車道偏離預(yù)警系統(tǒng)2課件

車道偏離預(yù)警技術(shù)簡(jiǎn)介

2012年12月19日目錄一、研究背景二、內(nèi)容簡(jiǎn)介三、國(guó)內(nèi)外車道偏離預(yù)警系統(tǒng)比較四、偏離預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展駕駛員安全隱患

美國(guó)聯(lián)邦公路局的估計(jì)，美國(guó)2002年致命的交通事故中44%跟車道偏離有關(guān)，同時(shí)車道偏離也被看成車輛側(cè)翻事故的主要原因。AssitWare網(wǎng)站的分析結(jié)果認(rèn)為：23%的汽車駕駛員一個(gè)月內(nèi)至少在轉(zhuǎn)向盤上睡著一次；66%的卡車駕駛員自己在駕駛過(guò)程中打瞌睡；28%的卡車駕駛員在一個(gè)月內(nèi)有在轉(zhuǎn)向盤上睡著的經(jīng)歷。每四個(gè)駕駛員中就有一個(gè)駕駛員經(jīng)歷過(guò)車道偏離引起的傷亡事故！一、研究背景AssitWare網(wǎng)站的分析結(jié)果認(rèn)為：23%的汽車駕駛員一個(gè)月內(nèi)至少在轉(zhuǎn)向盤上睡著一次；66%的卡車駕駛員自己在駕駛過(guò)程中打瞌睡；28%的卡車駕駛員在一個(gè)月內(nèi)有在轉(zhuǎn)向盤上睡著的經(jīng)歷。每四個(gè)駕駛員中就有一個(gè)駕駛員經(jīng)歷過(guò)車道偏離引起的傷亡事故！AssitWare網(wǎng)站的分析結(jié)果認(rèn)為：23%的汽車駕駛員一個(gè)月內(nèi)至少在轉(zhuǎn)向盤上睡著一次；66%的卡車駕駛員自己在駕駛過(guò)程中打瞌睡；28%的卡車駕駛員在一個(gè)月內(nèi)有在轉(zhuǎn)向盤上睡著的經(jīng)歷。美國(guó)公路交通安全管理局的定義是：指一種通過(guò)報(bào)警的方式輔助駕駛員避免或者減少車道偏離事故的系統(tǒng)。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)二、內(nèi)容簡(jiǎn)介汽車偏離行駛軌道時(shí)有兩種可能：一種是駕駛員有意的變換車道行駛，那么此時(shí)發(fā)出的警告則為錯(cuò)誤信息，有可能會(huì)影響到駕駛員的正常行駛；一種是駕駛員處于無(wú)意中狀態(tài)比如駕駛員注意力不集中或駕駛疲勞而引起的，此時(shí)的預(yù)警系統(tǒng)就會(huì)發(fā)揮其功能從而避免了事故的發(fā)生。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)商業(yè)化使用的產(chǎn)品都是基于視覺的系統(tǒng)，根據(jù)攝像頭安裝位置不同，可以將系統(tǒng)分為：側(cè)視系統(tǒng)（攝像頭安裝在車輛側(cè)面，斜指向車道）前視系統(tǒng)（攝像頭安裝在車輛前部，斜指向前方的車道）

