車道保持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理原理分析

司機(jī)注意力分散、疲勞駕駛、對(duì)突發(fā)事件不敏感是交通事故的重要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約14%的高速公路交通事故是由汽車偏離車道造成的。如果司機(jī)在3秒內(nèi)不注意，80%會(huì)造成車道偏離和追尾。因此，車道保持系統(tǒng)(又稱“車道偏離預(yù)警系統(tǒng)”)應(yīng)運(yùn)而生，它可以有效減少駕駛員因說話、疲勞、聽音樂而分心時(shí)車道偏離事故的發(fā)生。

車道保持系統(tǒng)也被稱為“車道偏離警告系統(tǒng)”。下面是一汽大眾CC、奧迪A4B8、A5、Q7、A8配備的車道輔助車道保持系統(tǒng)的例子。

1.車道保持系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)

奧迪汽車車道保持系統(tǒng)的數(shù)碼攝像頭安裝在后視鏡前方，記錄車道標(biāo)線，檢測(cè)汽車在車道內(nèi)的位置，每秒提供25幅圖像。如果汽車偏離了正常行駛的車道，接近了任何一條邊界線，方向盤就會(huì)被電機(jī)震動(dòng)，警告駕駛員。當(dāng)駕駛員來不及反應(yīng)時(shí)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)修正行駛方向，幫助汽車駛回正確的道路。

車道保持系統(tǒng)開關(guān)E517集成在轉(zhuǎn)向桿上，開關(guān)的狀態(tài)由控制單元J527讀取。

根據(jù)攝像機(jī)安裝位置，系統(tǒng)分為以下兩種類型：

一是前視系統(tǒng)——攝像頭安裝在車頭，指向前方車道；第二個(gè)是側(cè)視系統(tǒng)——攝像頭安裝在車的側(cè)面，斜對(duì)著車道。

前視和側(cè)視車道保持系統(tǒng)都由三個(gè)基本模塊組成：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。系統(tǒng)首先通過狀態(tài)感知模塊感知道路的幾何特征和車輛的動(dòng)態(tài)參數(shù)，然后通過車道偏離評(píng)估算法評(píng)估車道偏離的可能性，必要時(shí)通過信號(hào)顯示界面提醒駕駛員。

2.車道保持系統(tǒng)的工作原理車道保持系統(tǒng)基于圖像識(shí)別和圖像處理技術(shù)，車道偏離評(píng)價(jià)算法系統(tǒng)主要由圖像傳感器和負(fù)責(zé)圖像處理的控制器組成。圖像傳感器安裝在擋風(fēng)玻璃上方，采集汽車前方20~60m范圍內(nèi)場(chǎng)景的圖像信息，并發(fā)送給控制器。控制器根據(jù)獲得的場(chǎng)景信息，分析提取特征建立三維或二維模型，從而獲得車輛兩側(cè)的車道線，并將車道線與車輛行駛方向進(jìn)行對(duì)比。如果有路口，控制器認(rèn)為車輛已經(jīng)偏離或者正在偏離正確車道，會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)。在行駛過程中，該系統(tǒng)還依靠后視鏡下的超聲波傳感器掃描地面上的車道線，及時(shí)對(duì)車內(nèi)進(jìn)行干預(yù)。校正時(shí)間限制為100秒，轉(zhuǎn)向扭矩限制為最大3Nm。