车道偏离预警系统（LDW）研究报告
目录
1 车道偏离预警系统的背景和意义 (1)
1.1车道偏离导致事故的严重性 (1)
1.2车道偏离预警的重要性 (1)
1.3车道偏离预警系统的定义 (1)
2 车道偏离预警系统的分类 (2)
2.1根据检测车辆横向位置分类 (2)
2.1.1基于道路基础构造的车道偏离警告系统 (2)
2.1.2基于车辆的车道偏离警告系统 (2)
3 车道偏离警告系统采用的警告标准 (5)
3.1 CCP标准 (5)
3.2 FOD标准 (6)
3.3 TLC标准 (6)
3.4 KBIRS标准 (8)
4 LDW系统的安全标准 (9)
5.车道偏离预警系统的实现（实例） (12)
5.1道路图像预处理 (12)
5.1.1路面坐标与图像坐标的转换 (12)
5.1.2道路图像的灰度化 (14)
5.1.3道路图像的滤波增强 (15)
5.2车道检测 (15)
5.2.1车道检测范围 (15)
5.2.2感兴趣区域(ROI, region of interest) (17)
5.3车道线检测 (17)
5.3.1卷积法[4] (17)
5.3.2Lucas-Kanade (L-K)光流法 (18)
5.3.3车道线追踪（Kalman滤波法） (20)
5.4车道偏离检测 (21)
5.4.1根据标准预警 (21)
5.4.2基于时空机理的车道偏离预警 (22)
5.5测试和结果 (25)
4.4.1硬件设备 (25)
4.4.2测试数据 (26)
4.4.3测试过程和结果 (26)
4.4.4鲁棒性介绍 (29)
6展望 (32)
参考文献 (33)
1 车道偏离预警系统的背景和意义
1.1车道偏离导致事故的严重性
据统计, 每年世界范围内的公路交通事故中大约有1000万人员受伤, 其中重伤约300万人, 死亡40万人, 这些事故直接造成的经济损失约占世界GDP的13%。根据( 美国) 联邦公路局的估计，美国2002年所有致命的交通事故中44%是跟车道偏离有关的, 同时车道偏离也被看成车辆侧翻事故的主要原因。根据美国交通部门的报告指出，接近50% 事故与汽车无意识的偏离车道是有关的。
1.2车道偏离预警的重要性
车道偏离警告系统经研究发现利用能检测车辆运行时的横向位置的系统将防止大约53%的单车偏离车道事故。根据Federal Highway Administration （FHA）的研究表明，车道偏离预警系统可以避免30-70%的车道偏离交通事故的发生。因此，车道偏离预警系统的研究对提高道路交通安全，减少交通事故引发的人员伤亡和经济损失意义重大。研究表明，驾驶员的反应时间如果能提0.5s，就可以避免至少60%的追尾撞车事故，50%的交叉相撞事故及30%的迎面相撞事故。正是基于这些原因，车道偏离预警系统的研究逐渐成为社会上的一大热点[1]。
1.3车道偏离预警系统的定义
车道偏离预警系统（Lane Departure Warning System，LDWS）是车辆辅助驾驶系统中的重要组成部分，根据前方道路环境和本车位置关系，判断车辆偏离车道的行为并对驾驶员进行及时提醒，从而防止由于驾驶员疏忽造成的车道偏离事故的发生。车道偏离预警系统是一种汽车驾驶安全辅助系统，该系统旨在帮助驾驶员避免或者减少车道偏离事故。它通过传感器获取前方道路信息，结合车辆自身的行驶状态以及预警时间等相关参数，判断汽车是否有偏离当前所处车道的趋势。如果车辆即将发生偏离，并且在驾驶员没有打转向灯的情况下，则通过视觉、听觉或触觉的方式向驾驶员发出警报。车道偏离预警系统一般包括三部分：环境感知、偏离决策以及预警发布。[2]
2 车道偏离预警系统的分类[3]
2.1根据检测车辆横向位置分类
绝大部分的车道偏离警告系统都将车辆在车道内的横向位置作为计算警告发生与否的一个基础。这些检测车辆横向位置的系统基本上可以分为两类: 基于道路基础构造系统以及基于车辆的车道偏离警告系统。
2.1.1基于道路基础构造的车道偏离警告系统
该类系统利用道路基础构造来检测车辆横向位置, 需要对现有的道路进行改造。最典型的改造方式就是使用埋在道路下的铁磁体标记( 通常为磁铁或电线) , 车辆传感器检测这些铁磁信号并利用信号的强度计算车辆在车道中的横向位置。这种方法对车辆横向位置的估计精度能达到几个厘米, 但这种方法最大的缺陷就是道路改造耗资巨大。
2.1.2基于车辆的车道偏离警告系统
该类系统主要是利用机器视觉或红外传感器检测车道标识的位置, 按照传感器的安装方式可分为俯视系统和前视系统。
