夏道华，张振东，逄兰芹，张相坤



一种实时监控的车道偏离预警系统

夏道华，张振东，逄兰芹，张相坤

（山东科技职业学院，山东 潍坊 261000）

车道偏离预警系统是一种通过听觉警告、视觉警告以及触觉警告等方式辅助驾驶员减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。针对目前大部分车道偏离预警系统不能实时监控车辆偏离情况，文章提出了一种实时监控的车道偏离预警系统，该系统将车速划分为若干个不同区间，在每个速度区间内设置不同的阈值，这样就可以解决当前车道偏离预警系统只在大于某一速度值下才发挥作用并且只设置一个阈值的问题，通过验证该预警系统能够有效起到车道偏离预警的作用。

车道偏离；预警系统；阈值；交通事故

前言

车道偏离预警系统是一项先进的车辆主动安全技术。该系统在驾驶员无意识（驾驶员未打转向灯）偏离原车道时，能在偏离车道之前零点几秒内发出警报，或振动方向盘和座椅来提醒驾驶员车辆偏离的状况，防止车辆驶离本车道而发生交通事故。

1 目前车道偏离预警系统的现状

目前在高校和研究所里有进行车道偏离预警技术的研究工作，比较具有代表性的有吉林大学的JLUVA-1 系统，能够初步实现对车辆行驶道路的识别，车道标线提取和行车路径的确定等，以及东南大学的DSP 的嵌入式车道偏离报警系统和清华大学THMR 系列智能汽车中的车道偏离识别系统等[1]。虽然国内的车道偏离预警系统在性能上有较大的提高，但在车道偏离预警系统产品的开发和应用过程中，仍有不足的地方需要去完善和克服。基于现有车道偏离预警系统的不足，文中提出了一种改进的车道偏离预警系统。

2 一种改进的实时车道偏离预警系统

2.1 结构组成

本文提出了一种实时监控的车道偏离预警系统，该系统将车速划分为若干个不同区间，在每个速度区间内设置不同的阈值，这样就可以解决当前车道偏离预警系统只在大于某一速度值下才发挥作用并且只设置一个阈值的问题。一种实时监控的车道偏离预警系统，其特征包括以下五部分。

（1）摄像机标定模块，主要是对两个CCD摄像机进行内外参数的标定。

（2）车道标线处理模块，主要对摄像机采集的道路视频信号利用数字信号处理器（DSP）进行处理，获得车辆在车道中的准确位置。

（3）车速采集与判断模块，主要通过车速传感器获取车辆速度，并把采集到的车速与存储器内存储的速度区间进行比较，速度区间按照车速的大小，从零开始划分为若干个区间，分别记为速度区间V1、速度区间V2、速度区间V3……速度区间Vn。车速传感器采集的车速通过判断，确定该车速所在区间，从而确定该速度下车辆与车道标线间的距离之差的阈值。

图1 一种实时监控的车道偏离预警系统结构框图

（4）车道偏离分析模块，该模块主要根据车速区间确定相应的阈值，阈值和速度区间一一对应，即每一个速度区间对应一个阈值，阈值分别为Y1、Y2、Y3……Yn，并且阈值大小Y1

（5）报警模块，主要对驾驶员驶离本车道时，进行警告提醒，包括听觉警告、视觉警告以及触觉警告等。如图1所示的是一种实时监控的车道偏离预警系统结构框图。

2.2 工作过程

首先，两个CCD摄像机进行内外参数的标定，标定完参数后，启动车辆，同时车道偏离预警系统开始工作，通过安装在前挡风玻璃内的两个摄像机获取道路标线数字视频信号，并送至数字信号处理器（DSP）进行处理，获得车辆在车道中的位置信息。由车速传感器获取车辆的行驶速度，并将该车速与存储器内存储的速度区间进行比较，确定该速度所属区间，例如某一时刻车速传感器测得的车速为V，该速度V首先判断是否属于速度区间V1，若不属于速度区间V1，继续判断该速度是否属于区间V2，依次类推，直至确定速度V所属的速度区间。假若该速度V属于区间Vi，接下来需要判断车辆与车道标线之间的距离是否小于速度区间Vi所对应的阈值Yi，若车辆与车道标线之间的距离大于阈值Yi，则说明车辆在本车道内正常行驶；若车辆与车道标线之间的距离小于阈值Yi，则需进一步判断驾驶员是否打开转向信号灯，若开启信号灯，则不发出警告，若驾驶员未开启信号灯，则警告模块发出警告，提示驾驶员车辆即将偏离车道。

2.3 优势

该车道偏离预警系统将车速从零开始划分为不同的区间，并在每个速度区间设置不同的阈值，这样对于车辆的任意一个行驶速度，都会有一个阈值与之对应，提高了车道偏离预警系统的灵敏性。

该车道偏离预警系统采用两个CCD摄像机，分别安装于前挡风玻璃内侧的两侧处，分别检测左右车道标线，与单摄像机相比，双摄像机能更好地获取车道标线信息。

3 验证

本文利用MATLAB/Simulink与CarSim软件，搭建模型进行了联合仿真,通过仿真实验发现，文中提出的车道偏离预警系统，明显优于其他预警系统模型。

4 总结

文中通过分析目前车道偏离预警系统的研究现状，提出了一种改进的车道偏离预警系统，该系统通过联合仿真实验，验证了该系统比其他系统更准确地判断车辆的偏离状态。该系统目前已通过仿真实验阶段，下一步将进行实车验证。

[1] 孙德鑫.车道偏离预警系统的研究[J].时代汽车,2018.

[2] 高琪,冯燕,梁瑞波.基于结构化道路的车道偏离实时预警算法[J].计算机仿真,2018.

[3] 谷燕如,黄忠朝.车道检测与偏离预警系统研究综述[J].时代农机,2018.

[4] 胡诗婷,舒思.车道偏离辅助驾驶专利技术分析[J].计算机产品与流通,2018.

[5] 金浙,张帅,闫丰雨.基于机器视觉的直行车道路偏离预警系统设计[J].汽车工程师,2018.

A real-time monitoring lane departure warning system

Xia Daohua, Zhang Zhendong, Pang Lanqin, Zhang Xiangkun

（Shandong Vocational College of Science and Technology, Shandong Weifang 261000）

The lane departure warning system is a system that assists the driver in reducing traffic accidents caused by lane departures by means of an audible warning, a visual warning, and a tactile warning.For most of the current lane departure warning systems, the vehicle deviation cannot be monitored in real time.This paper proposed a real-time monitoring lane departure warning system. The system divided the vehicle speed into several different intervals and set different thresholds in each speed interval. This can solve the current lane departure warning system only at a certain speedand only sets a threshold.By verifying that the early warning system can effectively play the role of lane departure warning.

Lane departure;Warning system;Threshold;Traffic accident

A

1671-7988(2019)05-57-02

U471

A

1671-7988(2019)05-57-02

U471

夏道华（1987-），男，就职于山东科技职业学院，从事汽车安全方面研究。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.017