车道偏离预警系统(LDW)研究报告
车道偏离警示系统
车道偏离警示系统（英文：Lane Departure Warning System，LDWS），是一项汽车驾驶安全辅助系统。
当传感元件侦测到车辆偏离车道时，若驾驶者因精神不济或疏忽而未打下转换车道的方向灯讯号，系统会发出警示讯号以提醒驾驶者返回车道。
历史首次装设车道偏离警示系统是在 Nissan Motors 的 Infiniti FX 系列和Infiniti M系列，该系列的系统是由Valeo 和 Iteris 两车商联合开发，系统的影像传感器是装置在车内照后镜的位置。
2000年，在欧洲是由 Iteris 车商为 Mercedes Actros 商务车开发使用车道偏离警示系统，现今在全欧洲多数的大型商用车都装有此系统。
后来在2002年，北美的Freightliner 卡车才拥有此系统装设。
2007年，日本 Mitsubishi Fuso 也随之跟进运用这项系统。
雪铁龙2005年，雪铁龙 Citron 4 和 Citron 5 都装设车道偏离警示系统，现今 Citron 6 也已加装这项系统，Citron 的系统是运用装设在前方保险杆上红外线传感器监测路面上车道标志，发生车辆偏离车道时，以振动座椅的方式提醒驾驶返回车道。
Infiniti2008年，Infiniti车系将装设预防车道偏离系统（Lane Departure Prevention，LDP），这系统是运用车身稳定控制系统（ESP）的煞车力控制，协助驾驶将车辆维持在车道内，车道偏离警示系统协同车身稳定控制系统作动时，是以轻柔的煞车力控制，不让驾驶与乘客在乘车感到不适为原则。
Lexus 车商使用多重传感车道保持辅助系统（Multimode Lane Keeping Assist），这系统特点在于使用复数的3D影像传感器，并配合红外线传感器，在物体和影像的多重传感及MCU 运算下，监控车辆保持在车道内。
Lexus LS更提供了视觉警示和控制转向系统使车辆回到车道内。
车道偏离预警
车辆偏离预警系统分为“纵向”和“横向”车 道偏离警告两个主要功能。纵向车道偏离警告 系统主要用于预防那种由于车速太快或方向失 控引起的车道偏离碰撞，横向车道偏离警告系 统主要用于预防由于驾驶员注意力不集中以及 驾驶员放弃转向操作而引起的车道偏离碰撞。 当车辆偏离行驶车道时，其可通过警报音、方 向盘震动或自动改变转向给予提醒。
新一代奔驰S级轿车 （s300L豪华型） 全新S级的升级内容主要集 中安全性能，搭载的车道 保持警示系统会在时速大 于60公里的情况下自动激 活，并通过安装于前风挡 后面的多功能摄像头，判 断驾驶员是否主动驾车并 线。当系统发现驾驶员无 意中驶离车道时，方向盘 就会震动，提示驾驶员警 惕危险。而当驾驶员在并 线之前启动转向信号灯， 并且主动驾车驶离车道时， 车道保持警示系统则不会 发出报警信号。
车道偏离预警系统是一种通过报警的方式辅助 驾驶员减少汽车因车道偏离而发生交通事故的 系统。
• • • • •
HUD抬头显示器 摄像机 图像处理芯片 控制器 传感器
1－车道偏离预警辅助系统控制单元；2－电动助力转向控制单元； 3－电动助力转向电机；4－多功能方向盘；5－转向柱控制单元； 6－仪表；
1.AURORA系统 该系统由美国卡内基梅隆大学机器人学院于1997年开发成功。 该系统由带广角镜头的彩色摄像机、数字转换器和一个便携 SunSparc工作站等组成。该系统通过安装在车辆一侧的视野大 约为1.5m-1.6m区域的俯视彩色摄像机检测车辆旁边的车道标识， 通过数字转换器采集摄像机的视频输出并在一个便携SunSparc 工作站上进行处理，处理速度为60Hz。 2.DSS系统(Driver Support System) 该系统由日本三菱汽车公司于1998年提出，并于1999年秋季应用于 模型车上。该系统由一个安装在汽车后视镜内的小型CCD摄像机、 一些检测车辆状态和驾驶员操作行为的传感器以及视觉和听觉警告 装置组成。该系统利用由CCD摄像机获得的车辆前方的车道标识线、 其他传感器获得的车辆状态数据和驾驶员的操作行为等信息，判断 车辆是否已经开始偏离其车道。如有必要，系统将利用视觉警告信 息、听觉警告信息以及振动转向盘来提醒驾驶员小心驾驶车辆。
ldw车道偏离预警原理
LDW车道偏离预警系统的原理是采集分析行车路线，当车辆偏离车道时，系统会在偏离前对驾驶员发出警告，将事故发生的可能性降到最低。
具体来说，该系统通过安装在车身上的摄像模块来采集信息，判断车子是否处于既定轨道。
当监测到车子即将偏离轨道时，它会在偏离前对驾驶员发出警告，将事故发生的可能性降到最低。
若是要深究这个功能出现的本质，其实主要是为了防止疲劳驾驶，因为长时间驾驶可能会导致注意力不集中，从而导致轨道偏离。
据有关消息显示，有一半以上的交通事故的发生都是因为车道偏离引起的，一不留神，司机就会有生命危险，所以该功能的出现，是十分必要的，至少可以规避不少风险。
【精品】车道偏离预警系统
一、系统简介根据（美国)国家公路交通安全管理局的定义，车辆偏离预警系统(LDWS-LaneDepartingWarningSystem）是一种通过报警的方式辅助驾驶员避免或减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。
绝大部分的车道偏离警告系统都将车辆在车道内的横向位置作为计算警告发生与否的一个基础.这些检测车辆横向位置的系统基本上可以分为两类：基于道路基础构造的系统以及基于车辆的系统【1】。
(1)基于道路基础构造的车道偏离警告系统造来检测车辆横向位置,需要对现有道路进行改造.最典型的道路改造方式就是使用埋在道路下的铁磁体标记（通常为磁铁或电线）。
车辆传感器检测这些铁磁信号，利用信号的强度计算车辆在车道中的横向位置.这种方法对车辆横向位置的估计精度能达到几个厘米,但这种方法最大的缺陷是道路改造耗资巨大。
（2)基于车辆的车道偏离警告系统该类系统主要是利用机器视觉或红外传感器检测车道标识的位置,按照传感器的安装方式可分为俯视系统和前视系统。
1)基于车辆的俯视系统基于车辆的俯视系统其优势就是在结构化道路上效率高并简单易行，并有可能取得更高的定位精度。
其不利的因素是只能在结构化道路上使用(必须存在道路标识，且道路标识能被有效识别）。
2）基于车辆的前视系统基于车辆的前视系统优势在于可以利用更多的道路信息，在没有道路标识的道路上也可以使用.其不利因素就是用来定位车辆横向位置的一些图像特征点可能被其他车辆或行人干扰.目前商业化使用的产品都是基于视觉的系统，由道路和车辆状态感知、车道偏离评价算法和信号显示界面三个基本模块组成.二、相关的预警系统国外—-（1)AURORA系统、美国卡内梅隆大学机器人学院于1997年开发成功，是基于车辆的俯视系统中最具代表性的系统。
