无人驾驶汽车涉水安全的探讨及报警系统的设计

2019.19科学技术创新无人驾驶汽车涉水安全的探讨及报警系统的设计贾宇涵马晓春杜明岗陈宇陈鹏李文博（东北林业大学交通学院，黑龙江哈尔滨150040）1概述随着我国汽车产业的迅速发展，汽车保有量不断上升的同时汽车技术也不停的更新发展着。

如今因人口密度的增长，城区内交通环境逐渐恶化，为了提高出行的效率以及减少交通事故率，研究和开发汽车自动驾驶系统是很必要的。

随着汽车技术、信息通信技术与智能控制技术的高效融合，集自动控制、人工智能、体系结构、视觉设计等众多技术于一体的无人驾驶汽车应运而生。

[1]自动驾驶系统能很好的解决道路拥堵，提高交通系统效率。

[2]但是进入雨季后极端天气的出现，降水量可能会显著上升，从而形成大面积的积水使得车辆面临涉水风险。

汽车涉水对发动机的影响比较大,如环境水导致电器短路、水进入进气管导致气缸进水、进入机体而稀释润滑油等等从而影响汽车性能甚至损坏发动机[3]，给车主造成极大的财产损失甚至危及人身安全。

如果无人驾驶系统在汽车经过积水路段时不能够有效地识别并做出决策，后果是非常危险的。

因此在无人驾驶技术的开发中，必须要考虑到汽车的涉水行驶情况，保证人车安全。

2无人驾驶汽车系统的构成与功能目前的无人驾驶系统一般以ADAS 高级驾驶辅助系统为基础，由多个传感器、处理器和控制器以及反馈系统组成。

2.1传感器传感器是无人驾驶汽车的感官，车上布置的大量传感器不断的获取汽车所处环境的各种信息，比如与前车的距离、红绿灯的状态、前方有无障碍物以及无人驾驶车辆自身的各种状态参数等，是能够实现无人驾驶的最基础的环节。

比较常用的传感器有摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、轮速传感器和位置传感器等等，一些高级的汽车还采用激光雷达来获取更加精确的数据信息以便实现更高级的自动驾驶技术。

2.2处理器处理器是无人驾驶汽车的大脑，它将传感器监测获得的数据进行分析，并结合导航仪地图数据对当前环境下的需求进行决策和规划。

处理器会选择最合理、安全的解决方案，以减少交通事故如车祸等意外事件发生的可能性。

目前使用比较广泛的决策方法有两种，其一是基于专家算法的决策，另外一种是基于机器学习的决策，而机器学习决策对汽车所处环境的适应和学习性要强于专家算法决策，所以该种方法越来越受到重视和研究。

2.3控制器控制器则是在处理器进行决策后实际执行其命令，控制无人驾驶汽车以安全合理的方式行驶或停止以达到车内人员意愿的系统组成部分。

目前的无人驾驶控制技术常用的方法是神经网络PD,智能PD 算法，模糊PD 等[4]，主要有两个控制方面，一是方向控制，二是速度控制，经过处理器的规划和控制器的执行，使得汽车能够在安全的情况下自主的进行加减速、超车、避让等动作。

如今汽车的控制技术绝大多数通过传统电控实现，未来的无人驾驶控制技术将会更倾向于线控，如线控制动、线控转向等，能够使控制更加的精确。

2.4反馈系统处理器决策规划后的指令传输给控制器执行，执行后反馈系统检测车辆各项数据反馈给处理器进行比对，检验车辆是否按照处理器给出的方案运动，如果未能按期望行驶，则处理器策划补救方案以确保车辆在安全条件下按车内人员的意愿工作。

图1无人驾驶系统构成框图3无人驾驶汽车涉水行驶时的问题探讨无人驾驶技术原理上可以装载在任意类型的汽车上，下面以使用不同能源供能的汽车举例，来探讨无人驾驶汽车涉水行驶时可能会发生的问题。