1.俯视系统：俯视系统的优势是在结构化道路上效率高并简单易行，有可能取得更高的定位精度；不利的因素就是只能在结构化道路上使用( 必须存在道路标识, 且道路标识能被有效识别) 。
在基于车辆的俯视系统中，最具代表性的为AURORA系统。AURORA系统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, 视野大约为115~ 116m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。AURORA系统的处理算法主要由基于视觉的车道标识识别与跟踪、车辆横向位置估计、车道偏离警告3部分组成。系统对每帧图像进行单纯的线扫描, 利用1个可调的二次标准化模板相关技术对车道标识进行识别, 在标识跟踪时采取先搜索前面探测到的车道标识附近区域，假如在该区域没有搜索到车道标识，系统将进行整个扫描线搜索。当系统定位出车道标识后, 将计算出车辆的横向位置, 即车辆中心与车道中心距离。然后,
采用一种合适的警告触发准则, 使该系统与驾驶员相互作用防止车道偏离的发生。俯视统的优点是方法简单易行，在高速路等结构化道路上执行效率较高，容易获得较高的定位精度；但其缺点是应用范围有限，只适用于存在清晰标识的结构化道路。
2.前视系统：前视系统可以利用更多的道路信息, 在没有道路标识的道路上也可以使用。其不利因素就是用来定位车辆横向位置的一些图像特征点可能被其他车辆或行人干扰。
这种系统目前应用较为广泛, 其中具有代表性的有: AutoVue系统、AWSTM 系统、DSS系统、ALVINN系统和SCARF系统等。
( 1) AutoVue系统：由德国的DaimlerChrysler公司和美国的Iteris公司联合开发, 2000年6月首次实际应用。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。AutoVue系统结构紧凑, 主要由一个安装在汽车内挡风玻璃后部的摄像机、道路标识线识别跟踪软件、2个立体音箱, 1个小显示设备和控制单元等组成。通过摄像机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。该系统环境适应性较强, 在多数气候条件下能够有效工作。目前，欧洲的多种货车已将该系统作为一个选件进行装备，同时正在美国进行大力推广，从而减少车道偏离事故的发生。
( 2) AWS 系统：以色列Mobileye公司的研究成果，AWSTM系统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。在没有车道标识的情况下, 系统能利用道路边缘和路沿来进行车道偏离警告。其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以预测车辆将横越车道标识的时间, 当该时间低于设定的阈值时, 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。系统采用的警告阈值能适应不同的驾驶风格。车道偏离系统在有意识的
车道偏离、制动、没有道路标识等情况下对警告的产生进行了抑制, 同时也适当考虑了驾驶员的个人驾驶行为。系统可以在没有明显车道线标识的情况下检测道路比安源和路沿，在雨天和夜晚情况下也能工作。
( 3) DSS系统：日本三菱汽车公司于1998年提出设计和开发DSS系统, 并于1999年秋季应用于模型车上。DSS系统由1个小型的CCD摄像机、速度传感器以及视觉和指示器及警报蜂鸣器等听觉警告装置组成。利用装在后视镜内的CCD摄像机通过图像处理方式识别车道线，并进行车道曲率半径、横向偏移量和横摆角的计算，使用横摆角速度传感器检测车辆的横摆角速度，并通过控制器来计算当前车辆的实际行驶轨迹和预期行驶轨迹的偏差，确定自车与车道线的相对距离和速度来判断车辆是否已经开始偏离其车道，计算跨道时间，从而判断是否发出警报。如有必要, 系统将利用视觉警告信息和听觉警告信息以及震动转向盘来提醒驾驶员小心驾驶车辆。DSS系统的特别之处是系统将产生一个促使车辆回到自身车道中央的转向力矩来帮助驾驶员采取正确的驾驶行为。当然, 该力矩不会干涉驾驶员自己施加的转向力矩, 保证驾驶员对车辆的完全控制。