该系统的处理算法主要基于视觉的车道标识线识别与跟踪、车辆横向闻之估计、车道偏离警告三部分组成。
（2）AtuoVue系统、该系统由德国的DaimlerChrysler公司和美国的Iteris公司联合开发，2000年6月首次实际应用。
单目视觉车道偏离报警系统
单目视觉车道偏离报警系统单目视觉车道偏离报警系统是一种应用于汽车行驶过程中的安全警示系统，主要用于辅助司机维持车辆行驶在正确的车道中。
该系统采用单目视觉技术，可以实时监测车辆行驶路线，一旦检测到车辆偏离了正确的道路行驶路线，系统会自动报警提醒司机及时纠正，以避免发生交通事故。
下面我们将详细介绍单目视觉车道偏离报警系统的设计原理和技术特点。
一、系统原理及工作流程单目视觉车道偏离报警系统主要由相机、图像处理算法、人机交互界面等部分组成。
其中，相机用于采集车辆运动状态和行驶路线等信息，图像处理算法用于对相机采集到的图像进行处理和分析，提取出车辆行驶状态和路线信息，人机交互界面用于将警示信息实时呈现给司机。
系统的工作流程如下图所示：1.系统启动：打开系统电源后，系统开始运行，相机开始采集图像数据。
2. 图像采集：相机对车辆行驶场景进行连续图像采集，并将图像数据传递到计算机系统中进行处理。
3. 图像处理：算法对采集到的图像进行处理，提取出车辆行驶状态和行驶路线等信息。
4. 路线识别：在图像处理的过程中可以进行车道线的检测，检测后可以确定车辆行驶的路线情况。
还可以对车道线属性进行评估和分类。
5. 偏离车道报警：如果系统检测到车辆偏离了标准行驶路线，系统将发出声音或者振动的警告信号，以及人机交互界面上的警告信息。
同时，警示信息将被发送到驾驶员与系统维护人员。
6. 系统退出：当车辆停止行驶或者系统出现故障时，系统会自动退出或提示相应故障信息。
二、技术特点1. 高效处理：单目视觉车道偏离报警系统采用先进的图像处理算法，具有高效的处理速度和精准的图像分析能力。
2. 实时监测：系统可以实时监测车辆行驶路线，一旦检测到偏离，系统会立即发出警示信息，提示驾驶人员注意并采取行动。
3. 多模式报警：单目视觉车道偏离报警系统不仅可以通过声音和振动等方式进行警告，还可以通过人机交互界面的警告信息来提示驾驶员。
4. 稳定性高：系统运行时，相机可以持续进行图像采集，图像处理算法可以保证稳定运行，从而保证系统的稳定性和可靠性。
车道偏离预警系统的研究与实现
Dissertation for the Master Degree in Engineering
THE RESEARCH AND IMPLEMENTATION OF LANE DEPARTURE WARNING SYSTEM
Candidate： Supervisor： Academic Degree Applied for： Specialty ： Affiliation： Date of Defence：
硕士学位论文
车道偏离预警系统的研究与实现
THE RESEARCH AND IMPLEMENTATION OF LANE DEPARTURE WARNING SYSTEM
殷晓雪
哈尔滨工业大学 2014 年 12 月
国内图书分类号： TP319 国际图书分类号：621.3
学校代码： 10213 密级：公开
- II -
目录
目
录
摘 要 ................................................................................................................. I ABSTRACT ....................................................................................................... II 第 1 章 绪 论 .................................................................................................. 1 1.1 课题研究的背景与意义 ................................................................................. 1 1.2 国内外研究现状 ............................................................................................. 2 1.2.1 国外研究现状 .......................................................................................... 2 1.2.2 国内研究现状 .......................................................................................... 3 1.3 研究内容 .......................................................................................................... 4 第 2 章 图像的预处理及车道线检测 ................................................................ 6 2.1 车道线图像的采集 ......................................................................................... 6 2.2 图像的灰度化 ................................................................................................. 6 2.3 图像的平滑处理 ............................................................................................. 7 2.3.1 均值滤波 ................................................................................................... 