车道偏离预警系统车道线检测及预警策略算法研究

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1、学校代号10532学号S1202W233分类号U463密级公开工程硕士学位论文车道偏离预警系统车道线检测及预警策略算法研究学位申请人姓名张洪丹培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称陈涛讲师髙晖高级工程师学科专业车辆工程研究方向汽车主动安全论文提交日期2015年5月20日学校代号：10532学号：S1202W233密级：公开湖南大学硕士学位论文车道偏离预警系统车道线检测及预警策略算法研究学位申请人姓名：张洪丹导师姓名及职称：陈涛讲师髙晖高级工程师培养单位：机械与运载工程学院专业名称：车辆工程论文提交日期：2015年5月20日论文答辩日期：2015年5月30日答辩委员会

2、主席：龚金科教授ResearchonthealgorithmoflanedetectionandwarningstrategyinlanedeparturewarningsystembyZHANGHongdanB.E.(XI’ANUniversityoftechnology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinVehicleEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySu

3、pervisorLecturerCHENTaoSeniorEngineerGaoHuiMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的。研巧成果除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或。集体已经发表或撰写的成果作品对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中＾＜明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名；曰期少年月曰学位论女版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保。留并向国家有关部口或

4、机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权湖南大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检。索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密囚。＂（请在１＾上相应方框内打小）作者签名；日期；＾魄《月衫曰导师签名：曰期；年／月＾曰＾巧所＼Ｉ车道偏离预警系统车道线检测及预警策略算法研究摘要随着我国汽车保有量的持续增加，汽车的安全性与舒适性问题也逐渐成为了关注的焦点，而智能交通安全系统的长足发展在一定程度上提高了驾驶的安全性，车道偏离预

5、警系统作为智能交通安全系统的一部分，主要应用在高速公路上，其能在驾驶员疲劳驾驶偏离车道的情况下给予驾驶员提醒，并返回到原来的车道内，促进了安全驾驶，降低了交通事故的发生率。本文主要对基于视觉的车道偏离预警系统中两项关键技术，即车道线检测和预警策略进行了算法方面的研究。首先介绍了车道偏离预警系统的发展历史及目前国内外发展现状，并提出现存系统检测算法中存在的一些问题。其次，对于从摄像头采集到的视频的每一帧图像进行预处理，图像预处理过程中包括有灰度化、二值化、阈值分割算法、去噪、图像形态学、边缘检测、优先像素等方法的介绍及应用。主要通过本文提出的优先像素的方法将背景与车道线

6、的色差最大化，之后通过中间阈值将背景与车道线区别开来。再次，摒弃了传统的Hough变换在直线检测方面及经典的sobel算子在边缘检测方面的应用，而采取通过最小二乘法拟合的方式检测车道线，提取车道线位置信息，并根据车道线信息通过卡尔曼滤波进行后续感兴趣区域的提取与车道线追踪，在追踪模式下提高了车道线检测的效率与精度。针对卡尔曼滤波对于偏差变动较大的目标追踪较差的情况，对于传统卡尔曼滤波进行了改进，并通过车道变更实验验证了改进的卡尔曼滤波追踪的有效性。针对经典的车道偏离预警策略只能应用在逆透视图像的缺点，本文通过Prescan/simulink联合仿真的形式，将应用在逆透

7、视图像下TLC预警策略“翻译”成在透视图像下基于车道线夹角及车辆重心偏离车道中线的距离信息的预警策略。通过在Prescan软件中设置不同的车辆速度与偏航角模拟系统预警时刻，之后通过车道线检测程序提取此刻车道线夹角及距离信息，建立基于车辆速度、车道线夹角、车辆重心偏离车道中线距离的三维预警模型，最后通过仿真实验验证基于车道线夹角与距车道线距离的预警策略的鲁棒性及有效性。车道偏离预警系统核心算法的验证平台是在windows系统下，基于Vc6.0与Opencv的开发环境，通过系统软件加载录制的视频文件的方式，模拟算法的效果，仿真实验得出本文提出的算法提高了