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淺析自動(dòng)駕駛-車道偏移預(yù)警

2022-01-04 09:25:56·  來源：智駕最前沿  作者：陳云培  
　
根據(jù)交通部的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有50%的交通事故是由于車輛在行駛過程中偏移正常行駛的車道引起的，根據(jù)（美國(guó)）聯(lián)邦公路局的統(tǒng)計(jì)，美國(guó)2002年所有的致命交通事故中44%
根據(jù)交通部的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有50%的交通事故是由于車輛在行駛過程中偏移正常行駛的車道引起的，根據(jù)（美國(guó)）聯(lián)邦公路局的統(tǒng)計(jì)，美國(guó)2002年所有的致命交通事故中44%是跟車道偏離有關(guān)的，同時(shí)車道偏離也被看成車輛側(cè)翻事故的主要原因，究其主要原因，主要是因?yàn)轳{駛員在駕駛車輛過程中出現(xiàn)注意力不集中、駕駛疲勞、心神煩亂等，嚴(yán)重影響駕駛員在駕駛車輛時(shí)的安全性。
隨著汽車智能化方向的發(fā)展，越來越多高級(jí)輔助駕駛功能得以在汽車上得到應(yīng)用，其中影響駕駛員駕駛習(xí)慣、提升駕駛員駕駛安全性的高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)也越來越多成為人們購車時(shí)考量的因素之一，車道偏移預(yù)警系統(tǒng)就是其中一個(gè)應(yīng)用較為普及的高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)。
車道偏移預(yù)警系統(tǒng)就是通過環(huán)境感知傳感器探測(cè)車輛在行駛過程中與兩側(cè)車道線的距離，當(dāng)環(huán)境感知傳感器偵測(cè)到車輛偏離預(yù)定車道時(shí)，就會(huì)通過發(fā)出聲音警示信號(hào)、振動(dòng)方向盤，甚至是主動(dòng)參與行車行為，通過微調(diào)方向盤來提醒駕駛員，如果駕駛員在開車過程中精神不濟(jì)疏忽導(dǎo)致車輛偏移預(yù)定車道時(shí)，就可以獲得很好的提示，從而及時(shí)調(diào)整車輛，保障駕駛員駕駛過程的安全性。
全球首個(gè)車道偏移預(yù)警系統(tǒng)是在日產(chǎn)汽車的Infiniti FX系列和Infiniti M系列，該系列的系統(tǒng)是由Valeo和Iteris兩車商聯(lián)合開發(fā)，系統(tǒng)的影像感測(cè)器是裝置在車內(nèi)照后鏡的位置。車道偏移預(yù)警系統(tǒng)主要是由HUD抬頭顯示、車載攝像頭、控制器及傳感器組成，在車輛行駛在預(yù)定車道時(shí)，安裝在車身側(cè)面或后視鏡位置的車載攝像頭會(huì)時(shí)刻采集行駛車道的標(biāo)識(shí)線，并不斷探測(cè)車輛相對(duì)兩側(cè)車道線的距離，通過圖像處理獲得車輛在當(dāng)前車道中的位置參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)車輛偏移預(yù)定車道線時(shí)，傳感器就會(huì)及時(shí)收集車輛數(shù)據(jù)和駕駛員的生物狀態(tài)，并通過聲音警示信號(hào)、振動(dòng)方向盤等方式提醒駕駛員。
由于車道偏移預(yù)警系統(tǒng)決定了安全員駕駛汽車過程的安全性，所以在車道偏移預(yù)警系統(tǒng)工作時(shí)，整個(gè)過程是十分短的，大概0.5 s之內(nèi)就可以完成所有步驟，給駕駛員提供更多的反應(yīng)時(shí)間。對(duì)于駕駛員在需要控制車輛變道時(shí)，當(dāng)打開轉(zhuǎn)向燈后，車道偏移預(yù)警系統(tǒng)就不會(huì)工作，確保駕駛員可以正常變道。