( 4) ALVINN系统和SCARF系统：ALVINN系统和SCARF系统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心( V ASC) 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。SCARF 系统将图像中的像素点基于它们各自的颜色聚类为道路类和非道路类, 在基于假设道路在图像中表现为梯形的条件下, 利用Hough变换寻找最可能的道路位置。由于该系统仅仅寻找道路像素组成的梯形区域, 不能用于多车道行车以及避障操作。
车道偏离预警系统(LDW)研究报告
车道偏离预警系统（LDW）研究报告 摘要：为了积极应对由车道偏离引发的交通安全事故，车道偏离预警系统被广泛应用于现代汽车。报告从车道偏离倒是事故的严重性和车道偏离预警的重要性出发，阐述了车道偏离预警系统的背景和意义。报告主要根据检测车辆横向位置分类，回顾了基于道路基础构造和车辆的车道偏离的警告系统，并简要介绍了相关成熟产品。报告回顾了车道偏离预警系统的四类警告标准，包括：CCP 标准、FOD标准、TLC标准和KBIRS标准。报告介绍了以ISO 17361:2007和FMCSA-MCRR-05-005为主的两种车道偏离预警系统标准。通过实例，按道路图像预处理、车道检测、车道线检测和车道偏离检测介绍了车道偏离预警系统的实现。最后，报告对车道偏离预警系统进行了回顾和展望。 关键词：交通安全；车道偏离；预警系统；车道检测；车道线检测 Research on lane departure warning system (LDW) Abstract: In order to respond to the traffic accidents caused by lane departure actively, lane departure warning system (LDW) are widely used in modern cars. The background and significance of LDW was explained from the serious of the lane departure causing accidents and the importance of LDW. The system based on road infrastructure construction and vehicles’ lane departure was recalled, which was mainly based on the classification of detected vehicles’ lateral position, and the relevant mature products was described briefly. The warning criteria of four lane departure warning systems including CCP standard, FOD standard, TLC standard KBIRS standard was reviewed. Two LDW standards including ISO 17361:2007 and FMCSA-MCRR-05-005 were introduced. The released of LDW was introduced in order by road image preprocessing, lane detection, lane marking detection and lane departure detection according example. Finally, LDW was reviewed and discussed. Keywords: traffic safety; lane departure; warming system; lane detection; lane marking detection
