基于dsp的车道偏离预警系统的-研究

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1、第一章绪论1．2车道偏离预警系统的研究现状1．2．1国外研究现状目前，很多国家对开发车道偏离预警系统高度重视。从上世纪九十年代中、后期，由于车道偏离告警系统的显著成效，并且随着智能运输系统(ITS)和智能车辆(Ⅳ)研究的进一步发展，车道偏离告警系统逐渐受到大多数西方国家、大的汽车制造厂商以及科研人员的重视。目前，已成功研制出一些各具特色的车道偏离预警系统，如：AURORA系统、AutoVue系统、AwS刑系统、DSS系统、ALVINN系统、SCARF系统和STAR等【3J。这些系统通过预先给驾驶员以警告信息提醒驾驶员采取正确的操

2、作措施来达到防止这类事故发生或者降低这类事故的伤害程度的目的。．AURORA系统【4】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，视野人约为1．5～1．6m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【5l由德国的DaimlerClu-ysler公司和美国的Iteris公司联合开发，2000年6月首

3、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。Awg珈系统161171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。ALVINN系统和SCARF系统【8J都由美国卡内基梅隆大学机器人学院NavLab实验室和视觉与自动化系统研究中一t二,(VASC)联合开发的。ALVINN利用神经网络从训练数据中学习正确的行为。STAR系纠9J主要由车道识别传感器、横摆角速度

4、传感器、前转向促动器和控制器组成。车道识别传感器主要由黑白CCD摄像机和图像处理部件组成，摄像机安装在驾驶室后视镜处，指向前方车道，主要功能是识别车道标识线、道路曲率半径、侧向偏移和航向角。横摆角速度传感器主要功能是检测车辆的横摆角速度。前转向促动器主要由液压动力转向机构组成，主要功能是根据控制器指令对转向机构施加一定大小的力矩，使方向盘转动一定的角度。控制器的主要功能是计算当前车辆的实际行驶轨迹和预期行驶轨迹和两种轨迹的偏差，必要时发出预警指令和转向促动器控制指令。1．2．2国内研究现状在我国，限于基础设施水平和经济实力，这一

5、方面的研究起步较晚，目前还没有相关产品问世，只有少数的几所高校对智能交通领域进行了一些探索性的实验，具有代表性的有清华大学“移动机器A(THMR)课题组”研制的“THMR．V”智能车、吉林大学研制的“Jl删”系列智能车和东南大学研究的基于CPCI的车道偏离预警系统等。但随着我国经济的发展及汽车消费的大众化，汽车行驶的安全性与舒适性将会越来越受到重视，车道偏离告警系统将有非常』“阔的发展空间。因此，深入研究车道偏离告警系统的建模理论与方法，开发高效、实用的车道偏离告警系统产品，将是该领域今后研究的重要目标与方向。2第一章绪论1．3

6、本文研究的主要内容根据车道偏离预警系统的实现方式不同，可以将系统分为：视觉系统、基于磁诱导信号的系统和激光系统等【lol。它们的主要区别在于感知方式的不同，视觉系统使用计算机视觉技术感知道路和车辆的横向位置信息；而基丁二磁引导信号的系统属于ITS安全系统的范畴，它通过在高速公路车道表面埋设磁信号发射装置，利用车上的磁信号感知传感器感知道路信息，并确定车辆的横向位置：激光系统则通过激光装置发射的激光束检测车道位置，并对车辆的横向位置进行评价，其基本原理是车道线对激光束的反射明显滞后于车道表面。同其它传感设备相比，机器视觉具有检测范

7、围广、信息容量大、类似于人类驾驶决策且成本低廉等诸多优势。成为研究和应用最多的传感器。目前国外商业化的车道偏离报警系统都是基于视觉的系统【2J，因此本文也是围绕基于视觉的车道偏离预警系统展开研究。主要内容如下：第一章中，介绍了本文的课题和意义、研究的国内外发展现状，以及论文的主要研究内容。第二章中，详细介绍了基于DSP的车道偏离预警系统的软硬件设计。·第三章中，首先介绍了用于车道偏离预警系统中的道路图像预处理技术，然后详细介绍了车道标识线识别与跟踪过程中的关键技术。第四章中，首先对现有的车道偏离预警模型进行简要介绍，然后确立文中

8、采片j的基于边缘分布函数正DF)与P算子的预警模型，并探讨了车道偏离预警系统的预警流程。第五章中，介绍了车道偏离预警算法在DSP上的实现与优化，室内仿真与实车试验，最后给出了实验数据与结论。最后一章，对本论文的工作整体进行总结与展望。3第二章下道偏离预警系统设计