7 2.3.2 中值滤波 ................................................................................................... 7 2.3.3 自适应滤波 .............................................................................................. 8 2.4 图像的灰度变换增强 ..................................................................................... 9 2.4.1 图像直方图 .............................................................................................. 9 2.4.2 直方图均衡化 ........................................................................................ 10 2.5 图像的二值化 ............................................................................................... 11 2.5.1 平均灰度值法 ........................................................................................ 11 2.5.2 直方图分析法 ........................................................................................ 12 2.5.3 最大熵法 ................................................................................................. 12 2.5.4 最大类间方差法 .................................................................................... 13 2.6 图像的形态学操作 ....................................................................................... 13 2.6.1 形态学基本操作 .................................................................................... 14 2.6.2 面积算子 ................................................................................................. 15 2.7 边缘检测 ........................................................................................................ 17 2.7.1 Canny 算子 .............................................................................................. 17 2.7.2 Roberts 算子 ............................................................................................ 19 2.7.3 Prewitt 算子 ............................................................................................. 19 2.7.4 Sobel 算子 ............................................................................................... 20
车道偏离预警系统(LDW)研究报告-精品
车道偏离预警系统(LDW)研究报告-精品2020-12-12【关键字】目录、情况、道路、方法、环节、条件、空间、计划、监控、监测、运行、地方、问题、系统、机制、有效、大力、继续、现代、良好、快速、执行、保持、统一、发展、建立、制定、提出、发现、研究、措施、规律、位置、关键、安全、稳定、网络、准则、热点、意识、成果、基础、需要、环境、工程、能力、方式、差距、作用、标准、结构、水平、速度、关系、设置、增强、分析、简化、倾斜、吸引、形成、制约、推广、满足、严格、保证、指导、帮助、发挥、解决、调整、改善、完善、方向、保障、扩大、适应、实现、提高、转变、改进、不改变、中心、关心、正常化、有效性、重要性摘要：为了积极应对由车道偏离引发的交通安全事故，车道偏离预警系统被广泛应用于现代汽车。
报告从车道偏离倒是事故的严重性和车道偏离预警的重要性出发，阐述了车道偏离预警系统的背景和意义。
报告主要根据检测车辆横向位置分类，回顾了基于道路基础构造和车辆的车道偏离的警告系统，并简要介绍了相关成熟产品。
报告回顾了车道偏离预警系统的四类警告标准，包括：CCP标准、FOD标准、TLC标准和KBIRS标准。
报告介绍了以ISO 17361:2007和FMCSA-MCRR-05-005为主的两种车道偏离预警系统标准。
通过实例，按道路图像预处理、车道检测、车道线检测和车道偏离检测介绍了车道偏离预警系统的实现。
最后，报告对车道偏离预警系统进行了回顾和展望。