车道偏离警示系统（英文：Lane Departure Warning System，LDWS），是一项汽车驾驶安全辅助系统。当传感元件侦测到车辆偏离车道时，若驾驶者因精神不济或疏忽而未打下转换车道的方向灯讯号，系统会发出警示讯号以提醒驾驶者返回车道。 历史首次装设车道偏离警示系统是在 Nissan Motors 的 Infiniti FX 系列和Infiniti M系列，该系列的系统是由Valeo 和 Iteris 两车商联合开发，系统的影像传感器是装置在车内照后镜的位置。 2000年，在欧洲是由 Iteris 车商为 Mercedes Actros 商务车开发使用车道偏离警示系统，现今在全欧洲多数的大型商用车都装有此系统。后来在2002年，北美的Freightliner 卡车才拥有此系统装设。2007年，日本 Mitsubishi Fuso 也随之跟进运用这项系统。 雪铁龙2005年，雪铁龙 Citron 4 和 Citron 5 都装设车道偏离警示系统，现今 Citron 6 也已加装这项系统，Citron 的系统是运用装设在前方保险杆上红外线传感器监测路面上车道标志，发生车辆偏离车道时，以振动座椅的方式提醒驾驶返回车道。 Infiniti2008年，Infiniti车系将装设预防车道偏离系统（Lane Departure Prevention，LDP），这系统是运用车身稳定控制系统（ESP）的煞车力控制，协助驾驶将车辆维持在车道内，车道偏离警示系统协同车身稳定控制系统作动时，是以轻柔的煞车力控制，不让驾驶与乘客在乘车感到不适为原则。 Lexus 车商使用多重传感车道保持辅助系统（Multimode Lane Keeping Assist），这系统特点在于使用复数的3D影像传感器，并配合红外线传感器，在物体和影像的多重传感及MCU 运算下，监控车辆保持在车道内。Lexus LS更提供了视觉警示和控制转向系统使车辆回到车道内。 GM车商在2007年发表在2008年的 Cadillac STS, DTS 和 Buick Lucerne上装备车道偏离警示系统，这系统与Infiniti的系统有相同之处在于用视觉和听觉的警示。 BMW车商在2007在5系列和6系列是使用振动方向盘方式，警示驾驶的车辆偏离车道。 Volvo车商在2008年的S80和New V70和XC70系列，则是配以影像传感器来传感车道标志的车道偏离警示系统。 TypesThere are two main types of systems: systems which warn the driver (lane departure warning, LDW) if the vehicle is leaving its lane. (visual, audible, and/or vibration warnings) systems which warn the driver and if no action is taken automatically take steps to ensure the vehicle stays in its lane (lane keeping system, LKS). The first production lane departure warning system in Europe was developed by the United States's Iteris company for Mercedes Actros commercial trucks. The system
一、系统简介 根据（美国）国家公路交通安全管理局的定义，车辆偏离预警系统（LDWS-Lane Departing Warning System）是一种通过报警的方式辅助驾驶员避免或减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。 绝大部分的车道偏离警告系统都将车辆在车道内的横向位置作为计算警告发生与否的一个基础。这些检测车辆横向位置的系统基本上可以分为两类：基于道路基础构造的系统以及基于车辆的系统【1】。 （1）基于道路基础构造的车道偏离警告系统造来检测车辆横向位置，需要对现有道路进行改造。最典型的道路改造方式就是使用埋在道路下的铁磁体标记（通常为磁铁或电线）。车辆传感器检测这些铁磁信号，利用信号的强度计算车辆在车道中的横向位置。这种方法对车辆横向位置的估计精度能达到几个厘米，但这种方法最大的缺陷是道路改造耗资巨大。 （2）基于车辆的车道偏离警告系统 该类系统主要是利用机器视觉或红外传感器检测车道标识的位置，按照传感器的安装方式可分为俯视系统和前视系统。 1)基于车辆的俯视系统 基于车辆的俯视系统其优势就是在结构化道路上效率高并简单易行，并有可能取得更高的定位精度。其不利的因素是只能在结构化道路上使用（必须存在道路标识，且道路标识能被有效识别）。 2)基于车辆的前视系统
