车道偏离预警系统在无人驾驶中的技术支持

作者: summer 2018-05-15 16:11:08

无人驾驶技术虽然还有待完善的地方,但不得不承认其技术还是越来越趋向成熟。车道偏离预警系统就是为了减少无人驾驶汽车在行驶时偏离车道造成不必要的伤亡而设计的。交通部有一项关于汽车交通事故的调查,约有50%的汽车交通事故是因为汽车偏离正常的行驶车道引起的。另一数据显示,约有23%的汽车驾驶员一个月内至少在方向盘上睡着一次;66%的卡车驾驶员自己在驾驶过程中打过瞌睡。

无人驾驶汽车系统

在看到这批数据的时候,小编也合不拢惊掉的下巴,如此看来,防止车道偏离还是有很重大的意义,所以,纵览全球,国内外的专家也在车道偏离预警系统的问题上铆足了劲,誓要有一番大的作为。先来看看最开始研究无人驾驶技术的国外机构是如何解决车道偏离的问题的。

国外车道偏离预警系统

AURORA系统

美国卡内基梅隆大学机器人学院于1997年开发成功的AURORA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。

AutoVue系统

前DaimlerChrysler公司和美国的Iteris公司联合开发的AutoVue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。

Mobileye_AWS系统

总部设在荷兰的Mobileye公司研制的Mobileye_AWS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。

DSS系统(Driver Support System)

日本三菱汽车公司1998年提出,1999年秋季应用于模型车上的DSS系统(Driver Support System),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方向盘来提醒驾驶员小心驾驶车辆。

车道偏离预警系统在国外已经不单单停留在研发阶段,各大厂商也将该系统投入了生产,主要应用在自动驾驶和无人驾驶技术上。相比于国外较早的对车道偏离预警系统研究,国内起步相对较晚,基本是由各大高校的课题组和实验室研发的,由于国内路况复杂、人流量和车流量大等问题,自主的车道偏离预警系统报警后的矫正功能还处于研发与测试阶段。

国内车道偏离预警系统

JLUVA-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。

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,***将处理后的视频信号送编码及数/模转换电路输出显示。

目前,各厂商所配备的车道偏离预警系统均基于视觉(摄像头)方式采集数据的基础上研发,但它们在雨雪天气或能见度不高的路面时,采集车道标识线的准确度会下降。为了解决这个难题,聪明的技术工程师开发了红外线传感器的采集方式,其一般安置在前保险杠两侧,并通过红外线收集信号来分析路面状况,即使在恶劣环境的路面,也能识别车道标识线,便于在任何环境的路况下及时提醒驾驶员汽车道路偏离状态。

无人驾驶 车道偏离预警系统
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