关键词：交通安全；车道偏离；预警系统；车道检测；车道线检测Research on lane departure warning system (LDW) Abstract: In order to respond to the traffic accidents caused by lane departure actively, lane departure warning system (LDW) are widely used in modern cars. The background and significance of LDW was explained from the serious of the lane departure causing accidents and the importance of LDW. The system based on road infrastructure construction and vehicles’lane departure was recalled, which was mainly based on the classification of detected vehicles’lateral position, and the relevant mature products was described briefly. The warning criteria of four lane departure warning systems including CCP standard, FOD standard, TLC standard KBIRS standard was reviewed. Two LDW standards including ISO 17361:2007 and FMCSA-MCRR-05-005 were introduced. The released of LDW was introduced inorder by road image preprocessing, lane detection, lane marking detection and lane departure detection according example. Finally, LDW was reviewed and discussed. Keywords: traffic safety; lane departure; warming system; lane detection; lane marking detection目录1 车道偏离预警系统的背景和意义 ........................................... 错误!未定义书签。
车道偏离预警系统市场分析报告
车道偏离预警系统市场分析报告1.引言1.1 概述车道偏离预警系统是一种先进的车辆安全辅助系统，它可以监测车辆与道路之间的位置关系，并在车辆偏离车道时提供及时预警，帮助驾驶员避免交通事故。
随着汽车行业的快速发展，车道偏离预警系统市场也迅速扩大，成为汽车安全领域的热门产品之一。
本报告将对车道偏离预警系统市场进行全面分析，以期为行业相关企业提供有益的市场信息和发展建议。
1.2 文章结构本报告包括引言、正文和结论三部分。
引言部分将对车道偏离预警系统市场进行概述，并介绍文章的结构和目的。
正文部分将详细分析车道偏离预警系统的概述、市场需求以及竞争对手分析。
结论部分将对市场前景展望、发展趋势预测进行分析，并对整个报告进行总结。
通过对这些内容的分析，读者将能够对车道偏离预警系统市场有一个全面的了解。
1.3 目的目的部分的内容可以写为：本报告旨在对车道偏离预警系统市场进行全面深入的分析和研究，旨在探讨车道偏离预警系统在未来市场中的发展潜力及趋势，为相关企业和投资者提供可靠的市场分析数据和发展建议。
同时，通过对市场需求、竞争对手分析和发展趋势预测等方面的研究，力求为行业内的企业提供战略性的指导，帮助他们更好地把握市场机遇，提高市场竞争力，推动车道偏离预警系统行业的健康发展。
1.4 总结总结在本报告中，我们对车道偏离预警系统市场进行了详细的分析和调研。
通过对市场需求、竞争对手以及发展趋势的分析，我们可以得出以下结论:1. 车道偏离预警系统市场需求不断增长，受到政府政策的支持，以及驾驶安全意识的提升，预警系统将有更广阔的市场空间和发展机会。
2. 竞争对手众多，市场竞争激烈，需要持续不断的创新和技术升级，以保持市场竞争力。
3. 未来，随着自动驾驶技术的普及和发展，车道偏离预警系统将成为汽车安全系统的重要组成部分，有望迎来更大的发展机遇。
综上所述，车道偏离预警系统市场前景广阔，市场竞争激烈，但也充满发展机遇。
我们建议相关企业在产品研发和市场推广方面持续投入，抓住市场机遇，实现自身发展。
车道偏离预警系统简介
车道偏离预警系统技术简介李南康(一汽海马汽车有限公司，海口，570216)摘 要:本文介绍了汽车安全辅助驾驶系统中的车道偏离预警系统以及功能应用，并简述了国内外一些典型车道偏离预警系统研究的发展现状和趋势。
关键词：安全辅助；车道偏离预警系统；系统应用1 前言安全辅助驾驶系统技术的研究主要集中在车道偏离预警、前方障碍物探测以及驾驶员状态监测等方面。
近20年来，车道偏离预警系统作为安全辅助驾驶研究领域的一个组成部分，已经受到越来越多的关注和重视，很多国家都投入大量的人力、物力和财力进行系统研发。
根据(美国)国家公路交通安全管理局的定义，车辆偏离预警系统(LDWS-Lane Departing Warning System)：是一种通过报警的方式辅助驾驶员避免或减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。
据AssitWare网站的分析结果认为：23%的汽车驾驶员一个月内至少在转向盘上睡着一次；66%的卡车驾驶员自己在驾驶过程中打瞌睡；28%的卡车驾驶员在一个月内有在转向盘上睡着的经历。
四个驾驶员中就有一个驾驶员经历过车道偏离引起的伤亡事故。
车道偏离预警系统可以避免30-70%的车道偏离交通事故的发生。
因此，车道偏离预警系统的研究及应用对提高道路交通安全，减少交通事故引发的人员伤亡和经济损失意义重大。
2 车道偏离预警系统概况车道偏离预警系统是一种汽车驾驶安全辅助系统,该系统旨在帮助驾驶员避免或者减少车道偏离事故。
它通过传感器获取前方道路信息,结合车辆自身的行驶状态以及预警时间等相关参数,判断汽车是否有偏离当前所处车道的趋势。
如果车辆即将发生偏离,并且在驾驶员没有打转向灯的情况下,则通过视觉、听觉或触觉的方式向驾驶员发出警报。
目前国内外已经开发一系列的车道偏离预警系统技术研究，相关系统介绍如下：2.1 国外车道偏离预警系统研究概况2.1.1 AURORA系统AURORA系统是一种基于计算机视觉的横向位置评价系统，该系统由美国卡内基梅隆大学机器人学院子1997年开发成功。
车道偏离预警系统的研究
１ 车道偏 离预 警系 统基 本组 成 与工作 原理