基于车辆的前视系统优势在于可以利用更多的道路信息，在没有道路标识的道路上也可以使用。其不利因素就是用来定位车辆横向位置的一些图像特征点可能被其他车辆或行人干扰。 目前商业化使用的产品都是基于视觉的系统，由道路和车辆状态感知、车道偏离评价算法和信号显示界面三个基本模块组成。 二、相关的预警系统 国外——（1）AURORA系统、美国卡内梅隆大学机器人学院于1997年开发成功，是基于车辆的俯视系统中最具代表性的系统。 该系统的处理算法主要基于视觉的车道标识线识别与跟踪、车辆横向闻之估计、车道偏离警告三部分组成。 （2）AtuoVue系统、该系统由德国的DaimlerChrysler公司和美国的Iteris公司联合开发，2000年6月首次实际应用。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[1]。 （3）Mobileye AWS系统、该系统由总部设在荷兰的Mobileye公司研制，其利用安装在前挡风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。该系统能检测不同的车道标识如：实心连续线、虚线等。在没有车道标识的情况下，系统能利用道路边缘或路沿来进行车道偏离警告。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
目录 车道偏离预警算法概述 (2) 1.基于TLC的预警决策算法 (3) 2.基于瞬时侧向位移的预警算法 (6) 3.基于横向速度的评价算法 (6) 4.基于CCP的评价算法 (6) 5.基于预测轨迹偏离的预警算法 (7) 6.基于EDF的预警算法 (8) 7.基于预瞄轨迹偏离TTD的评价算法 (10) 8.基于FOD的评价算法 (10)
车道偏离预警算法概述 车道偏离预警算法也就是车道偏离的危险性评估，是指利用当前车辆的运动状态、前方道路的几何结构等从感知部分获得的信息判断车辆是否存在偏离本车道的危险。判断是否存在危险通常用预警时间来描述。一个合适的预警时间，既要保证不会出现频繁的错误报警给驾驶员造成不必要的干扰，又要保证预留给驾驶员恰当的反应时间采取校正措施。这是因为不同的驾驶员生理和心理素质的不同，人与人之间驾驶风格的不同，因而对车辆偏离危险性的感知特性也不尽相同，即便是同一个驾驶员，其驾驶行为特性也会随着时间空间以及精神状态的不同而改变，所以不同类型驾驶员对预警系统的要求与影响也有区别。从驾驶经验一般的驾驶员到熟练驾驶的驾驶员，不同驾驶员对车道偏离危险性的认识理解都不同。如果预警系统是针对新手驾驶员开发，那么熟练驾驶员就会觉得系统发出的预警过于频繁进而感到失去耐心;反之，为熟练驾驶员设计的预警系统，新手驾驶员则会认为系统的预警作用不明显，不能预知危险， 因此不能够信任系统，所以在系统开发过程中需要全面考虑驾驶员的驾驶行为特性，最大限度地满足不同风格的驾驶需求。此外外界环境因素对车道偏离预警算法也有一定的影响。总的说来合理的预警算法应当包括下面两个基本标准: 1、保证能够及时恰当的预警，保证驾驶员有足够多的反应时间。由于驾驶员对预警信号的感知响应以及驾驶员采取校正操作后汽车本身的响应都有一定的迟滞时间，所以，车道偏离预警系统应该在车辆横跨车道线、发生车道偏离状况之前的特定时间内准确预测出即将发生的危险，并向驾驶员及时的发出预警信号，保证驾驶员有充足的时间采取校正措施，防止致命伤亡事故的产生。但是如果预警时刻过早，反而会令驾驶员感到系统报警的不必要，会不加理睬，这也就是去了系统本身的意义。 2、根据ISO 17361:2007国际标准提出的评价指标:误报警的次数和遗漏的正确报警次数都要尽量少。误报警是指车辆在车道内保持正常行驶轨迹的情况下系统发出的报警。如果车道偏离预警系统发出的误报警过于频繁，势必引起驾驶员的厌烦，如此下去，将导致驾驶员对系统报警的不信任性;另一方面，如果过度关注降低系统的误报警率，必然会造成一些正确报警被遗漏，同样使系统预警功
车道偏离预警系统(LDW)研究报告记录
