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。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Sun Sparc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Sun Sparc工作站上进行处理，处理速度为60Hz。该系统的处理算法主要由基于视觉的车道标识线识别与跟踪、车辆横向位置估计、车道偏离预警三部分组成

2.1.2 AutoVue系统

该系统由前DaimlerChrysler公司和美国的Iteris公司联合开发。该系统主要由一个安装在汽车内风窗玻璃后部的摄像机、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。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。

2.1.3Mobileye_AWS系统

该系统由总部设在荷兰的Mobileye公司研制。该系统利用安装在前风窗玻璃上的单个摄像机监测车道标识线，测量和监控本车与道路边界的距离。该系统的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，预测车辆将横越车道标识的时间，当该时间低于设定值时，系统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。该系统在有意识的车道偏离、制动和没有道路标识等情况下能对警告的产生进行了抑制。

2.1.4DSS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。

2.2 国内车道偏离预警系统研究概况

2.2.1JLUVA-1系统

该系统由吉林大学智能车辆课题组开发。该系统是基于单目视觉的前视系统，主要由车载电源、嵌入式微机、显示设备、黑白CCD摄像机、数据线、音箱以及图像采集卡等组成。

系统利用安装在汽车后视镜位置处的CCD摄像机采集汽车前方的道路图像，通过图像处理获得汽车在当前车道中位置参数，当一旦检测到汽车距离自身车道白线过近有可能偏入邻近车道而且司机并没有打转向灯时，该系统就会发出警告信息提醒司机注意纠正这种无意识的车道偏离，从而尽可能地减少车道偏离事故的发生。

2.2.2 基于DSP技术的嵌入式车道偏离报警系统

该系统由东南大学开发，是基于单目视觉的前视系统，由模/数转化及解码电路模块、缓冲电路模块、媒体处理器DSP电路模块、编码及数/模转换电路模块等模块组成。该系统通过车载摄像头采集被跟踪车道线的模拟视频信号，经解码生成数字信号码流缓冲后送到高速媒体处理器DSP的视频接口，然后再由视频处理模块对数字视频信号进行车道特征值的提取，最后将处理后的视频信号送编码及数/模转换电路输出显示。

2.3 应用车道偏离预警系统的车型及警告方式例表：

车型警告方式

宝马5系/大众CC 方向盘振动提醒

雷克萨斯GS 350 显示屏视觉提醒

英菲尼迪M 声音(蜂鸣声)提醒

标致雪铁龙C5 座椅振动提醒

3 车道偏离预警系统原理功能

一个车道偏离预警系统不会试图控制车辆以防止可能发生的碰撞事故。美国国家公路交通安全管理局开展的“ 采用智能车辆道路系统对策的道路偏离避撞警告项目” 研究将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。(1)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；(2)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。