1、第六章第六章 车道偏离预警系统车道偏离预警系统 6.1 概述 6.2 车道偏离预警系统组成 6.3 车道偏离预警算法 6.4 相关应用 6.2 车道偏离预警系统组成 车道偏离预警系统的基本构成 车道偏离预警系统一般由三部分组成：信息采集模块，车道偏离决策模块和人机交互模块。 车道偏离预警系统基本组成 车道偏离预警系统基本组成 1、信息采集模块 主要包括行车环境的感知和车辆运行状态参数的采集。 信息采集模块检测车辆在车道中的位置、车道线的几何结构以及对车辆周围其它车辆或者行人的活动情况的检测；交通标志和交通信号也在属于信息采集模块的功用范围。车辆动力学参数主要是通过车身传感器采集获取。 目前行车
2、环境的感知主要通过传感器实现，主要有雷达、红外线、基于机器视觉传感器和基于道路磁体感知传感器。 基于道路磁体感知传感器需要在道路预设磁体，进行道路结构改造，工程造价高昂且工期长。确定车辆的横向位置，需要基于完善的智能交通系统技术设施。 雷达、红外线传感器虽然应用简单，但是很容易受到环境影响，扫描速度慢，不利于车道偏离预警系统应用。 利用机器视觉是目前车道偏离预警系统常用信息采集方法，另外还需要用到采集关于车辆运行状态参数的传感器，如感知车辆方向盘转角、转向信号灯、刹车等控制器件的传感器。 信息采集流程 车道线检测和跟踪常常受到以下几方面的影响: 1)光照的变化：室外光照度随着时间变化而变化，天
3、气状况不同，同一场地的光照也不同。智能车辆运用机器视觉采集路面信息过程中，光照强度对视觉系统正常工作或多或少造成影响。 2)阴影的存在：公路旁的树木，基础设施，道路上行驶的车辆受到光线照射所产生的阴影会改变图像的纹理，在进行车道边缘线拟合过程中难以消除这些干扰。 3)前方障碍物影响：前方车辆、以及路面凸起凹陷、部分路面施工均会影响车道标线的可见性，会部分或全部遮挡车道标线，造成车道线特征点不连续。 4)非结构化道路：如乡镇道路车道没有完善的标识线和明显的物理边界，甚至车道宽度也可能随时发生变化。 5)其它方面：车道标识线模糊不清，车道线涂层由于自然风化与路面背景的对比度差、路面上由于车辆维修滴
4、漏的油污形成的纹理、或者由于摄像机造成的图像质量过差等。 2、偏离决策算法模块 偏离预警决策算法是车道偏离预警系统的关键，与预警系统性能好坏的紧密相关。车道偏离预警系统的性能指标主要体现在系统警告的时间，应该具有预警性，不能过早也不能过迟，过早报警使驾驶员感到紧张，也有可能报警失效；过迟又会留给驾驶员反应时间过短，起不到预警作用；并且误报率不能过高，否则会影响驾驶员对预警系统的信任度。 目前对车道偏离预警系统的预警决策算法有很多种。总的说来，基本上都是以车辆跨越车道线的时间、横向偏离速度或者横向偏离距离作为评价指标。 常见的车道偏离预警算法： 1）基于车辆当前位置的预警算法(Cars Curr
5、ent Position，CCP)； 2）基于将来偏差的预警算法(Future Offset Difference，FOD)； 3）基于道路场景感知(Knowledge based interpretation of road scenes KBIRS)； 4）基于车辆跨越车道时间的预警算法(Time to Lane Crossing，TLC)。 3、人机交互模块 人机交互界面模块是中包括显示部分、按键部分及声音报警部分。 按键部分：驾驶员可以开启并选择驾驶辅助系统的功能，也是接收辅助驾驶信息的主要途径。操作按钮应方便使用，易于操作。 显示部分：界面显示内容要简洁明了，使驾驶员容易理解。 声音报警部分：扬声器发出的报警声音既能起到提醒驾驶员的作用，又不能刺耳，使驾驶员烦躁。