车道偏离和预警系统

<正>车道偏离预警系统是使用安装在车辆上的图像传感器获取道路图像数据,通过综合运用图像处理与分析、模式识别、人工智能、自动控制、车辆工程等理论知识和技术实现对当前车辆的辅助驾驶,解决车辆偏离正常行驶车道而引起的交通事故等问题。该系统在日常车辆运行中,特别是高速路等车道线清晰的路段预     

基于时间和空间融合的车道偏离预警模型

针对车辆偏离时间和车辆横向位置决策模型精确度不足的问题,基于车辆动力学原理,建立车辆运行模型,分析车辆从当前位置到接触车道边缘为止所需要的最小时间和车辆中心距离车道中心线的距离,建立基于时间和空间融合的车道偏离预警模型;运用Carsim软件对所建模型进行仿真验证,并将所建模型与TLC、DLC两种典型的预警模型的预警结果进行对比,结果表明,本文提出的预警模型可有效针对车道偏离进行预警,误差率在4%之内,精度较高。     

一种新型车辆偏离车道预警系统的研究

文章针对使用预处理对图像进行二值化的传统道路识别方法时,丢失大量有效的信息和识别效果差,介绍了一种新型车辆偏离车道预警系统。该系统利用灰度图像提取道路边界的灰度和梯度信息,并构造基于小块统计的目标函数,去除复杂环境下的各种噪声并且识别出车道线,判断车辆是否偏离车道从而提供报警信息。该系统结构简单、实时性高,能显著提高车辆行驶的主动安全性,减少事故的发生。     

基于机器视觉的车道偏离报警系统

为了提高基于机器视觉车道偏离报警系统的可靠性和实用性,对基于视觉的车道偏离报警系统各个环节的优化做了研究.介绍了基于视觉的车道偏离报警系统的构成和工作原理,提出了各个环节的实现方法.通过选择直线车道数学模型和限定车道提取的感兴趣区域(ROI)以简化系统复杂度和提高检测精度.首先使用方向可调滤波器进行图像预处理,然后使用Kalman预测器和距离判别法得到车道线有效点集,最后采用抗干扰能力强的Hough变换得出车道线参数.研究并采纳了一种无需对摄像头标定的车道偏离决策方法,通过综合道路图像中2条车道线的斜率值来判断车辆偏离车道的程度.实验表明,该系统具有良好的车道识别能力以及准确的偏离决策能力,能够满足高速公路环境车道偏离报警要求.     

物流运输车辆车道偏离安全预警系统研究

车道偏离是引发高速公路交通事故的重要起因之一,本文阐述了物流运输车辆车道偏离安全预警系统研究的意义,介绍了项目涉及的相关技术在国内外研究现状和发展趋势,提出了车道偏离预警系统研究的主要内容和关键技术.     

山区公路曲线路段汽车轨迹模式与切弯行为

为了明确山区公路曲线路段上的汽车轨迹形态和驾驶风格,使用小客车在山区复杂线形公路上开展了实车驾驶实验.记录了自然驾驶状态下男性驾驶人的行驶轨迹,分析了行驶轨迹相对于行车道中线的横向偏移特性,运用聚类方法识别了曲线路段的轨迹行为模式.结果发现:根据轨迹横向偏移率的聚类结果,山区公路曲线路段有6种轨迹模式,具有明显的多样性特征;切弯是曲线路段占主导的过弯方式,按照切弯点位置以及前后的轨迹形态,切弯又可进一步细分为多种类型;行驶轨迹的横向偏移导致了车道偏离,其中非预期偏离由于存在较高的事故风险,应进行防范和控制;平曲线半径越小,切弯效应越大,事故风险可控,驾驶人越倾向于采用切弯方式来通过弯道,曲线路段是否发生切弯行为的临界半径值为200 m.     

考虑驾驶人换道意图的车道偏离预警系统

 为降低基于机器视觉车道偏离预警系统的误警率,提出一种考虑驾驶人换道意图的车道偏离预警系统。运用SteerableFilter 方法对所采集的道路图像信息进行滤波,运用局部搜索区域法提取车道线参数,运用基于图像信息的识别方法检测车辆的车速、转向信号、车道偏离状态以及驾驶人的头部动作状态,判断驾驶人的换道意图,建立了车道偏离预警的决策算法及系统。应用Matlab 软件对实车采集得到的视频进行算法验证和系统仿真试验,结果表明,提出的车道偏离预警决策算法是可行的,该预警系统将有意识与无意识的车道偏离区分开,从而能有效屏蔽在驾驶人有意识偏离车道时的误报警,具有更高的可靠性。     

