一种用于限速的伸缩式减速带设计

（安徽三联学院，安徽 合肥 230601）

0 引言

随着现在科技不断进步，家庭汽车的数量也在不断地提升，汽车已成为当今社会的主要交通工具，这也导致了交通事故在城市道路中频频发生。因为不遵守交通规则的违章行为在公共道口、学校、住宅、小区入口人流量多的地方频繁发生，而限制车辆速度是减少因车辆超速行驶而导致车祸的一项有效措施。超速行驶会让驾驶员不能全面、准确地感知车辆前后的变化，同时削弱了驾驶员对空间上的认知能力[1]。因此，减速行驶可以大大地降低交通要道口发生车祸的次数，保证了车辆在行驶过程中的安全，同时又起到了缓存减速的效果。在国内也有许多关于道路测速装置，如雷达测速、磁地感应圈测速、区间测速等装置。为了限制车速保证行车安全，减速带的应用也得到了更加广泛地应用与普及，特别是在学校、医院道路要口更是得到了广泛的应用。

1 设计原理

伸缩式减速带是在限速路段，每隔一段固定的距离设立一个，并配合测速影像，如果车辆是在限速范围内，减速带保持收缩允许车辆通过，如果车速超过限速范围，减速带伸展并配合灯光提示，迫使车主减速，减少事故发生概率。在夜间，由于光线暗，大型车辆驾驶员不易观察到地面的减速带，车辆通过减速带会带来巨大的噪声还会给驾驶员带来安全隐患。本文设计的这个减速带采用软橡胶材质可以适当地减轻车辆通过减速带产生的剧烈震动，同时也安装了灯光装置，在夜间会提醒车主前方存在减速带，使车主提前减速。整个设计的特色是将测速影像与自动升降技术结合一起，并采用软橡胶可控材质，迫使超车车辆减速，减少事故发生率，并通知相关部门及时处理。

2 伸缩式减速带中使用的技术

2.1 基于matlab的车辆识别技术的使用

车辆的识别主要通过识别车牌号，这里面牵涉5个核心部分：图像采集、图像预处理、车牌定位、字符分割、字符识别[2]。车辆识别系统的成功应用可以很好地解决道路计费、繁忙路口和超速行驶带来的诸多问题。伸缩式减速带的设计在通过应用Matlab软件可以实现对车辆的识别。车辆识别技术根本作用在于自动化识别车牌，摆脱了传统的人工识别，降低了道路违章事件的发生。

2.1.1 图像采集

图像的采集需要图像采集器，存储器以及传输的相关设备。图像采集器可以通过CCD摄像机，当车辆通过地面铺设的减速带，减速带中的压力传感器与加速度就会对速度进行检测，如果超速，摄像机就会进行抓拍，当车辆离开时，同样对车牌进行识别，将与之前抓拍的车牌照片进行对比，保证得到的车牌信息准确。

2.1.2 图像预处理

图像预处理的主要目的就是消除图像中的无用信息，恢复有效真实的信息，加强相关信息的准确性[3]。图像的采集可能会导致图像的幅度变化，因此需要对图像的幅度进行调节从而达到改善图像的视觉质量的目的。图像的采集还会存在外界因素的干扰，所有图像的预处理可以消除这些干扰。图像预处理过程一般包括灰度化、二值化、提取背景图像、图像的增强和边缘画处理。

2.1.3 车牌定位

主要是运用相关的算法先对车牌图像进行灰度化，在进行边缘的提取，最后基于车牌的基本特质进行分析，从而准确地定位车牌。

3 整体结构设计

本文设计的伸缩式减速带是在限速路段，每隔一段固定的距离设立一个检测点，并配合测速影像，测速影像采用360°旋转摄像头和速度传感器。减速带采用软橡胶材质，配用硬质炭黑增加耐磨性，大量填充软化剂降低硬度，伸展呈现为上面小而软，底盘比较稳定。减速带采用黑黄相间醒目的颜色，在白天给予车主视觉注意。在晚上，减速带上配置的灯泡会持续亮灯来提醒车主前方有减速带。如果车辆是在限速范围内，减速带保持收缩允许车辆通过，如果车速超过限速范围，减速带伸展并配合灯光闪烁，提醒车主减速行驶。如果继续超速行驶，摄像技术会采集车主的车辆信息，运用GPS定位技术和4G无线通信技术相结合，将车主的信息发送到交管部门处理。具体设计思路如图1所示。

车辆在固定测速点范围以外会有前方限速的标注，同时车辆上相关的软件（如高德地图、腾讯地图、百度地图）会提醒车主前方限速。车数如果继续超速行驶，进入固定测速点范围，测速影像采用的360°旋转摄像头在相同的时间间隔连续对车辆进行拍照，通过后台的相关技术计算出车辆速度，判断车辆是否超速。通过第二个伸缩带继续超速行驶，摄像头采集车辆的信息，采集车牌号可以基于Matlab技术对车牌号识别。GPS定位确定车辆位置，将车辆数据通过相关的无线通信技术传送给交管部门。

4 结语

本文的设计拟解决车辆在限速路段行驶时驾驶员不自觉的超速问题，比如桥梁、高架、省道、国道路段车辆频繁区域，城市内部交通枢纽区域，以及高速这些检测区域。通过合理的设计使车辆超速问题能够尽可能得到解决，减少交通事故的发生。该设计产品减速带采用软橡胶材质，配用硬质炭黑增加耐磨性，大量填充软化剂降低硬度，伸展呈现为上面小而软，底盘比较稳定的效果。高度控制在一定范围之内，车辆即使直接通过，也不影响车辆的正常行驶，减速带采用黑黄相间醒目的颜色，给予视觉提醒。