一個(gè)車道偏離預(yù)警系統(tǒng)不會(huì)試圖控制車輛以防止可能發(fā)生的碰撞事故。美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局開展的“采用智能車輛道路系統(tǒng)對(duì)策的道路偏離避撞警告項(xiàng)目”研究將車輛偏離預(yù)警系統(tǒng)分為“縱向”和“橫向”車道偏離警告兩個(gè)主要功能?？v向車道偏離警告系統(tǒng)主要用于預(yù)防那種由于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(tǒng)主要用于預(yù)防由于駕駛員注意力不集中以及駕駛員放棄轉(zhuǎn)向操作而引起的車道偏離碰撞SDRAM：主存儲(chǔ)芯片。FPGA：輔助邏輯控制和前端處理模塊，主要完成圖像的前期采集和一些類似直方圖統(tǒng)計(jì)、卷積等底層的高密度圖像處理工作。DSP：高速計(jì)算芯片。國(guó)外有代表性的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)：AURORA系統(tǒng)（美國(guó)）AutoVue系統(tǒng)（美國(guó)）Mobileye_AWS系統(tǒng)（荷蘭）DSS系統(tǒng)（日本）國(guó)內(nèi)有代表性的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)：JLUVA-1系統(tǒng)（吉林大學(xué)）基于DSP技術(shù)的嵌入式車道偏離報(bào)警系統(tǒng)（東南大學(xué)）三、國(guó)內(nèi)外車道偏離預(yù)警系統(tǒng)比較1.AURORA系統(tǒng)該系統(tǒng)由美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人學(xué)院子1997年開發(fā)成功。該系統(tǒng)由帶廣角鏡頭的彩色攝像機(jī)、數(shù)字轉(zhuǎn)換器和一個(gè)便攜SunSparc工作站等組成。該系統(tǒng)通過(guò)安裝在車輛一側(cè)的視野大約為1.5m-1.6m區(qū)域的俯視彩色攝像機(jī)檢測(cè)車輛旁邊的車道標(biāo)識(shí)，通過(guò)數(shù)字轉(zhuǎn)換器采集攝像機(jī)的視頻輸出并在一個(gè)便攜SunSparc工作站上進(jìn)行處理，處理速度為60Hz。2.AutoVue系統(tǒng)該系統(tǒng)由前DaimlerChrysler公司和美國(guó)的Iteris公司聯(lián)合開發(fā)。該系統(tǒng)主要由一個(gè)安裝在汽車內(nèi)風(fēng)窗玻璃后部的攝像機(jī)、兩個(gè)立體音箱、一個(gè)小顯示設(shè)備和控制單元等組成。該系統(tǒng)工作原理是通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)本車在當(dāng)前車道中的位置，計(jì)算本車到車道標(biāo)識(shí)線距離，然后與設(shè)定的報(bào)警距離相比較，判斷是否進(jìn)行預(yù)警。當(dāng)檢測(cè)到將要發(fā)生車道偏離時(shí)，它將發(fā)出一種類似于車輛在隆聲帶上行駛時(shí)發(fā)出的隆隆作響的聲音來(lái)提醒駕駛員修正車輛位置。目前，AutoVue系統(tǒng)已經(jīng)在歐洲的多種貨車上作為一個(gè)選件進(jìn)行了裝備。3.MobileyeAWS系統(tǒng)該系統(tǒng)由總部設(shè)在荷蘭的Mobileye公司研制。該系統(tǒng)利用安裝在前風(fēng)窗玻璃上的單個(gè)攝像機(jī)監(jiān)測(cè)車道標(biāo)識(shí)線，測(cè)量和監(jiān)控本車與道路邊界的距離。該系統(tǒng)的車道偏離警告模塊通過(guò)檢測(cè)道路邊界，計(jì)算車輛相對(duì)于車道的位置和車輛的側(cè)向運(yùn)動(dòng)，預(yù)測(cè)車輛將橫越車道標(biāo)識(shí)的時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)觸發(fā)視覺警告和聲音警告，以使駕駛員對(duì)不同的危險(xiǎn)狀態(tài)做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)而減少意外事故的發(fā)生。該系統(tǒng)在有意識(shí)的車道偏離、制動(dòng)和沒有道路標(biāo)識(shí)等情況下能對(duì)警告的產(chǎn)生進(jìn)行了抑制。該系統(tǒng)由吉林大學(xué)智能車輛課題組開發(fā)。該系統(tǒng)是基于單目視覺的前視系統(tǒng)，主要由車載電源、嵌入式微機(jī)、顯示設(shè)備、黑白CCD攝像機(jī)、數(shù)據(jù)線、音箱以及圖像采集卡等組成。系統(tǒng)利用安裝在汽車后視鏡位置處的CCD攝像機(jī)采集汽車前方的道路圖像，通過(guò)圖像處理獲得汽車在當(dāng)前車道中位置參數(shù)，當(dāng)一旦檢測(cè)到汽車距離自身車道白線過(guò)近有可能偏入鄰近車道而且司機(jī)并沒有打轉(zhuǎn)向燈時(shí)，該系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出警告信息提醒司機(jī)注意糾正這種無(wú)意識(shí)的車道偏離，從而盡可能地減少車道偏離事故的發(fā)生。

該系統(tǒng)由東南大學(xué)開發(fā)，是基于單目視覺的前視系統(tǒng)，由模/數(shù)轉(zhuǎn)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(shù)/模轉(zhuǎn)換電路模塊等模塊組成。該系統(tǒng)通過(guò)車載攝像頭采集被跟蹤車道線的模擬視頻信號(hào)，經(jīng)解碼生成數(shù)字信號(hào)碼流緩沖后送到高速媒體處理器DSP的視頻接口，然后再由視頻處理模塊對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)進(jìn)行車道特征值的提取，最后將處理后的視頻信號(hào)送編碼及數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸出顯示。1.JLUVA-1系統(tǒng)2.基于DSP技術(shù)的嵌入式車道偏離報(bào)警系統(tǒng)

在以“汽車世界”為主題的2010巴黎國(guó)際車展上，大眾汽車憑借其“變道輔助系統(tǒng)”，即車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（Lanedeparturewarningsystem）榮獲了“歐洲新車安全評(píng)鑒協(xié)會(huì)高級(jí)安全獎(jiǎng)”。車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的生產(chǎn)成本大約為1萬(wàn)元人民幣，目前主要應(yīng)用于國(guó)外生產(chǎn)的一些重型卡車和長(zhǎng)途客車上，在奔馳、寶馬、奧迪、雷克薩斯等高檔轎車上也多為選裝件。在安全配置方面，配備了車輛穩(wěn)定管理系統(tǒng)VSM，集成車身穩(wěn)定系統(tǒng)(ESC)、電子駐車系統(tǒng)(EPB)、智能巡航系統(tǒng)(SCC)以及預(yù)警安全帶系統(tǒng)(PSB)等多種配置于一身，此外還配備了車道偏離預(yù)警系統(tǒng)以及9安全氣囊2011款雅科仕

在車速超過(guò)65km/h時(shí)，通過(guò)FAS按鍵激活轉(zhuǎn)向柱的開關(guān)啟動(dòng)系統(tǒng)，帶有在線控制器的攝像模塊評(píng)估是否偏移行駛車道，通過(guò)組合儀表內(nèi)的控制燈進(jìn)行狀態(tài)顯示，如果駕駛員遇到駛出車道情況未及時(shí)反應(yīng)，系統(tǒng)通過(guò)修正力矩進(jìn)行轉(zhuǎn)向干預(yù)。如果最大的轉(zhuǎn)向力矩都不足以使車輛在正常的行車道行駛，在干預(yù)轉(zhuǎn)向過(guò)程中車輛已經(jīng)駛離行車道并且車速降到60km/h以下車道偏移警示系統(tǒng)便通過(guò)方向盤的震動(dòng)提醒司機(jī)，這時(shí)司機(jī)必須人為干預(yù)。一汽-大眾CC

裝配諸如車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、自動(dòng)遠(yuǎn)光、盲點(diǎn)信息系統(tǒng)，以及后視攝像頭等安全配置。視頻福特新款蒙迪歐車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的研究主要集中在基于視覺的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)上。但是，從現(xiàn)有的技術(shù)水