高速汽车车道偏离预警系统可行区域感知算法研究

论文摘要

基于视觉的高速汽车车道偏离预警系统通过摄像头获得前方道路的信息,实时辨别车道标线和道路标识,一旦判定汽车偏离车道,就会向驾驶员发出警报,帮助驾驶者保持注意力集中,以提高行车安全。本文详细分析了驾驶员方向和速度综合控制行为模型,分析了现有的基于视觉的车道偏离预警系统所存在的问题和不足,提出了基于驾驶员最优预瞄加速度模型的高速汽车车道偏离预警算法。针对与目前道路图像预处理算法去除噪声结果不理想、图像分割后道路信息损失大等方面的不足之处,提出了一套道路图像预处理的新算法。该算法在解决消除噪音、准确的阈值分割和保存车道线有效像素点等方面的都取得了很理想的效果。本文提出了根据车辆的位置建立探照灯式ROI的方法。该方法解决了车道偏离预警系统启动时因车辆前方不存在车道线信息而不能很好的初始化的问题,在搜索车辆前方可行区域的过程中,由于确立可行区域摆脱了对车道线的依赖,因此能够很好地解决了变换车道过程中继续跟踪车道线的问题。论文的创新之处在于道路图像不理想的情况下,建立了一套道路图像预处理的新算法;并建立了根据车辆位置而确定的左右ROI的汽车前方可行区域视觉感知模型,该模型较现有车道偏离预警算法更适于处理复杂路况。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 车道偏离预警系统的发展历程
• 1.3 车道偏离预警系统的研究内容
• 1.3.1 视觉感知系统的研究现状
• 1.3.2 车道偏离决策系统的研究现状
• 1.3.3 驾驶员模型的研究情况
• 1.4 车道偏离决策算法驾驶模拟器实验
• 1.4.1 驾驶模拟器工作原理
• 1.4.2 驾驶模拟器试验特点
• 1.4.3 基于驾驶模拟器的实验方案
• 1.4.4 实验结果及分析
• 1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 驾驶员最优预瞄加速度模型决策算法的研究
• 2.1 引言
• 2.2 驾驶员最优预瞄加速度决策模型的研究
• 2.2.1 稳态预测动态校正假说
• 2.2.2 驾驶员最优预瞄加速度决策模型
• 2.3 车道偏离预警算法基本原理
• 2.3.1 车道偏离预警算法的基本原理
• 2.3.2 汽车动力学特性的一阶线性模型描述
• 2.3.3 基于多边检测的驾驶安全性评价指标
• 2.4 车道偏离预警算法的基本结构
• 2.5 驾驶员最优预瞄加速度决策模型
• 2.5.1 汽车加速度变化范围确定
• 2.5.2 预瞄决策点集的确定
• 2.6 汽车横纵向轨迹综合预测算法
• 2.7 基于多边界检测的驾驶安全性评价指标
• 2.8 本章小结
• 第三章 道路图像预处理算法的改进
• 3.1 引言
• 3.2 道路图像预处理算法整体结构分析
• 3.3 道路图像预处理算法研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 高速汽车可行区域视觉感知算法
• 4.1 引言
• 4.2 视觉感知系统整体结构分析
• 4.3 可行区域视觉感知系统的算法研究
• 4.3.1 图像平面内可行区域建立的算法研究
• 4.3.2 车体坐标系下可行区域建立的算法研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验结果
• 5.1 引言
• 5.2 摄像头标定试验
• 5.3 可行区域实验
• 5.4 车道偏离决策模型的仿真
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 摘 要
• ABSTRACT