于车辆在 隆声带上行驶时发 出的隆隆作响的声音来提醒驾驶员
目 前， Ａ ｕ ｔ ￣ｕ ｅ 系统 已经在欧洲 的多种 货车上作 车道偏离预 警系统 （ Ｌ ａ ｎ ｅ ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗ ａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ 修正车辆 位置。 为一个选件进行了装备。 简称 Ｌ Ｄ Ｗ Ｓ ） 。 车道偏离预警 系统主要 由Ｈ Ｕ Ｄ 抬头显示器 、 摄像
何提 示。
出适当的反应而减 少意外 事ห้องสมุดไป่ตู้的发生 。 该系统在有意 识的车道
制动和没有道 路标识等情况下能 对警告的产生进行了抑 目前， 各厂商所配备 的车道偏离预警 系统均基于视觉 （ 摄 偏离、
像头） 方式 采集数据 的基础上研发， 但它们在雨雪天气或 能见 制 。
． ４ Ｄ Ｓ Ｓ 系统 （ Ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ） 度不 高的路面时， 采集 车道 标识线的准确度会下降。 那么为了解 ３ 该系统 由日本三菱汽车公司于１ ９ ９ ８ 年 提出， 并于１ ９ ９ ９ 年秋 决这个难题 ， 聪明的技 术工程师开发了红外线传感器 的采 集方
． ２基于Ｄ Ｓ Ｐ 技术的嵌入式车道偏离报警系统 机、 两个立体音箱、 一个小显示设备和控制单元等组成 。 该系统 ４ 该 系统 由东南大学开发， 是基于单 目视觉 的前视 系统 ， 由 工作原理是通 过实时监 测本 车在 当前车道中的位置 ， 计算本车
头、 控制 器 以及传感器 组 成 ， 当车道偏 离系统 开启 时， 摄像 头 （ 一般 安置在车身侧面或后视镜位 置 ） 会 时刻采 集行驶车道的
车道偏离警示系统
车道偏离警示系统（英文：Lane Departure Warning System，LDWS），是一项汽车驾驶安全辅助系统。
当传感元件侦测到车辆偏离车道时，若驾驶者因精神不济或疏忽而未打下转换车道的方向灯讯号，系统会发出警示讯号以提醒驾驶者返回车道。
历史首次装设车道偏离警示系统是在Nissan Motors 的Infiniti FX 系列和Infiniti M系列，该系列的系统是由Valeo 和Iteris 两车商联合开发，系统的影像传感器是装置在车内照后镜的位置。
2000年，在欧洲是由Iteris 车商为Mercedes Actros 商务车开发使用车道偏离警示系统，现今在全欧洲多数的大型商用车都装有此系统。
后来在2002年，北美的Freightliner卡车才拥有此系统装设。
2007年，日本Mitsubishi Fuso 也随之跟进运用这项系统。
雪铁龙2005年，雪铁龙Citro?n 4 和Citro?n 5 都装设车道偏离警示系统，现今Citro?n 6 也已加装这项系统，Citro?n 的系统是运用装设在前方保险杆上红外线传感器监测路面上车道标志，发生车辆偏离车道时，以振动座椅的方式提醒驾驶返回车道。
Infiniti2008年，Infiniti车系将装设预防车道偏离系统（Lane Departure Prevention，LDP），这系统是运用车身稳定控制系统（ESP）的煞车力控制，协助驾驶将车辆维持在车道内，车道偏离警示系统协同车身稳定控制系统作动时，是以轻柔的煞车力控制，不让驾驶与乘客在乘车感到不适为原则。
Lexus 车商使用多重传感车道保持辅助系统（Multimode Lane Keeping Assist），这系统特点在于使用复数的3D影像传感器，并配合红外线传感器，在物体和影像的多重传感及MCU 运算下，监控车辆保持在车道内。
Lexus LS更提供了视觉警示和控制转向系统使车辆回到车道内。
车辆变线行驶警示辅助系统毕业设计
摘要如何为驾驶员提供一个有效实用的安全驾驶辅助系统，是车辆安全驾驶的一个重要课题。
车道偏离预警系统(Lane Departure Warning Systems，简称LDWS)将是最有效的解决工具。
目前LDWS在国内外已经引起了广泛的关注并且开展了广泛的研究。
本文通过分析车辆变线行驶过程中道路信息特点及现实情况驾驶员的驾驶习惯对车辆变线行驶警示辅助系统进行了研究。
通过摄像头采集道路车道线视频图像，来确定车辆行驶在车道中的状态，系统检测到驾驶员未发出的变线意图，但车身马上或已经超越两侧车道线时，系统便会判定车辆已偏离车道，并发出警告。
警示部分给于人体视觉、听觉、触觉形式上的警告。
并对行驶辅助系统做了进一步的探讨，系统以MC9S12DG128作为控制单元，转向机构通过CCD摄像头采集的道路信息进行PID反馈控制，速度电机的转速采用级联双通道的PWM控制。
并进行了相应的模拟道路实验，取得了良好的道路感知效果。
该论文的研究对于车辆变线行驶警示辅助系统研究提供了一条可行的研究途径。
关键词：变线；警示；视频；PID控制；PWM控制ABSTRACTIt is an important task that How to provide an effective and practical Driver Assistance Systems .Lane departure warning system (Lane Departure Warning Systems, referred to as LDWS)would be the most effective tool.LDWS has aroused widespread concern and extensive research carried out at home and abroad currently.In this paper, by analyzing the vehicle lane change the course of the characteristics of road information and the reality of the driver's driving habits of the vehicle lane change warning system for the study aids.Collected through the camera video images of road lane lines, to determine the vehicles in the driveway of the state, the system detects the driver is not intent to