嵌入式基础上的车辆偏离预警系统

　　引言

　　近2年我国对醉酒驾驶出台了一系列法律法规，《中华人民共和国刑法修正案(八)》5月1日也正式开始实施。说明人们对驾驶而发生的试过越来越关注了。据调查，在诸多的交通事故中大约15%的道路交通事故是由车辆驶离公路造成的，车道偏离预警系统能够有效减少道路交通事故的发生。目前车道偏离预警系统采用的方法大致分为3种：1是基于车辆将到达车道边界时间(Time to Lane Crossing，TLC)的预警算法;2是基于预测轨迹曲线偏离量不同的预警算法;3是基于平面图像道路标线夹角的预警算法。这几种算法能够实现车道预警，但车辆出现偏离一般是由于驾驶员注意力分散或处于疲惫状态时对车辆的控制疏忽所致，上述所做的各种假设与实际行驶过程均有偏差，如没有考虑车辆的横向偏转角及驾驶员转动方向盘转角在某个行驶过程中对车道偏离的影响。鉴于此，提出基于车辆横向距离与横向分速度进行车辆偏离预警的方法。作为车道偏离预警系统的处理平台，PC机的体积、成本及功能的冗余性是其应用在车载系统中难以克服的瓶颈，采用嵌入式方法对车道偏离预警系统的设计，充分利用了嵌入式系统处理的实时性与体积小巧等特点。

　　1 初步了解车道偏离预警系统

　　车道偏离预警系统是一种通过报警的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。车道偏离预警研究背景根据(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。

　　车道偏离预警基本组成：HUD抬头显示器、视觉雷达、控制器、传器。

　　该系统提供智能的车道偏离预警，在无意识(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，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，此外，使用LDWS还能纠正驾驶员不打转向灯的习惯，该系统其主要功能是提醒过度疲劳或解决长时间单调驾驶引发的注意力不集中等情况。

　　汽车安全专家指出：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。

　　2 道路图像的处理

　　使用Sobel算子边缘检测和最大类间方差图像分割法将道路灰度图像转化为二值图像，作为下一步处理的基础。直线的矢量基元表示方法是按照某种准则将矢量基元(ELS)合并连接来表示直线。如行基元、列基元和45°基元。行基元是道路图像中同一行上的连续边缘点的集合;列基元是道路图像中同一列上的连续边缘点的集合;45°基元是道路图像中在倾角为45°。或135°的扫描线上连续边缘点的集合。其优点是计算耗费的时间与变量存储需要的空间较少。