传统的燃油汽车因有内燃机的存在，使得涉水行驶成为一种安全隐患。

当汽车行驶或停止时，严重积水的存在对传统汽车的安全可靠性以及车内人员的安全来说是一种潜在的威胁。

在汽车驻车时，车辆在积水中的长时间浸泡会造成车辆高压分电系统潮湿、进水短路和车内各电器元件损坏的问题，大大影响了汽车的电器功能。

当汽车行车通过积水路段时，由于驾乘人员对积水深度的错误判断而盲目涉水，轻则行进过程中导致排气管进水而无法排气，造成熄火，重则由于进气口进水而导致发动机气缸严重拉伤或活塞环损坏从而使汽车在水中抛锚，甚至威胁到车内人员的生命安全。

这些问题都会给车主带来巨大的财产或人身损失。

[5]而对于新能源汽车来说，纯电动汽车因其并没有传统的内燃机，不存在进气口和排气管，也就不会发生传统汽车涉水时操作不当所导致的发动机严重损坏。

同时，电动车的电池、电机等硬件在出厂时就已经充分考虑了防水性能，因此其涉水性能相比传统汽车要好很多，但是除了电机、电池等硬件外，纯电动汽车的底盘悬架、制动系统等与传统汽车一致的地方，涉水行驶后也可能会产生与传统汽车一样的风险问题，同样有潜在的安全隐患。

混摘要：无人驾驶技术能够有效的提高交通效率并减少交通事故率，是未来智能汽车技术的重要发展方向，但其面临的问题难点也是前所未有的。

本文介绍了无人驾驶技术的构成与功能，并对其在涉水行驶时可能发生的安全问题进行探讨，最后针对该问题提出一种解决方案。

关键词:智能汽车；无人驾驶；涉水安全；报警系统中图分类号：U469.79文献标识码：A 文章编号：2096-4390（2019）19-0091-02（转下页）91--科学技术创新2019.19合动力汽车因其具备发动机，因此涉水行驶的潜在风险与传统汽车一致。

搭载了无人驾驶系统的汽车在涉水行驶时因其车身搭载的传感器数量相比非无人驾驶汽车更多，在非无人驾驶汽车上所能发生的隐患的基础上，更容易产生其他的安全隐患，比如传感器设备的短路、损坏，处理器、控制器的毁坏等等，甚至导致整个无人驾驶系统紊乱，给车内成员造成极大的安全威胁。

因此，针对无人驾驶汽车，有必要设计一种报警系统来降低或避免汽车涉水所造成的的风险隐患。

4无人驾驶汽车涉水报警系统的设计涉水报警系统由传感器、处理器、执行模块这几部分组成。

因无人驾驶系统自身需要一套完整的由传感器、处理器、控制器器以及反馈系统所构成的硬件系统，所以利用现有的硬件来设计涉水报警系统是最为便捷的。

无人驾驶系统中的超声波传感器具有防水、防尘的特点，适合用作涉水报警系统的传感器部分，执行模块则可以利用车内的蜂鸣器、显示器、指示灯、制动系统等。

预先给处理器设置两个警戒水位值和一个车辆允许最高涉水深度值，警戒水位值分别为低危报警值和高危报警值，当无人驾驶汽车行驶至积水路段时，超声波所探测的对地距离数据发生明显变化，处理器在收到传感器所监测的数据后与预设值进行对比分析并做出决策，当实测水位高于低危报警值小于高危报警值时，处理器命令蜂鸣器鸣响、指示灯闪烁以及显示器画面提示，来警示驾驶员采取措施规避风险，当实测水位高于高危报警值时，处理器命令蜂鸣器鸣响、指示灯闪烁以及显示器画面提示，同时处理器将实时水位与最高涉水深度值比对，根据两个数据的接近程度控制制动系统的制动力度，必要情况下在实时水位即将达到最高涉水深度值时将车辆刹停来避免可能发生的隐患。

5结论在如今汽车技术、计算机技术飞速发展的时代，无人驾驶技术是未来智能汽车发展的至关重要的环节，它的研究会越来越深入，越来越成熟，现阶段存在的种种问题也会被逐一解决。