复杂光照条件下的车道偏离预警

本文采用图像直方图变换的方法,设计出一种适用于智能车辆的车道偏离预警系统,实现了复杂光照条件下的自适应车道偏离预警。对道路图像设定感兴趣区域,提高了检测速度。采用Canny边缘检测算子,得到包含清晰道路边缘的二值化图像,利用改进的Hough变换检测出两侧车道线。基于检测到的两侧车道线斜率,计算车辆当前位置,判断车辆的偏离趋势。实车试验表明,该系统能有效地满足预警的实时性及精确度要求。     

大客车行驶安全性仿真与评价模型

为了对大客车道路行驶过程中的侧翻行为进行动力学分析,基于Matlab/Simulink搭建了驾驶人-大客车-道路仿真模型,利用该模型对某二级公路长3.6km路段进行了驾驶人的行驶仿真,采用方向盘转角、侧向偏移距离、侧向加速度、横摆角速度、质心侧偏角、车辆侧倾角、侧向载荷转移率7种动力学指标来评价大客车行驶安全性。研究结果表明:利用侧向载荷转移率对大客车侧翻趋势进行评价更加合理;相比于单纯的平曲线半径较小路段,在多弯道路段,车辆由于需要连续适应道路线形的变化,更易引起车辆侧向运动的不断累积,从而更容易引发道路交通事故;若弯道路段的前、后均为较长直线路段,驾驶人有足够的空间对车辆进行调整,从而在一定程度上降低了事故发生的概率。     

基于纵向滑移率均衡的车道偏离辅助控制研究

提出了一种无压力闭环的差动制动实现车道偏离辅助的控制方法.根据车辆和驾驶员参考模型确定纠正车道偏离所需的目标横摆角速度.采用滑模算法设计横摆角速度跟踪控制器,确定附加横摆力矩.基于纵向滑移率均衡设计车轮制动压力调节策略,限制车轮最大滑移率,以提高车辆横向稳定性.设计模糊控制器对压力建立过程进行伺服控制.在Carsim/Labview-RT联合仿真平台上对提出的方法进行硬件在环仿真试验,试验结果表明,所提出方法能有效避免车辆偏离车道,鲁棒性强,且车辆横向稳定性好.     

基于摄像机模型的运动车辆车道偏离检测

针对车道偏离检测中较难解决的车载摄像机标定问题,从分析摄像机成像模型入手,根据图像中3条或3条以上车道线的消失点位置以及车道线斜率关系,在道路现场调整摄像机安装位置,以实现对摄像机外部参数的直接设定,从而避开了繁琐的摄像机参数标定过程.同时,推导出图像内车道线斜率比与车道偏离程度的简单函数关系,该函数与摄像机内外参数无关.因此,行车过程中只需测量图像中车道线的斜率,即可计算出车辆当前的车道偏离量.现场试验结果表明,在车辆直行时采用该方法测得的车道偏离率与手工实测结果相比,其相对误差小于5%,具备了较高的检测精度.     

基于Carsim的弯道路段行车轨迹研究

针对受驾驶人自身驾驶经验和习惯、视野、道路周边环境等因素影响的车辆行驶轨迹,探究了典型车辆行驶轨迹(正常轨迹、理想轨迹、切线轨迹、漂移轨迹、摇摆轨迹和修正轨迹)条件下的车辆动力学响应. 在Carsim环境中构建了以6种行车轨迹为道路中心线的弯道路段,并使车辆的左前轮始终沿道路中心线行驶,仿真过程中记录车辆动力学参数的时变曲线. 研究表明:车辆沿切线和正常轨迹行驶时,能够以安全、高效、舒适的理想状态通过弯道路段;而当车辆沿修正轨迹、摇摆轨迹等行驶时,行驶稳定性和舒适性较差.     

基于融合分割和LASSO回归的实时车道偏离预警

在有路面污染、标识干扰等复杂高速道路环境下,车道偏离预警系统的鲁棒性和实时性会变差。为此提出一种利用两种算法融合分割和LASSO回归模型进行车道线检测和偏离预警的新方法。首先,分别采用TopHat算法和OTSU算法分割出车道线背景并进行"与"运算融合,据此准确提取出车道信息;其次,分两步检测车道线,第一步基于概率Hough变换进行直线检测,将检测出的车道线位置设为动态ROI区域并进行卡尔曼滤波跟踪处理,第二步是基于LASSO多项式回归模型对车道线再次进行参数估计和拟合,以改善使用最小二乘法时的过拟合问题;最后,根据设置的虚拟车道线和角度模型进行车道偏离预警决策。实验结果表明,所提出的方法在复杂道路环境下的平均正检率为96.07%,检测速率可达到32 ms/帧,即具有良好的鲁棒性和实时性。     