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车道偏离预警系统（LDW）研究报告 摘要：为了积极应对由车道偏离引发的交通安全事故，车道偏离预警系统被广泛应用于现代汽车。报告从车道偏离倒是事故的严重性和车道偏离预警的重要性出发，阐述了车道偏离预警系统的背景和意义。报告主要根据检测车辆横向位置分类，回顾了基于道路基础构造和车辆的车道偏离的警告系统，并简要介绍了相关成熟产品。报告回顾了车道偏离预警系统的四类警告标准，包括：CCP标准、FOD标准、TLC标准和KBIRS标准。报告介绍了以ISO 17361:2007和FMCSA-MCRR-05-005为主的两种车道偏离预警系统标准。通过实例，按道路图像预处理、车道检测、车道线检测和车道偏离检测介绍了车道偏离预警系统的实现。最后，报告对车道偏离预警系统进行了回顾和展望。 关键词：交通安全；车道偏离；预警系统；车道检测；车道线检测 Research on lane departure warning system (LDW) Abstract: In order to respond to the traffic accidents caused by lane departure actively, lane departure warning system (LDW) are widely used in modern cars. The background and significance of LDW was explained from the serious of the lane departure causing accidents and the importance of LDW. The system based on road infrastructure construction and vehicles’lane departure was recalled, which was mainly based on the classification of detected vehicles’lateral position, and the relevant mature products was described briefly. The warning criteria of four lane departure warning systems including CCP standard, FOD standard, TLC standard KBIRS standard was reviewed. Two LDW standards including ISO 17361:2007 and FMCSA-MCRR-05-005 were introduced. The released of LDW was introduced in order by road image preprocessing, lane detection, lane marking detection and lane departure detection according example. Finally, LDW was reviewed and discussed. Keywords: traffic safety; lane departure; warming system; lane detection; lane marking detection
安全辅助驾驶(Safety Driving Assist，简称SDA)是当前国际智能交通系统研究的重要内容，它主要解决交通安全的问题，对于困扰运输领域的交通堵塞及环境污染两个问题也有缓解作用。基于此，世界上很多国家都在加强车辆安全辅助驾驶技术领域的研究。关于安全辅助驾驶技术的研究主要集中在车道偏离预警，前方障碍物探测，以及驾驶员状态监测等方面。近20年来，车道偏离预警系统作为安全辅助驾驶研究领域的一个组成部分，已经受到越来越多的关注，很多国家都投入大量的人力、物力和财力进行系统研发。 车道偏离预警系统研究背景 根据(美国)联邦公路局的估计，美国2002年所有致命的交通事故中44%是跟车道偏离有关的，同时车道偏离也被看成车辆侧翻事故的主要原因。AssitWare网站的分析结果认为：23%的汽车驾驶员一个月内至少在转向盘上睡着一次；66%的卡车驾驶员自己在驾驶过程中打瞌睡；28%的卡车驾驶员在一个月内有在转向盘上睡着的经历。四个驾驶员中就有一个驾驶员经历过车道偏离引起的伤亡事故。 根据(美国)国家公路交通安全管理局的定义，车道偏离预警系统是指一种通过报警的方式辅助驾驶员避免或者减少车道偏离事故的系统。一个车道偏离预警系统不会试图控制车辆以防止可能发生的碰撞事故。