車道偏離預警系統

車道偏離預警系統

車道偏離預警系統是一種通過報警的方式輔助駕駛員減少汽車因車道偏離而發生交通事故的系統.

車道偏離預警系統提供智能的車道偏離預警_在駕駛員無意識（駕駛員未打轉向燈）偏離原車道時_能在偏離車道0.5秒之前發出警報_或方向盤開始震動以提醒駕駛員目前車輛偏離的狀況_為駕駛員提供更多的反應時間？.大大減少了因車道偏離引發的碰撞事故.

研究背景

車道偏離預警研究背景根據(美國)聯邦公路局的估計_美國2002年所有致命的交通事故中44%是跟車道偏離有關的_同時車道偏離也被看成車輛側翻事故的主要原因.AssitWare網站的分析結果認為：23%的汽車駕駛員一個月內至少在轉向盤上睡著一次；66%的卡車駕駛員自己在駕駛過程中打瞌睡；28%的卡車駕駛員在一個月內有在轉向盤上睡著的經歷.四個駕駛員中就有一個駕駛員經歷過車道偏離引起的傷亡事故.

原理和功能

根據(美國)國家公路交通安全管理局的定義_車道偏離預警系統是指一種通過報警的方式輔助駕駛員避免或者減少車道偏離事故的系統.一個車道偏離預警系統不會試圖控制車輛以防止可能發生的碰撞事故.美國國家公路交通安全管理局開展的“采用智能車輛道路系統對策的道路偏離避撞警告項目”研究將車輛偏離預警系統分為“縱向”和“橫向”車道偏離警告兩個主要功能.縱向車道偏離警告系統主要用於預防那種由於車速太快或方向失控引起的車道偏離碰撞_橫向車道偏離警告系統主要用於預防由於駕駛員注意力不集中以及駕駛員放棄轉向操作而引起的車道偏離碰撞.

視覺的系統分類

車道偏離預警系統已經商業化使用的產品都是基於視覺的系統_根據攝像頭安裝位置不同_可以將系統分為:

側視系統——攝像頭安裝在車輛側面_斜指向車道；

前視系統——攝像頭安裝在車輛前部_斜指向前方的車道.

無論是側視系統還是前視系統_都由道路和車輛狀態感知、車道偏離評價算法和信號顯示界面三個基本模塊組成.系統首先通過狀態感知模塊感知道路幾何特征和車輛的動態參數_然後由車道偏離評價算法對車道偏離的可能性進行評價_必要的時候通過信號顯示界面向駕駛員報警.

預警系統的分類

國外車道偏離預警系統

1.AURORA系統

該系統由美國卡內基梅隆大學機器人學院子1997年開發成功.該系統由帶廣角鏡頭的彩色攝像機、數字轉換器和一個便攜SunSparc工作站等組成.該系統通過安裝在車輛一側的視野大約為1.5m-1.6m區域的俯視彩色攝像機檢測車輛旁邊的車道標識_通過數字轉換器采集攝像機的視頻輸出並在一個便攜SunSparc工作站上進行處理_處理速度為60Hz.

2.AutoVue系統

該系統由前DaimlerChrysler公司和美國的Iteris公司聯合開發.該系統主要由一個安裝在汽車內風窗玻璃後部的攝像機、兩個立體音箱、一個小顯示設備和控制單元等組成.該系統工作原理是通過實時監測本車在當前車道中的位置_計算本車到車道標識線距離_然後與設定的報警距離相比較_判斷是否進行預警.當檢測到將要發生車道偏離時_它將發出一種類似於車輛在隆聲帶上行駛時發出的隆隆作響的聲音來提醒駕駛員修正車輛位置.目前_AutoVue系統已經在歐洲的多種貨車上作為一個選件進行了裝備.

3.Mobileye_AWS系統

該系統由總部設在荷蘭的Mobileye公司研制.該系統利用安裝在前風窗玻璃上的單個攝像機監測車道標識線_測量和監控本車與道路邊界的距離.該系統的車道偏離警告模塊通過檢測道路邊界_計算車輛相對於車道的位置和車輛的側向運動_預測車輛將橫越車道標識的時間_當該時間低於設定值時_系統觸發視覺警告和聲音警告_以使駕駛員對不同的危險狀態做出適當的反應而減少意外事故的發生.該系統在有意識的車道偏離、制動和沒有道路標識等情況下能對警告的產生進行了抑制.

4.DSS系統(DriverSupportSystem)

該系統由日本三菱汽車公司於1998年提出_並於1999年秋季應用於模型車上.該系統由一個安裝在汽車後視鏡內的小型CCD攝像機、一些檢測車輛狀態和駕駛員操作行為的傳感器以及視覺和聽覺警告裝置組成.該系統利用由CCD攝像機獲得的車輛前方的車道標識線、其他傳感器獲得的車輛狀態數據和駕駛員的操作行為等信息_判斷車輛是否已經開始偏離其車道.如有必要_系統將利用視覺警告信息、聽覺警告信息以及振動轉向盤來提醒駕駛員小心駕駛車輛.
國內車道偏離預警系統

1.JLUVA-1系統

該系統由吉林大學智能車輛課題組開發.該系統是基於單目視覺的前視系統_主要由車載電源、嵌入式微機、顯示設備、黑白CCD攝像機、數據線、音箱以及圖像采集卡等組成.

系統利用安裝在汽車後視鏡位置處的CCD攝像機采集汽車前方的道路圖像_通過圖像處理獲得汽車在當前車道中位置參數_當一旦檢測到汽車距離自身車道白線過近有可能偏入鄰近車道而且司機並沒有打轉向燈時_該系統就會發出警告信息提醒司機注意糾正這種無意識的車道偏離_從而盡可能地減少車道偏離事故的發生.

2.基於DSP技術的嵌入式車道偏離報警系統

該系統由東南大學開發_是基於單目視覺的前視系統_由模/數轉化及解碼電路模塊、緩沖電路模塊、媒體處理器DSP電路模塊、編碼及數/模轉換電路模塊等模塊組成.該系統通過車載攝像頭采集被跟蹤車道線的模擬視頻信號_經解碼生成數字信號碼流緩沖後送到高速媒體處理器DSP的視頻接口_然後再由視頻處理模塊對數字視頻信號進行車道特征值的提取_最後將處理後的視頻信號送編碼及數/模轉換電路輸出顯示.

偏離預警系統發展

車道偏離預警系統的研究主要集中在基於視覺的車道偏離預警系統上.但是_從現有的技術水平來看_影響基於視覺的車道偏離預警系統可靠性的最主要因素是系統應用的天氣條件以及光照變化的影響_這是所有基於視覺系統目前面臨的一個主要難題.目前_研究各種魯棒性強、能適應各種天氣條件、克服光照變化以及陰影條件的影響的車道偏離評價算法是所有基於視覺的車道偏離預警系統的發展趨勢.

基於汽車主動安全發展的趨勢以及國內的一些交通現狀_汽車主動安全電子這一行業逐漸在形成一個獨立的體系_國內很多汽車業內人士多很關注_也在積極地研發中_國內現在只有少部分公司對車道偏離系統的研發比較完善_而且形成了一個獨立的產業_像車道偏離系統的上市意味著中國進入了一個汽車主動安全的新時期.

關鍵詞:並線輔助