基于动态区域规划的双模型车道线识别方法

为提高车道偏离预警以及前方车辆识别系统性能,提出一种基于动态区域规划的双模型结构化道路车道线检测方法。通过基于模板的腐蚀、膨胀处理改善了图像预处理效果。根据“微元”理论进行图像动态细化分区,对各区域局部独立识别,整体综合分析,最终利用直线和B-样条曲线双模型完成车道线拟合。 实车试验证明,直线/B-样条曲线双模型拟合,提高了算法对不同车道线的适应性。      

车道偏离预警图像处理滞后时间补偿

现有的车道偏离预警系统有着较长的图像处理时间,这使得图像采集时间点处的车道线与图像处理完成时间点处的车道线之间存在一定差异,从而影响系统的准确性和有效性。本文中提出了一种补偿图像处理滞后时间的方法。该方法利用一个基于二自由度车辆模型的状态观测器,将图像采集时间的的车道线转换为图像处理完成时间点处的车道线,以提高系统的准确性。最后利用carsim与matlab联合仿真来验证该方法的有效性。     

安全驾驶的横向安全预警报警阈值的确定

为减少车道偏离事故的发生,基于车辆将要横越车道边界的时间标准（TLC）,提出一种新的横向安全报警算法。该算法根据车辆运行状态判断驾驶人意图,基于实车试验数据,分析车辆的车轮轨迹曲线与TLC曲线,设定不同路况、不同类型驾驶人的报警阈值;利用驾驶人分类结果中最激进和最保守驾驶人的实车数据,分别验证不同路况下的报警阈值。结果表明：在不同路况下,报警算法给性格保守的驾驶人留出了1s左右的反应时间,给性格激进的驾驶人留出了0.5s左右的反应时间。     

右转圆曲线处避险车道流出角度与引道长度

采用UC-win Road 9.0驾驶仿真平台,对设置于右转圆曲线的紧急避险车道的流出角与引道阈值进行研究.选择方向调整时间、最小转向半径、方向盘转角幅值、方向盘转角频率4个指标对16名驾驶员驶入避险车道的数据进行回归分析,确定各指标与圆曲线半径的定量关系模型.随后,通过二阶聚类的方法缩小了流出角度与引道的设置范围.最后,考虑车辆的横向行驶稳定性,确定了避险车道的设置参数.建议将紧急避险车道设置于半径1 000m及以上的主线处,流出角0°~5°,引道6s设计行程.条件困难时,紧急避险车道可设置于半径600~1 000m的曲线处,流出角0°~5°,引道为9s设计行程,流出角5°~10°,引道为12s设计行程.     

紧急避险车道全宽型服务车道设置位置

在设置全宽型服务车道且避险车道制动床宽度为9.0m与4.5m的断面条件下,利用UCWin Road Ver.9驾驶模拟仿真平台测试了5名驾驶员48次驶入避险车道的几何运动参数.选取方向盘转速指标对车辆驶入紧急避险车道的最小转向半径、方向调整时间、转向角幅值、转向角频率指标进行提取,选取横向偏移率指标对起弯点进行提取与理论验证,然后运用相关分析检验了5个指标与驶入速度的相关性,运用方差分析与配对样本T检验,检验了5个指标与全宽型服务车道设置的显著性.研究结果表明:当制动床宽度为9.0m且服务车道设置于制动床左侧时,车辆行驶稳定性强,驶入紧急避险车道难度小,供车辆方向调整的距离长,驾驶员心理紧张程度低.当制动床宽度为4.5m且服务车道设置于制动床左侧时,车辆的行驶稳定性强且易于驶入紧急避险车道.     

基于移动终端的实时车道偏离预警系统的研究与实现

为了减少交通事故、保证行车安全,设计一种基于移动平台的实时车道偏离预警系统.在图像预处理阶段,使用矩形感兴趣区域精简采集到的图像信息,在HSV颜色模型中对黄色车道进行增强,再综合运用高斯滤波、形态学图像处理和自适应阈值来提高车道线特征;在车道检测阶段,使用类车道特征的梯形掩膜对由Canny算子获得的车道边缘特征进行细化...     

丁字路口车辆U形转向的元胞自动机模型

基于丁字路口左半部分车道建立了双向六车道道路系统,考虑U形转向车道位于左车道和中车道两种情况。将直线道路和转向道路按车辆实际行驶轨迹交错划分元胞,引入红绿灯,以NaSch模型为基础进行模拟仿真,再统计各车道流量进行分析。结果表明,U形转向车道位于左车道时有利于U形转向车辆通行,位于中车道时有利于右方左转车辆通行,但对驶向路口三车道流量影响较大。