issue a variable line, but the car immediately or have gone beyond both sides of the lane line, the system will determine the vehicles have deviate from the lane, and warnings.Some warning to the human visual, auditory, tactile form of warning.Driving assistance systems and further explore the system as a MC9S12DG128 control unit, steering through the CCD camera to collect the road information PID feedback control, the speed of the motor speed using cascading dual-channel PWM control. And the corresponding simulated road test to obtain a good perceptual effect of the road. Research papers for the vehicle lane change warning system for the provision of supporting a viable research approach.Key word:Change direction; Alerts; Video signal; PID control; PWM control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2研究发展现状 (1)1.3设计的主要内容 (3)第2章车辆变线行驶中道路信息特点分析及方案的确定 (5)2.1车辆变线行驶中道路信息的特点 (5)2.2变线警示系统中道路信息采集方案的确定 (5)2.3本章小结 (7)第3章模拟人视觉方式的图像采集及处理方法 (8)3.1视频图像信号的特点 (8)3.2车道线采样方法 (9)3.2.1车道线视频同步信号分离芯片 (9)3.2.2视频同步信号分离电路设计 (10)3.2.3车道线采样方案及程序流程图 (11)3.2.4视频模拟信号的A/D处理 .......................................... 错误！未定义书签。
车道偏离预警系统决策算法开发及实验验证
2021/6/15
13
答辩总结
车道偏离预警系统决策算法开发 提出了利用车辆周边车道线
信息的基于车辆侧向安全性的车道偏离决策算法。
车道偏离预警系统人机交互设计 设计了适用于车道偏离预警
系统的用户界面和完备的预警发布方式，预警信息通过视觉，
听觉和触觉发布。
实车场地实验 1、展开了实车场地实验对车道偏离预警系统
阶段1
目的：
判定出车辆处于
阶段1or阶段2
1
2
上一时刻
目的：
判定车辆的偏离是驾驶员
主动控制偏离or无意识偏离
2021/6/15
当前时刻
识别驾驶意图
阶段2
三个时刻评价指标逐渐减小，
则车辆处于阶段1
三个时刻评价指标逐渐增大，
则车辆处于阶段2
3
下一时刻
Y
转向灯
开启
N
方向盘
角速度>ω
换道\转弯
1、转向灯
2、方向盘角速度
2021/6/15
3
课题的提出
信息获取
偏离决策
y
D1
D2
θ
驾驶意图
TLC模型
Nobuyuki Kuge
V
x
车辆前方60m内
国内外研究现状
D1
TLC
vy
D2
TLC
v sin
TLC车辆将跨越车道线的时间
南京航空航天大学 上海交通大学中国专利
TLC模型
纵轴线与车道线夹角
1、方向盘角度
2、方向盘角速度
5
决策算法开发
开始
计算评价指标
初始化
读取CAN总线
报警
车道偏离报警(ldw)系统技术
车道偏离报警(ldw)系统技术
汽车安全性受到人们更多的关注，高科技在汽车中的应用层出不穷，车道偏离报警(ldw)系统就是一例。
专家指出，约有50%的汽车事故是偏离正常行驶的车道引起的，究其原因主要是驾驶员心神烦乱、注意力不集中或疲劳驾驶。
ldw系统会在车辆高速行驶时提醒驾驶员，汽车正在偏离正常行驶的车道，让驾驶员及时纠正行车路线。
这是继安全带、安全汽囊后，在汽车内安装的又一项安全装置。
系统概要
数据进入系统后，它被实时地变换成可处理的格式，在处理器内部，首先进行预处理，过滤掉ldw系统还要考虑到汽车正常使用的制动装置和转向装置。
这些装置会影响ldw的工作，使系统复杂化。
因此，在慢速行驶或制动、正常转向时，ldw系统是不工作的。
工作流程
除了噪声，还有量化误差的影响，量化误差会使边缘的边界落在多个像素上，同样使边界变得不那么清晰。
噪声和量化误差是无法控制的，因此要对输入视流进行滤波和平滑，不实行这一步，要想发现清晰的道路标志是十分困难的。
对数字视频流进行平滑滤波还应考虑到，视频流是按规定速率变化的真实接下来要进行的是边缘检测。
所谓边缘就是指hough变换对输入hough变换的输出是一组直线，其中某些直线可能就是车道标志线。
由于很多高速公路系统的车行道标志线是标准化的，确定的一组规定能从候选的车道标志线中排除掉某些直线，最后，这一组可能的车道标志线用来确定车辆的位置。
车道跟踪
车道信息来自一辆汽车内多种可能的信息源，这些信息源与测得的相关。
六大车道偏离警告系统（LDW）
六大车道偏离警告系统（LDW）焉知焉知·焉能不知根据美国公路交通安全管理局的定义，车道偏离预警系统只是在车辆发生偏离时以报警的方式提醒驾驶员，以使驾驶员及时作出反应的安全系统；车道偏离预警本身不会主动干预车辆的运动轨迹，来防止因车道偏离可能引发的碰撞事故。
在基于汽车的车道偏离预警系统中，LDW系统主要是利用机器视觉或红外传感器来检测车道标识的位置。
而按照传感器的安装方式又可分为俯视系统和前视系统。
前视系统可以利用更多的道路信息,在没有道路标识的道路上也可以使用。
其不利因素就是用来定位车辆横向位置的一些图像特征点可能被其他车辆或行人干扰。
这种系统目前应用较为广泛,其中具有代表性的有:AutoVue系统、AWSTM系统、DSS系统、ALVINN系统和SCARF系统等。
（1）AutoVue系统：由德国的DaimlerChrysler(戴姆勒-克莱斯勒集团公司)公司和美国的Iteris(艾特锐视公司)公司联合开发,2000年6月首次实际应用。
