车道偏离预警算法的研究

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1、车道偏离预警算法的研究摘要：从车道偏离预警方面着手为了协助司机使车辆行驶在正确的车道线内，并且能够及时的发现和提醒司机车道已经偏离，以保证不会因为司机的疏忽、疲劳等原因引起的车道偏离，降低由于车道偏离所引发的交通事故，从而提高车辆的主动性安全，建立了车道偏离预警模型和预警决策的算法，并通过实验验证了该算法具有一定的可靠性和实际应用性。中国7/vie　　关键词：偏离预警；车道识别；预警模型　　中图分类号：U491　　文献标识码：A：1674-9944（2017）6-0173-04　　1引言　　随着我国经济的快速发

2、展，人均汽车拥有量和机动车产量不断上升，人们在享受车辆带来的巨大便利时，也苦吞其带来的恶果[1]。当汽车处于长途驾驶或在高速路上行驶时，司机通常会因为过度的劳累或者因单调驾驶而出现注意力不集中和打磕睡的一些现象，以致于驾驶者在驾驶过程中遇到危险行驶情况时未能及时准确的做出反应，导致汽车偏离路线，甚至发生交通事故[2]。所以，本文研究的车道偏离预警系统，主要是协助司机在单调的行驶环境中保持在相应车道内驾驶，这已经成为国内外的研究重点。　　2常用车道偏离预警模型的分类　　在现有的车道偏离预警模型当中可粗略划分为4类

3、：FOD（基于汽车未来偏离的量的不同[3]）、CCP（基于汽车在车道中的目前位置）[4]、KBIRS（基于知识下的道路场景感知）以及TLC（基于汽车即将横越车道边界的时间）这4种类型[5～8]。　　2.1FOD车道偏离预警模型　　FOD车道偏离预警模型考虑了驾驶员自己的驾车习惯，在虚拟边界状态时增加了其在驾驶时的自然转向时习惯的一些偏离量。若驾驶员在驾驶时没有这种偏离习惯，那么真实的车道标志线和虚拟的车道线重合一致。使用FOD预警模型方法引起的警告触发其准则是：L′P>V；L′P则表示为预计车辆的侧向位置，它的

4、计算公式是：L′P=LP+TLV。当前车辆与车道边界线之间的距离表示为LP，侧向速度表示为LV；T是预计的时间，其计算公式为：V-xLV=T，公式里的x含义是期望警告发生的点；V则表示为虚拟的车道边界。　　2.2CCP车道偏离预警模型　　CCP车道偏离预警模型最主要的原理就是利用汽车在车道当中的位置信息。根据车道检测算法可以获得汽车在车道中的当前位置。使y0为车道中心和车辆中心之间的距离，假设汽车几乎平行于车道，b车辆宽度给定一个值时，当前汽车的俩前轮与左右车道边界线的相对位置利用以下公式计算得出：　　（1）式

5、中，上式表示左边车轮相对左边车道边界的位置，下式表示右边车轮相对右边车道边界的位置；bc表示车道宽度。当Δy>0时，则汽车在车道线里面，无须发出警告。若汽车前轮中其中的一个轮胎跨越车道边界的时候，则汽车已经偏离了车道，也就是说只要有一边Δy<0，那么就认为汽车已经偏离了车道。　　2.3KBIRS车道偏离预警模型　　KBIRS车道偏离预警模型现在还没能在车道偏离预警的系统中做出实际应用，这种模型目前还只是被当成一种理论上的观点所提出来的，最主要的都是感知自然场景。通过物体的几何轮廓来大概的估测物体是否存在，然后经

6、过分析后所得到的车道信息，称为KBIRS模型的原理。KBIRS模型的方法是以当汽车如果产生了很大幅度的偏移时，那么就会剧烈的改变场景感知，利用这种方法来决定有无需要发出相关的警告信息为基本思想的。　　2.4TLC车道偏离预警模型　　TLC车道偏离预警模型主要是用于尽早地检测出车辆可能的偏离信息。这种方法是以几秒钟内汽车的假设运动模型为主要依据的，并且能�蚪�汽车即将离开车道边界的时间估计出来。需要考虑以下两种运动模型来计算，即：　　①设定汽车保持目前的方向不变，则可以用下式来描述得到的运动模型为：　　y（l）=

7、y0+θl（2）　　（2）式中，汽车相对车道的方向的夹角表示为θ，也可以称之为航偏角；汽车所行驶出的直线的距离表示为l；y0用来表示当前这一时间的汽车相对车道的中心的横向偏移的量；在驶出距离为l时的汽车横向偏移量表示为y（l）。　　②设定驾驶者一定的方向盘的转角不变，则这种情况下汽车的运动轨迹与车道的边界回归曲线的模型就会很相似，那么描述公式可表示为：　　y（l）=y0+θl+12C0l2（3）　　（3）式中，汽车的运动曲线的曲率表示为C0，通过计算当前方向盘的转角来获得。前面所说的这两种模型全部都是基于汽车中

8、心的运动所估计出来的，分别用以下公式来描述左右轮的运动：　　yl（l）=y（l）+12bc，yr（l）=y（l）-12bc（4）　　（4）式中的下标和分别代表的是左右车轮，汽车即将横越过车道的边界的假设距离是由汽车运动的曲线和相对应的车道的边界曲线它们之间的相交点来决定的，TLC值就是利用此距离比现有汽车的速度来计算得到的。　　3建立车道偏离预警的模型　　在现有的一些车道偏离预警系统的