基于嵌入式的車輛偏離預(yù)警系統(tǒng)研究

3 車道偏離預(yù)警
3．1 預(yù)警算法的建立
通過(guò)車輛距道路標(biāo)識(shí)線的橫向距離和橫向速度估算車輛到達(dá)道路標(biāo)線的時(shí)間，當(dāng)時(shí)間小于設(shè)定閾值時(shí)啟動(dòng)車道偏離預(yù)警。車輛的橫向速度可以通過(guò)橫向距離的變化得到，由于計(jì)算車輛距道路標(biāo)線的橫向距離的采樣周期較短(O．1 s)，在該段時(shí)間內(nèi)認(rèn)為車輛做橫向勻速運(yùn)動(dòng)。車輛的橫向分速度也可以由車速傳感器獲得的速度信號(hào)和橫向偏轉(zhuǎn)角確定，為減少測(cè)量誤差的影響采用二者的平均值作為橫向速度的取值。
車輛在車道中的橫向位置用前車輪距道路標(biāo)線的距離表示，車輛向左偏轉(zhuǎn)時(shí)，用左前車輪距左道路標(biāo)線的距離|DE|表示；車輛向右偏轉(zhuǎn)時(shí)，用右前車輪距右道路標(biāo)線的距離|DE|’表示，如圖1所示。車輛在車道中的行駛方向用車輛縱向平面相對(duì)于道路標(biāo)識(shí)線的偏轉(zhuǎn)角ψ表示，車輛偏向左方時(shí)，ψ為正值；車輛偏向右方時(shí)，ψ為負(fù)值。
車道偏離預(yù)警主要作用于駕駛員由于注意力分散或疏忽造成的無(wú)意偏離，當(dāng)車輛的轉(zhuǎn)向燈信號(hào)開(kāi)啟時(shí)，說(shuō)明駕駛員有意圖轉(zhuǎn)向，此時(shí)屏蔽系統(tǒng)的偏離車道預(yù)警功能。當(dāng)本車距道路標(biāo)識(shí)線的橫向距離與橫向車速的比值小于規(guī)定的時(shí)間時(shí)，認(rèn)為車輛即將偏離車道行駛，需要報(bào)警。系統(tǒng)的預(yù)警算法如下：車輛位置參數(shù)滿足式(4)并且ψ>0時(shí)，為車道偏離預(yù)警時(shí)刻，方向偏向左。

車輛位置參數(shù)滿足式(5)并且ψ0時(shí)，為車道偏離預(yù)警時(shí)刻，方向偏向右。

式中，v、vl2表示由速度傳感器獲得的瞬時(shí)速度及其橫向分量，vl為瞬時(shí)橫向速度，vl1為用橫向距離計(jì)算的橫向速度。|DE|i，|DE|'in分別代表第i幀的車輛橫向位置，|DE|i-1，|DE|'i-1h分別代表第i-1幀的車輛橫向位置，bw代表車輛輪距，△t表示采樣時(shí)間間隔，Tc是車輛偏離車道預(yù)警的時(shí)間閾值，這里取0．9 s。
3．2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
車輛偏離預(yù)警系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求處理器有較快的運(yùn)行速度和超強(qiáng)的實(shí)時(shí)調(diào)度能力，研究中選用基于DSP和ARM9雙核的TMS320DM6446ZWT片上系統(tǒng)(SoC)的評(píng)估板作為系統(tǒng)的硬件平臺(tái)；選用Linux系統(tǒng)作為嵌入式操作系統(tǒng)。