目前,AutoVue系统已经在欧洲的多种货车上作为一个选件进行了装备,美国正大力推广该系统,以减少车辆车道偏离事故的发生。
戴姆勒-克莱斯勒集团公司成立于1998年，是由原德国戴姆勒-奔驰汽车公司与美国克莱斯勒汽车公司合并而成。
强强联手让戴姆勒-克莱斯勒集团公司一跃成为当时世界上第二大汽车生产商，而2007年，友谊的小船说翻就翻，戴姆勒-奔驰与克莱斯勒再次分手。
Iteris公司是1987年在美国特拉华州成立的。
该公司结合其独特的知识产权、产品、几十年的交通管理经验和信息技术，为全球范围内的客户提供广泛的智能交通系统（“ITS”）解决方案。
iteris公司是最早研制LDW 系统的几家公司之一。
它和戴姆勒-克莱斯勒公司联合开发的autovue 系统是一套可自行安装的LDW系统套件，包括接线束、喇叭、开关、连接器和电缆等零件。
AutoVue系统结构紧凑,主要由一个安装在汽车内挡风玻璃后部的摄像机、道路标识线识别跟踪软件、2个立体音箱,1个小显示设备和控制单元等组成。
车道偏离报警（ldw）系统技术
车道偏离报警（ldw）系统技术
车道偏离报警(ldw)系统技术
汽车安全性受到人们更多的关注，高科技在汽车中的应用层出不穷，车道偏离报警(ldw)系统就是一例。
专家指出，约有50%的汽车事故是偏离正常行驶的车道引起的，究其原因主要是驾驶员心神烦乱、注意力不集中或疲劳驾驶。
ldw系统会在车辆高速行驶时提醒驾驶员，汽车正在偏离正常行驶的车道，让驾驶员及时纠正行车路线。
这是继安全带、安全汽囊后，在汽车内安装的又一项安全装置。
系统概要
数据进入系统后，它被实时地变换成可处理的格式，在处理器内部，首先进行预处理，过滤掉ldw系统还要考虑到汽车正常使用的制动装置和转向装置。
这些装置会影响ldw的工作，使系统复杂化。
因此，在慢速行驶或制动、正常转向时，ldw系统是不工作的。
工作流程
除了噪声，还有量化误差的影响，量化误差会使边缘的边界落在多个像素上，同样使边界变得不那么清晰。
噪声和量化误差是无法控制的，因此要对输入视流进行滤波和平滑，不实行这一步，要想发现清晰的道路标志是十分困难的。
对数字视频流进行平滑滤波还应考虑到，视频流是按规定速率变化的真实接下来要进行的是边缘检测。
所谓边缘就是指hough变换对输入hough变换的输出是一组直线，其中某些直线可能就是车道标志线。
由于很多高速公路系统的车行道标志线是标准化的，确定的一组规定能从候选的车道标志线中排除掉某些直线，最后，这一组可能的车道标志线用来确定车辆的位置。
车道跟踪
车道信息来自一辆汽车内多种可能的信息源，这些信息源与测得的相关。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
车道偏离预警系统(LDW)研究报告车道偏离预警系统（LDW）研究报告摘要：为了积极应对由车道偏离引发的交通安全事故，车道偏离预警系统被广泛应用于现代汽车。
报告从车道偏离倒是事故的严重性和车道偏离预警的重要性出发，阐述了车道偏离预警系统的背景和意义。
报告主要根据检测车辆横向位置分类，回顾了基于道路基础构造和车辆的车道偏离的警告系统，并简要介绍了相关成熟产品。
报告回顾了车道偏离预警系统的四类警告标准，包括：CCP 标准、FOD标准、TLC标准和KBIRS标准。
报告介绍了以ISO 17361:2007和FMCSA-MCRR-05-005为主的两种车道偏离预警系统标准。
通过实例，按道路图像预处理、车道检测、车道线检测和车道偏离检测介绍了车道偏离预警系统的实现。
最后，报告对车道偏离预警系统进行了回顾和展望。
关键词：交通安全；车道偏离；预警系统；车道检测；车道线检测Research on lane departure warning system (LDW) Abstract: In order to respond to the traffic accidents caused by lane departure actively, lane departure warning system (LDW) are widely used in modern cars. The background and significance of LDW was explained from the serious of the lane departure causing accidents and the importance of LDW. The system based on road infrastructure construction and vehicles’ lane departure was recalled, which was mainly based on the classification of detected vehicles’ lateral position, and the relevant mature products was described briefly. The warning criteria of four lane departure warning systems including CCP standard, FOD standard, TLC standard KBIRS standard was reviewed. Two LDW standards including ISO 17361:2007 and FMCSA-MCRR-05-005 were introduced. The released of LDW was introduced in order by road image preprocessing, lane detection, lane marking detection and lane departure detection according example. Finally, LDW was reviewed and discussed.Keywords: traffic safety; lane departure; warming system; lane detection; lane marking detection1 车道偏离预警系统的背景和意义1.1车道偏离导致事故的严重性据统计, 每年世界范围内的公路交通事故中大约有1000万人员受伤, 其中重伤约300万人, 死亡40万人, 这些事故直接造成的经济损失约占世界GDP的13%。
根据( 美国) 联邦公路局的估计，美国2002年所有致命的交通事故中44%是跟车道偏离有关的, 同时车道偏离也被看成车辆侧翻事故的主要原因。