美国国家公路交通安全管理局开展的“采用智能车辆道路系统对策的道路偏离避撞警告项目”研究将车辆偏离预警系统分为“纵向”和“横向”车道偏离警告两个主要功能。纵向车道偏离警告系统主要用于预防那种由于车速太快或方向失控引起的车道偏离碰撞，横向车道偏离警告系统主要用于预防由于驾驶员注意力不集中以及驾驶员放弃转向操作而引起的车道偏离碰撞。 车道偏离预警系统已经商业化使用的产品都是基于视觉的系统，根据摄像头安装位置不同，可以将系统分为： 侧视系统——摄像头安装在车辆侧面，斜指向车道； 前视系统——摄像头安装在车辆前部，斜指向前方的车道。 无论是侧视系统还是前视系统，都由道路和车辆状态感知、车道偏离评价算法和信号显示界面三个基本模块组成。系统首先通过状态感知模块感知道路几何特征和车辆的动态参数，然后由车道偏离评价算法对车道偏离的可能性进行评价，必要的时候通过信号显示界面向驾驶员报警。 国外车道偏离预警系统
车道偏离预警系统技术简介 李南康 (一汽海马汽车有限公司，海口，570216) 摘 要:本文介绍了汽车安全辅助驾驶系统中的车道偏离预警系统以及功能应用，并简述了国内外一些典型车道偏离预警系统研究的发展现状和趋势。 关键词：安全辅助；车道偏离预警系统；系统应用 1 前言 安全辅助驾驶系统技术的研究主要集中在车道偏离预警、前方障碍物探测以及驾驶员状态监测等方面。近20年来，车道偏离预警系统作为安全辅助驾驶研究领域的一个组成部分，已经受到越来越多的关注和重视，很多国家都投入大量的人力、物力和财力进行系统研发。 根据(美国)国家公路交通安全管理局的定义，车辆偏离预警系统(LDWS-Lane Departing Warning System)：是一种通过报警的方式辅助驾驶员避免或减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。 据AssitWare网站的分析结果认为：23%的汽车驾驶员一个月内至少在转向盘上睡着一次；66%的卡车驾驶员自己在驾驶过程中打瞌睡；28%的卡车驾驶员在一个月内有在转向盘上睡着的经历。四个驾驶员中就有一个驾驶员经历过车道偏离引起的伤亡事故。车道偏离预警系统可以避免30-70%的车道偏离交通事故的发生。因此，车道偏离预警系统的研究及应用对提高道路交通安全，减少交通事故引发的人员伤亡和经济损失意义重大。 2 车道偏离预警系统概况 车道偏离预警系统是一种汽车驾驶安全辅助系统,该系统旨在帮助驾驶员避免或者减少车道偏离事故。它通过传感器获取前方道路信息,结合车辆自身的行驶状态以及预警时间等相关参数,判断汽车是否有偏离当前所处车道的趋势。如果车辆即将发生偏离,并且在驾驶员没有打转向灯的情况下,则通过视觉、听觉或触觉的方式向驾驶员发出警报。 目前国内外已经开发一系列的车道偏离预警系统技术研究，相关系统介绍
编号： 检验报告 营运客车行驶危险预警系统性能 （车道偏离报警系统） 产品名称： 产品型号： 委托单位： 检验类别： 国家机动车质量监督检验中心
注意事项 1、本报告用于营运客车安全性能达标审查。 2、本检验单位对出具的检验结果负责。 3、检验报告必须有检验单位、计量检定和实验室认可印章及检验单位骑 缝章，否则无效。 4、检验报告无主检、审核、批准人签字无效。 5、检验报告涂改无效。 6、检验报告部分复制无效，检验报告复制未加盖检验单位印章及骑缝章 无效。 7、对检验报告若有异议，应在收到检验报告之日起10日内向检验单位提 出，逾期不予受理。 8、检验仅对样品负责。 检验单位： 地址： 电话： 传真： 邮政编码： 委托单位： 地址： 电话： 传真： 邮政编码：
监督检验中心共7 页第 1 页样品名称商标 型号规格检验类别 受检单位生产单位 送样者送样日期 样品数量生产日期 检验依据1.JT/T 883-2014 《营运车辆行驶危 险预警系统技术要求和试验方法》 2.GB/T 26773-2011 《智能运输系统 车道偏离报警系统性能要求与检 测方法》 检验项目 车道偏离预警系统： 1. 一般要求 2. 功能要求 3. 安装与使用要求 4. 技术要求 检 验 结 论 经检验，样品所检车道偏离报警系统项目的检验结果付后 签发日期：年月日备注样品检验结果见附录A。 批准：审核：主检:
监督检验中心共7 页第2页 附录A检验结果 A1车道偏离预警系统一般要求、功能要求和安全与使用要求（JT/T 883-2014） 序号检验 项目 标准要求检验结果 符合性 判定 1 一般 要求 预警 系统 组成 预警系统应包括车道偏离报警模块 及数据通信接口。 样品预警系统包括车道偏离报 警模块及数据通信接口。 符合 车道偏离报警模块应通过数据通信 接口将车道偏离警告和车道偏离方 向等信息传输给卫星定位系统车载 终端。 样品车道偏离报警模块可以通 过CAN协议将车道偏离警告和 车道偏离方向、速度信息传输给 外部其他终端 符合 2功能 要求 自检 预警系统应在车辆发动30s内启动并 完成对所有主要的系统传感器和组 件的自检，通过信号灯或显示屏明确 表示预警系统当前工作状态。若出现 故障，则通过信号灯或显示屏指示故 障类型等信息，同时传输给卫星定位 系统车载终端。 样品预警系统在车辆启动供电 后10s内启动，并完成对所有主 要的系统传感器和组件的自检， 通过三个指示灯表示系统工当 前作状态。 出现故障时，三个指示灯通过不 同颜色的组合表示不同的故障， 并通过CAN协议将故障信息传 输给卫星终端。 符合 自动 校准 针对具体车辆，预警系统应能自动校 准以补偿车辆负载正常或可预料的 变化（如，空/满油箱、带/不带挂斗 的拖车、载货/空载、一名或多名乘员 等）。 分别对样品在一名成员或者两 名成员的情况下进行验证，均能 正常工作，在满足报警的条件下 能发出报警。 符合 预警系统应能检测到符合GB 5768.3-2009 规定的下列车道线： a) 黄色和白色实线； b) 黄色和白色虚线； c) 双黄和双白实线； d) 双黄和双白虚线； e)黄色和白色虚实线。 样品预警系统能够检测到下列 车道线并在满足条件下报警： a) 黄色和白色实线； b) 黄色和白色虚线； c) 双黄和双白实线； d) 双黄和双白虚线； e) 黄色和白色虚实线。 符合 正常道路条件行驶时，预警系统应能在白 天、夜晚、黄昏和黎明等光照条件下检测到 车道线。 样品在正常道路条件行驶时，预 警系统能在白天、夜晚、黄昏和 黎明光照条件下检测到车道线， 并通过显示屏显示检测状态，白 实线表示检测到车道线。 符合 当驾驶员有变线或转向倾向并打开正确方 向的转向灯时，预警系统不应发出车道偏离 警告。 当驾驶员打开正确方向的转向 灯并变道时，预警系统不发出车 道偏离警告。 符合
车道偏离预警系统有什么用它是如何工作的很快就要到国庆了，不少人要回老家探亲访友，还有一些人想着趁着七天假期去外地散散心，这就给汽车市场带来新活力，金九银十的规律在国内依然有效。长途自驾，对于经验不够丰富的朋友们来说，可能会有一些担心，不过科技的发展，总是给我们生活带来便利，汽车也是如此，不仅仅动力、变速箱、底盘这些慢慢发生改变，车辆配置更是日新月异， 车道偏离预警系统提供智能的车道偏离预警，在驾驶员无意识(驾驶员未打转向灯)偏离原车道时，能在偏离车道0.5秒之前发出警报，或方向盘开始震动以提醒驾驶员目前车辆偏离的状况，为驾驶员提供更多的反应时间，大大减少了因车道偏离引发的碰撞事故。 车道偏离预警系统有什么用它是如何工作的 据统计约有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，究其主要原因主要是驾驶员心神烦乱、注意力不集中或驾驶疲劳。 工作原理 车道偏离预警系统主要由HUD抬头显示器、摄像头、控制器以及传感器组成，当车道偏离系统开启时，摄像头(一般安置在车身侧面或后视镜位置)会时刻采集行驶车道的标识线，通过图像处理获得汽车在当前车道中的位置参数，当检测到汽车偏离车道时，传感器会及时收集车辆数据和驾驶员的操作状态，之后由控制器发出警报信
号，整个过程大约在0.5秒完成，为驾驶者提供更多的反应时间。而如果驾驶者打开转向灯，正常进行变线行驶，那么车道偏离预警系统不会做出任何提示。 车道偏离预警系统有什么用它是如何工作的 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。那么为了解决这个难题，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，即使在恶略环境的路面，也能识别车道标志线，便于在任何环境的路况下均能及时提醒驾驶员汽车道路偏离状态。 佰佰提示： 本安全网提醒您，车道偏离预警系统主要是通过摄像头来识别道路分割线，如果碰上乡村道路、国道或中小城市那种分割线非常模糊的情况，这个功能就不太起作用了。当然，只要平时驾驶养成良好习惯的话，那么有没有车道偏离预警系统都影响不大。 欲了解更多相关内容，尽在本安全网站行车安全频道!