車道偏移預(yù)警系統(tǒng)主要分為縱向和橫向2個(gè)主要的功能，其中縱向車道偏移預(yù)警系統(tǒng)主要用于預(yù)防由于車速過快或車輛方向失控導(dǎo)致的車道偏移碰撞，橫向車道偏移預(yù)警系統(tǒng)主要用于在駕駛員駕駛車輛過程中，不注意駕駛環(huán)境，精神渙散等導(dǎo)致的車道偏移碰撞，車道偏移預(yù)警的商用化程度已經(jīng)比較高，很多車輛上已經(jīng)加裝了該系統(tǒng)。
車道偏移預(yù)警系統(tǒng)主要還是基于視覺系統(tǒng)開發(fā)出來的，因此車載攝像頭的安裝位置將決定車道偏移預(yù)警系統(tǒng)的安全性，除了前文提及的，安裝在車側(cè)（車身側(cè)面或后視鏡位置）的車載攝像頭，斜指車道線的方案外，還有通過安裝在車輛前部的車載攝像頭，斜指向前方車道的解決方案，但無論是側(cè)視系統(tǒng)還是前視系統(tǒng)，都由道路和車輛狀態(tài)感知、車道偏離評(píng)價(jià)算法和信號(hào)顯示界面三個(gè)基本模塊組成。系統(tǒng)首先通過狀態(tài)感知模塊感知道路幾何特征和車輛的動(dòng)態(tài)參數(shù)，然后由車道偏離評(píng)價(jià)算法對(duì)車道偏離的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)，必要的時(shí)候通過信號(hào)顯示界面向駕駛員報(bào)警。
由于車道偏移預(yù)警系統(tǒng)主要是依托于視覺系統(tǒng)，因此車載攝像頭的很多弊端在車道偏移預(yù)警系統(tǒng)上也得到了很好的體現(xiàn)，像是雨雪天氣下或者能見度不高的大霧天氣時(shí)，或者在車道上有積水導(dǎo)致反光時(shí)，車載攝像頭采集車道線的精準(zhǔn)度就會(huì)降低，導(dǎo)致車道偏移預(yù)警系統(tǒng)準(zhǔn)確度下降，目前，研究各種魯棒性強(qiáng)、能適應(yīng)各種天氣條件、克服光照變化以及陰影條件的影響的車道偏離評(píng)價(jià)算法是所有基于視覺的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。但車道偏移預(yù)警系統(tǒng)的出現(xiàn)，是可以有效減少由于車道偏移導(dǎo)致的事故，保障駕駛員行車安全的。
對(duì)于自動(dòng)駕駛的發(fā)展，車道偏移預(yù)警系統(tǒng)將擔(dān)任很重要的角色，自動(dòng)駕駛達(dá)到L5級(jí)后，駕駛員的角色將消失，自動(dòng)駕駛車輛在道路行駛時(shí)，除了需要監(jiān)測(cè)車輛與前車位置、車輛行駛路徑的正確與否外，還是需要不斷探測(cè)車輛相對(duì)于兩側(cè)車道線的位置的，這時(shí)車道偏移預(yù)警系統(tǒng)將起到?jīng)Q定性的作用。不同于HUD抬頭顯示會(huì)隨著自動(dòng)駕駛的出現(xiàn)、駕駛員角色的消失，將會(huì)通過另一種形態(tài)來滿足人們乘車出行時(shí)的娛樂需求，車道偏移預(yù)警系統(tǒng)將會(huì)在現(xiàn)有的技術(shù)方向上不斷提升，將可以直接應(yīng)用到自動(dòng)駕駛汽車上。對(duì)于車道偏移預(yù)警系統(tǒng)，大家怎么看？歡迎大家留言，智駕最前沿將繼續(xù)深耕自動(dòng)駕駛領(lǐng)域技術(shù)，也會(huì)與大家經(jīng)常聊聊關(guān)于自動(dòng)駕駛發(fā)展的技術(shù)與趨勢(shì)，歡迎大家關(guān)注支持！
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