根据美国交通部门的报告指出，接近50% 事故与汽车无意识的偏离车道是有关的。
1.2车道偏离预警的重要性车道偏离警告系统经研究发现利用能检测车辆运行时的横向位置的系统将防止大约53%的单车偏离车道事故。
根据Federal Highway Administration （FHA）的研究表明，车道偏离预警系统可以避免30-70%的车道偏离交通事故的发生。
因此，车道偏离预警系统的研究对提高道路交通安全，减少交通事故引发的人员伤亡和经济损失意义重大。
研究表明，驾驶员的反应时间如果能提0.5s，就可以避免至少60%的追尾撞车事故，50%的交叉相撞事故及30%的迎面相撞事故。
正是基于这些原因，车道偏离预警系统的研究逐渐成为社会上的一大热点[1]。
1.3车道偏离预警系统的定义车道偏离预警系统（Lane Departure Warning System，LDWS）是车辆辅助驾驶系统中的重要组成部分，根据前方道路环境和本车位置关系，判断车辆偏离车道的行为并对驾驶员进行及时提醒，从而防止由于驾驶员疏忽造成的车道偏离事故的发生。
车道偏离预警系统是一种汽车驾驶安全辅助系统，该系统旨在帮助驾驶员避免或者减少车道偏离事故。
它通过传感器获取前方道路信息，结合车辆自身的行驶状态以及预警时间等相关参数，判断汽车是否有偏离当前所处车道的趋势。
如果车辆即将发生偏离，并且在驾驶员没有打转向灯的情况下，则通过视觉、听觉或触觉的方式向驾驶员发出警报。
车道偏离预警系统一般包括三部分：环境感知、偏离决策以及预警发布。
[2]2 车道偏离预警系统的分类[3]2.1根据检测车辆横向位置分类绝大部分的车道偏离警告系统都将车辆在车道内的横向位置作为计算警告发生与否的一个基础。
这些检测车辆横向位置的系统基本上可以分为两类: 基于道路基础构造系统以及基于车辆的车道偏离警告系统。
2.1.1基于道路基础构造的车道偏离警告系统该类系统利用道路基础构造来检测车辆横向位置, 需要对现有的道路进行改造。
最典型的改造方式就是使用埋在道路下的铁磁体标记( 通常为磁铁或电线) , 车辆传感器检测这些铁磁信号并利用信号的强度计算车辆在车道中的横向位置。
这种方法对车辆横向位置的估计精度能达到几个厘米, 但这种方法最大的缺陷就是道路改造耗资巨大。
2.1.2基于车辆的车道偏离警告系统该类系统主要是利用机器视觉或红外传感器检测车道标识的位置, 按照传感器的安装方式可分为俯视系统和前视系统。
1.俯视系统：俯视系统的优势是在结构化道路上效率高并简单易行，有可能取得更高的定位精度；不利的因素就是只能在结构化道路上使用( 必须存在道路标识, 且道路标识能被有效识别) 。
在基于车辆的俯视系统中，最具代表性的为AURORA系统。
AURORA系统由美国卡内基梅隆大学机器人学院于1997年开发成功。
该系统由带广角镜头的彩色摄像机、数字转换器和一个便携SunSparc工作站等组成。
该系统通过安装在车辆一侧, 视野大约为115~ 116m区域的俯视彩色摄像机检测车辆旁边的车道标识, 通过数字转换器采集摄像机的视频输出并在一个便携SunSparc工作站上进行处理，处理速度为60Hz。
AURORA系统的处理算法主要由基于视觉的车道标识识别与跟踪、车辆横向位置估计、车道偏离警告3部分组成。
系统对每帧图像进行单纯的线扫描, 利用1个可调的二次标准化模板相关技术对车道标识进行识别, 在标识跟踪时采取先搜索前面探测到的车道标识附近区域，假如在该区域没有搜索到车道标识，系统将进行整个扫描线搜索。
当系统定位出车道标识后, 将计算出车辆的横向位置, 即车辆中心与车道中心距离。
然后, 采用一种合适的警告触发准则, 使该系统与驾驶员相互作用防止车道偏离的发生。
俯视统的优点是方法简单易行，在高速路等结构化道路上执行效率较高，容易获得较高的定位精度；但其缺点是应用范围有限，只适用于存在清晰标识的结构化道路。
2.前视系统：前视系统可以利用更多的道路信息, 在没有道路标识的道路上也可以使用。
其不利因素就是用来定位车辆横向位置的一些图像特征点可能被其他车辆或行人干扰。
这种系统目前应用较为广泛, 其中具有代表性的有: AutoVue系统、A WSTM 系统、DSS系统、ALVINN系统和SCARF系统等。
( 1) AutoVue系统：由德国的DaimlerChrysler公司和美国的Iteris公司联合开发, 2000年6月首次实际应用。
目前, AutoVue系统已经在欧洲的多种货车上作为一个选件进行了装备, 美国正大力推广该系统, 以减少车辆车道偏离事故的发生。
AutoVue系统结构紧凑, 主要由一个安装在汽车内挡风玻璃后部的摄像机、道路标识线识别跟踪软件、2个立体音箱, 1个小显示设备和控制单元等组成。
通过摄像机实时监测本车在当前车道中的位置, 计算本车到车道标识线距离, 然后与设定的报警距离相比较, 判断是否进行预警。
当检测到将要发生车道偏离时, 它将发出一种类似于车辆在隆声带上行驶时发出的隆隆作响的声音来提醒驾驶员修正车辆位置。
该系统环境适应性较强, 在多数气候条件下能够有效工作。
目前，欧洲的多种货车已将该系统作为一个选件进行装备，同时正在美国进行大力推广，从而减少车道偏离事故的发生。
( 2) AWS 系统：以色列Mobileye公司的研究成果，AWSTM系统利用安装在前挡风玻璃上的单个摄像机监测车道标识线以及测量和监控本车与道路边界的距离。
该系统能检测不同的车道标识如实心连续线、虚线等。
在没有车道标识的情况下, 系统能利用道路边缘和路沿来进行车道偏离警告。
其车道偏离警告模块通过检测道路边界, 计算车辆相对于车道的位置和车辆的侧向运动以预测车辆将横越车道标识的时间, 当该时间低于设定的阈值时, 触发视觉警告和声音警告, 以使驾驶员对不同的危险状态做出适当的反应而减少意外事故的发生。
系统采用的警告阈值能适应不同的驾驶风格。
车道偏离系统在有意识的车道偏离、制动、没有道路标识等情况下对警告的产生进行了抑制, 同时也适当考虑了驾驶员的个人驾驶行为。
系统可以在没有明显车道线标识的情况下检测道路比安源和路沿，在雨天和夜晚情况下也能工作。
( 3) DSS系统：日本三菱汽车公司于1998年提出设计和开发DSS系统, 并于1999年秋季应用于模型车上。
DSS系统由1个小型的CCD摄像机、速度传感器以及视觉和指示器及警报蜂鸣器等听觉警告装置组成。
利用装在后视镜内的CCD摄像机通过图像处理方式识别车道线，并进行车道曲率半径、横向偏移量和横摆角的计算，使用横摆角速度传感器检测车辆的横摆角速度，并通过控制器来计算当前车辆的实际行驶轨迹和预期行驶轨迹的偏差，确定自车与车道线的相对距离和速度来判断车辆是否已经开始偏离其车道，计算跨道时间，从而判断是否发出警报。