车道偏离报警系统
车道偏离报警系统
Lane Departure Waring System
汽车安全性受到人们更多的关注,高科技在汽车中的应用层出不穷,车道偏离报警（LDW）系统就是一例。专家指出,约有50%的汽车事故是偏离正常行驶的车道引起的,究其原因主要是驾驶员心神烦乱、注意力不集中或疲劳驾驶。LDW系统会在车辆高速行驶时提醒驾驶员,汽车正在偏离正常行驶的车道,让驾驶员及时纠正行车路线。这是继安全带、安全汽囊后,在汽车内安装的又一项安全装置。
系统概要
图1是LDW系统的示意图。一个面向前方安装的摄像机监测车辆行驶的道路,作用距离可达50-70尺。通常,一个或多个CMOS图像传感器提供道路的多帖图像,这些传感器连接至处理器的多个视频端口。这里视频基信号处理取代了模拟信号链,这种处理方法不仅提高了系统的精度,还可以节省系统的材料费用开销。
数据进入系统后,它被实时地变换成可处理的格式,在处理器内部,首先进行预处理,过滤掉图像捕获期间混入的噪声。然后探测车辆相对于车行道标志线的位置。道路图像的输入信息流被变换为一系列画出道路表面轮廓的线条。在数据字段内寻找边缘就能发现车道标志线。这些边缘事实上形成了车辆向前行驶应保持的边界。处理器则要时刻跟踪这些标志线,以确定行车路线是否正常。一旦发现车辆无意间偏离车行道,处理器作出判断后输出一个信号驱动报警电路,让驾驶员立即纠正行车路线。报警形式可以是蜂鸣器或喇叭,也可以用语言提示,还有用振动坐椅来提醒驾驶员。
LDW系统还要考虑到汽车正常使用的制动装置和转向装置。这些装置会影响LDW的工作,使系统复杂化。因此,在慢速行驶或制动、正常转向时,LDW系统是不工作的。
工作流程
图2更详细地描述了处理器内部的工作流程。总体说,LDW系统要具备两大功能,即发现边缘和跟踪,前者用来确定行车道的标志线;后者让车辆沿着正常的车道行驶。在进行数字处理之前,首先要平滑滤波。由于图像传感器都不是理想的,气象条件、环境温度、车辆运动以及电磁干扰都会在图像采集过程中引入噪声,噪声使图像变得模糊,更确切地说,在原始图像中原本处于同一个灰度值的像素,在噪声图像中却处于不相同的灰度值。除了噪声,还有量化误差的影响,量化误差会使边缘的边界落在多个像素上,同样使边界变得不那么清晰。噪声和量化误差是无法控制的,因此要对输入视流进行滤波和平滑,不实行这一步,要想发现清晰的道路标志是十分困难的。对数字视频流进行平滑滤波还应考虑到,视频流是按规定速率变化的真实图像序列,图像滤波器的工作速度应足够快,保证能跟上输入图像的连续接收。因此,图像滤波器内核对最少可能处理器周期数优化执行是至关重要的。一个有效的滤波手段是采用基本的两维卷积运算。
