車道偏離預警系統在無人駕駛中的技術支持
無人駕駛技術雖然還有待完善的地方,但不得不承認其技術還是越來越趨向成熟。車道偏離預警系統就是為了減少無人駕駛汽車在行駛時偏離車道造成不必要的傷亡而設計的。交通部有一項關于汽車交通事故的調查,約有50%的汽車交通事故是因為汽車偏離正常的行駛車道引起的。另一數據顯示,約有23%的汽車駕駛員一個月內至少在方向盤上睡著一次;66%的卡車駕駛員自己在駕駛過程中打過瞌睡。
在看到這批數據的時候,小編也合不攏驚掉的下巴,如此看來,防止車道偏離還是有很重大的意義,所以,縱覽全球,國內外的專家也在車道偏離預警系統的問題上鉚足了勁,誓要有一番大的作為。先來看看最開始研究無人駕駛技術的國外機構是如何解決車道偏離的問題的。
國外車道偏離預警系統
AURORA系統
美國卡內基梅隆大學機器人學院于1997年開發成功的AURORA系統,由帶廣角鏡頭的彩色攝像機、數字轉換器和一個便攜SunSparc工作站等組成。該系統通過安裝在車輛一側的視野大約為1.5m-1.6m區域的俯視彩色攝像機檢測車輛旁邊的車道標識,通過數字轉換器采集攝像機的視頻輸出并在一個便攜SunSparc工作站上進行處理,處理速度為60Hz。
AutoVue系統
前DaimlerChrysler公司和美國的Iteris公司聯合開發的AutoVue系統,主要由一個安裝在汽車內風窗玻璃后部的攝像機、兩個立體音箱、一個小顯示設備和控制單元等組成。該系統工作原理是通過實時監測本車在當前車道中的位置,計算本車到車道標識線距離,然后與設定的報警距離相比較,判斷是否進行預警。當檢測到將要發生車道偏離時,它將發出一種類似于車輛在隆聲帶上行駛時發出的隆隆作響的聲音來提醒駕駛員修正車輛位置。目前,AutoVue系統已經在歐洲的多種貨車上作為一個選件進行了裝備。
Mobileye_AWS系統
總部設在荷蘭的Mobileye公司研制的Mobileye_AWS系統,利用安裝在前風窗玻璃上的單個攝像機監測車道標識線,測量和監控本車與道路邊界的距離。該系統的車道偏離警告模塊通過檢測道路邊界,計算車輛相對于車道的位置和車輛的側向運動,預測車輛將橫越車道標識的時間,當該時間低于設定值時,系統觸發視覺警告和聲音警告,以使駕駛員對不同的危險狀態做出適當的反應而減少意外事故的發生。該系統在有意識的車道偏離、制動和沒有道路標識等情況下能對警告的產生進行了抑制。
DSS系統(Driver Support System)
日本三菱汽車公司1998年提出,1999年秋季應用于模型車上的DSS系統(Driver Support System),由一個安裝在汽車后視鏡內的小型CCD攝像機、一些檢測車輛狀態和駕駛員操作行為的傳感器以及視覺和聽覺警告裝置組成。該系統利用CCD攝像機獲得的車輛前方的車道標識線、其他傳感器獲得的車輛狀態數據和駕駛員的操作行為等信息,判斷車輛是否已經開始偏離其車道。如有必要,系統將利用視覺警告信息、聽覺警告信息以及振動方向盤來提醒駕駛員小心駕駛車輛。
車道偏離預警系統在國外已經不單單停留在研發階段,各大廠商也將該系統投入了生產,主要應用在自動駕駛和無人駕駛技術上。相比于國外較早的對車道偏離預警系統研究,國內起步相對較晚,基本是由各大高校的課題組和實驗室研發的,由于國內路況復雜、人流量和車流量大等問題,自主的車道偏離預警系統報警后的矯正功能還處于研發與測試階段。
國內車道偏離預警系統
JLUVA-1系統
該系統由吉林大學智能車輛課題組開發。該系統是基于單目視覺的前視系統,主要由車載電源、嵌入式微機、顯示設備、黑白CCD攝像機、數據線、音箱以及圖像采集卡等組成。
系統利用安裝在汽車后視鏡位置處的CCD攝像機采集汽車前方的道路圖像,通過圖像處理獲得汽車在當前車道中位置參數,當檢測到汽車距離自身車道白線過近有可能偏入鄰近車道而且司機并沒有打轉向燈時,該系統就會發出警告信息提醒司機注意糾正這種無意識的車道偏離,從而盡可能地減少車道偏離事故的發生。
基于DSP技術的嵌入式車道偏離報警系統
該系統由東南大學開發,是基于單目視覺的前視系統,由模/數轉化及解碼電路模塊、緩沖電路模塊、媒體處理器DSP電路模塊、編碼及數/模轉換電路模塊等模塊組成。該系統通過車載攝像頭采集被跟蹤車道線的模擬視頻信號,經解碼生成數字信號碼流緩沖后送到高速媒體處理器DSP的視頻接口,然后再由視頻處理模塊對數字視頻信號進行車道特征值的提取,***將處理后的視頻信號送編碼及數/模轉換電路輸出顯示。
目前,各廠商所配備的車道偏離預警系統均基于視覺(攝像頭)方式采集數據的基礎上研發,但它們在雨雪天氣或能見度不高的路面時,采集車道標識線的準確度會下降。為了解決這個難題,聰明的技術工程師開發了紅外線傳感器的采集方式,其一般安置在前保險杠兩側,并通過紅外線收集信號來分析路面狀況,即使在惡劣環境的路面,也能識別車道標識線,便于在任何環境的路況下及時提醒駕駛員汽車道路偏離狀態。