車道偏離報(bào)警系統(tǒng)
車道偏離報(bào)警系統(tǒng)
Lane Departure Waring System
汽車安全性受到人們更多的關(guān)注,高科技在汽車中的應(yīng)用層出不窮,車道偏離報(bào)警（LDW）系統(tǒng)就是一例。專家指出,約有50%的汽車事故是偏離正常行駛的車道引起的,究其原因主要是駕駛員心神煩亂、注意力不集中或疲勞駕駛。LDW系統(tǒng)會(huì)在車輛高速行駛時(shí)提醒駕駛員,汽車正在偏離正常行駛的車道,讓駕駛員及時(shí)糾正行車路線。這是繼安全帶、安全汽囊后,在汽車內(nèi)安裝的又一項(xiàng)安全裝置。
系統(tǒng)概要
圖1是LDW系統(tǒng)的示意圖。一個(gè)面向前方安裝的攝像機(jī)監(jiān)測(cè)車輛行駛的道路,作用距離可達(dá)50-70尺。通常,一個(gè)或多個(gè)CMOS圖像傳感器提供道路的多帖圖像,這些傳感器連接至處理器的多個(gè)視頻端口。這里視頻基信號(hào)處理取代了模擬信號(hào)鏈,這種處理方法不僅提高了系統(tǒng)的精度,還可以節(jié)省系統(tǒng)的材料費(fèi)用開(kāi)銷。
數(shù)據(jù)進(jìn)入系統(tǒng)后,它被實(shí)時(shí)地變換成可處理的格式,在處理器內(nèi)部,首先進(jìn)行預(yù)處理,過(guò)濾掉圖像捕獲期間混入的噪聲。然后探測(cè)車輛相對(duì)于車行道標(biāo)志線的位置。道路圖像的輸入信息流被變換為一系列畫(huà)出道路表面輪廓的線條。在數(shù)據(jù)字段內(nèi)尋找邊緣就能發(fā)現(xiàn)車道標(biāo)志線。這些邊緣事實(shí)上形成了車輛向前行駛應(yīng)保持的邊界。處理器則要時(shí)刻跟蹤這些標(biāo)志線,以確定行車路線是否正常。一旦發(fā)現(xiàn)車輛無(wú)意間偏離車行道,處理器作出判斷后輸出一個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路,讓駕駛員立即糾正行車路線。報(bào)警形式可以是蜂鳴器或喇叭,也可以用語(yǔ)言提示,還有用振動(dòng)坐椅來(lái)提醒駕駛員。
LDW系統(tǒng)還要考慮到汽車正常使用的制動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置。這些裝置會(huì)影響LDW的工作,使系統(tǒng)復(fù)雜化。因此,在慢速行駛或制動(dòng)、正常轉(zhuǎn)向時(shí),LDW系統(tǒng)是不工作的。
工作流程
圖2更詳細(xì)地描述了處理器內(nèi)部的工作流程。總體說(shuō),LDW系統(tǒng)要具備兩大功能,即發(fā)現(xiàn)邊緣和跟蹤,前者用來(lái)確定行車道的標(biāo)志線;后者讓車輛沿著正常的車道行駛。在進(jìn)行數(shù)字處理之前,首先要平滑濾波。由于圖像傳感器都不是理想的,氣象條件、環(huán)境溫度、車輛運(yùn)動(dòng)以及電磁干擾都會(huì)在圖像采集過(guò)程中引入噪聲,噪聲使圖像變得模糊,更確切地說(shuō),在原始圖像中原本處于同一個(gè)灰度值的像素,在噪聲圖像中卻處于不相同的灰度值。除了噪聲,還有量化誤差的影響,量化誤差會(huì)使邊緣的邊界落在多個(gè)像素上,同樣使邊界變得不那么清晰。噪聲和量化誤差是無(wú)法控制的,因此要對(duì)輸入視流進(jìn)行濾波和平滑,不實(shí)行這一步,要想發(fā)現(xiàn)清晰的道路標(biāo)志是十分困難的。對(duì)數(shù)字視頻流進(jìn)行平滑濾波還應(yīng)考慮到,視頻流是按規(guī)定速率變化的真實(shí)圖像序列,圖像濾波器的工作速度應(yīng)足夠快,保證能跟上輸入圖像的連續(xù)接收。因此,圖像濾波器內(nèi)核對(duì)最少可能處理器周期數(shù)優(yōu)化執(zhí)行是至關(guān)重要的。一個(gè)有效的濾波手段是采用基本的兩維卷積運(yùn)算。
