源于轮速传感器，由此我们可以看出，轮速传感器对于汽车来说有着极其重要的价值。现在，国内外很多汽车专家都开始对轮速信息进行了深入的研究，其研究的内容主要是怎样获取较为精准的轮速信息，但是现在绝大部分的都是采用角速度传感器或者轮速传感器。现在磁电式轮速传感器就是我国对于轮速传感器的主要研究内容。

二.基于图像处理方法的适用性研究

现阶段，图像处理技术主要分为两大类，即：模拟图像处理以及数字图像处理。就拿数字图像处理举例来说，在该类图像处理进行操作时，首先要做到的就是利用A/D对图像信号进行转换，使其顺利的变成数字信号，之后在通过计算机进行下一步的处理。其中，图像变换、图像分割、图像识别等就是该种图像处理主要的研究内容。现阶段，图像处理的技术已经得到了极大的进步，并且其取得的成绩也是十分明显的，目前，很多民生领域已经广泛的应用起了图像处理技术。不仅如此，像气象监测、石油勘查、土地测绘等方面也采取了图像处理技术。另外，我国在进行国防军事时，也采取了图像处理技术，该技术主要起着以下作用：侦查、导弹精确制导等等。随着图像处理技术的迅速发展，其运用的领域也变得越来越广泛，由此我们可以看出，图像处理技术有着十分广阔的发展前景。

三.基于图像处理的汽车轮速检测算法研究

在图像处理过程中，所需的图像数据往往是十分巨大的，而且对于系统的实时性也是有着较高的要求标准的。所以，我们应该尽量减少图像中存在的无用信息。在多次实验过程中，通过对实验进行对比，我们主要将图像处理的过程分为了两大模块，即：图像与处理以及特征线提取。

（一）图像预处理

通常在进行图像预处理时，我们需要采用合理的算法将图像中没有实际用处的信息进行削弱，这样后面的图像处理工作就会变得更为便捷。由于图像预处理当中的运算量比较大，所以我们必须让处理的效果变得更为明显，这样对于后续图像的处理是十分有利的，它可以在一定程度上保障后续图像处理算法的准确，另外，处理的效果对于后续图像处理算法的适应性和稳定性都有起着十分重要的影响作用。所以，对于一个良好的图像处理系统来说，图像预处理是必不可少的一部分。

在图像处理当中，最为重要的一个环节就是图像压缩，一般在进行图像压缩时，压缩过后的图像必须符合后续图像处理的要求，否则就会对后续图像的处理造成一定的影响。其次，在压缩过程中，我们应该将图像的存储空间尽可能的缩小，这样不仅可以加强系统的实时性，同时还可以降低图像的处理负担。在图像处理过程中，由于压缩机制的差异，其压缩种类也是不同的，最为常见的两种压缩种类就是无损压缩以及有损压缩，目前为止，数字图像中最常用的压缩方法就是有损压缩。

（二）特征线提取

在完成图像预处理的相关操作之后，我们就可以得到差分图像，而得出的差分图像必须是只含有两条特征线的。其次，把两条特征线结合成直线，并且将特征线之间的夹角进行转换，使其变为两条之间当中的夹角，这样就可以求出两条特征线当中的夹角。在进行曲线拟合之前，为了提高特征线分离以及拟合的效率，我们必须先对特征线进行边缘检测。

正常情况下，在图像当中相邻切像素值变化较大的点进行的集合就是边缘的主要内容，同时，边缘在图像的描述中起着十分关键的作用，简单来说就是，边缘是图像描述当中最为重要的一个特征。一般边缘具备的特性都有以下两点，即：沿边方向的像素值变化较为平缓，而像素值变化比较剧烈的则是边缘垂直的方向。在进行边缘检测时，我们最常采用的方法就是图像边缘信息的提取，这样一来，目标的识别就会变得更加方便，特征描述也会变得十分便捷。目前，在进行边缘检测时，采用的方法很多，其中最为常见的就是微分算子的边缘检测法。本篇论文中在选取图像边缘检测法时主要分析了微分算子的工作原理，并且根据相关的分析结果进行对比，从而选出最为合适的边缘检测法。

结束语：

综上所述我们可以看出，现在基于图像处理的汽车轮速检测系统是一种全新的尝试，它与传统的轮速采集存在较大的差异，对于传统轮速采集当中存在的一些弊端它能够顺利的克服，并且在这个过程中实现轮速采集的非接触测量。本篇论文在对图像处理的汽车轮速检测系统进行相关的分析时查阅乐大量的文献资料，从而做出了以上的分析，另外，对于图像处理的相关算法，本篇论文中也做出了详细的介绍，同时还分析出了系统当中具备的特点，以此来进行适当的优化改进。

参考文献：

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