无人驾驶技术的实现和普及可以极大地提升交通效率，改善交通环境，降低交通事故率，从而带给人们全新的高质量的出行体验，推动社会的进一步发展。

参考文献[1]贾瑞清,孙稚媛,张尚生.关于无人驾驶汽车存在问题的拟解决方案[J].测控技术,2018,37(8):1-4.[2]姜沛宏,张长坤.无人驾驶汽车的发展与研究[J].时代农机,2016,43(10):10-11.[3]饶辉章,倪计民,李勇,王岳宇,蒋长龙,刘筱萍.车用发动机在涉水条件下的性能研究[J].车用发动机,2009(1):63-66.[4]郑宝成.智能汽车及其新技术发展研究[J].科技创新与应用,2015(17):31.[5]肖悦.汽车涉水智能报警系统的设计与开发[J].南昌大学学报(工科版),2016,38(4):386-390.注：此项目是东北林业大学国家级大学生创新项目(车用智能涉水感应预警系统(项目编号:201810225084))。

作者简介：贾宇涵（1998-），男，汉族，黑龙江省哈尔滨市人，东北林业大学本科生。

马晓春（1968-），女，汉族，副教授，黑龙江省哈尔滨市人，东北林业大学硕士生导师，研究方向:汽车后市场服务。

基于多维混沌系统的图像加密算法研究牛小语（哈尔滨商业大学，黑龙江哈尔滨150000）1概述在现今科学技术快速发展，信息、多媒体等各种信息化产业相继发展。

信息化时代的到来，使得信息安全变为人们关注的重点。

由此可见，对个人信息的保护并使得信息安全可靠，变的尤为重。

相对于文字声音等信息的安全性，图像信息蕴含更加丰富的信息内容且保密要求也更高，人们都希望在传输信息时，人们都希望自己的信息内容及传输相关信息不被他人截获或读取，确保自己的信息内容完成且具有保密性。

在通信信息中，人们广泛使用的是图像信息，因为图像信息包含信息量大，并能准确第描述信息内容且生动形象，因而图像信息传输是现今通信中常用且方便的手段之一。

2多维混沌系统的图像加密2.1混沌理论概述我们的日常生活中，可以随处发现混沌现象，从19世纪起，学术界才开始把关注点定睛在混沌理论，随着研究的深入，混沌理论也被各个领域应用，随着更深入地研究，混沌理论也被发展成为具有完整理论体系的学科，20世纪最重要的科学发现之一就是混沌理论。

2.2二维混沌离散系统Henon 混沌系统的数学模型为：（1）法国天文学家Henon 在1976年根据Lorenz 系统提出了的Henon 二维混沌系统。

在图像信息加密的研究领域中，二维混沌系统中常常被使用的混沌系统是Henon 系统，但是通过对Henon 混沌系统不断深入地研究，人们发现Henon 系统中有一些现实问题是没办法解决的，在现阶段中，常常使Henon 系统与其他加密算法相互配合使用。

例如Henon 映射和Cat 映射配合使用。

首先置乱排序加密图像的像素点位置，可以摘要：随着科学和计算机信息技术的迅速发展，信息安全和保密问题变得更加重要和显著，对信息安全的研究也变得越来越重要。

在现今的加密系统研究领域中，混沌系统，由于具有良好的伪随机性，长期不可预测性，复杂动力学行为以及很好的随机性等相关特性，使得基于混沌系统的图像加密算法具有良好的发展前景。

它可以很好的应用到加密算法中，本文将对图像信息加密算法和安全性进行研究和分析。

主要对多维混沌系统和超混沌系统进行研究及加密性能分析。

得到其较好的加密效果时，可在数字通讯技术中进行研究与应用关键词：混沌；混沌序列；双混沌；多维混沌；保密通信中图分类号：TP309.7文献标识码：A 文章编号：2096-4390（2019）19-0092-022111n n nn nx ax y y bx （转下页）92--。