基于嵌入式的車輛偏離預警系統研究

3 車道偏離預警
3．1 預警算法的建立
通過車輛距道路標識線的橫向距離和橫向速度估算車輛到達道路標線的時間，當時間小于設定閾值時啟動車道偏離預警。車輛的橫向速度可以通過橫向距離的變化得到，由于計算車輛距道路標線的橫向距離的采樣周期較短(O．1 s)，在該段時間內認為車輛做橫向勻速運動。車輛的橫向分速度也可以由車速傳感器獲得的速度信號和橫向偏轉角確定，為減少測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線的距離表示，車輛向左偏轉時，用左前車輪距左道路標線的距離|DE|表示；車輛向右偏轉時，用右前車輪距右道路標線的距離|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于道路標識線的偏轉角ψ表示，車輛偏向左方時，ψ為正值；車輛偏向右方時，ψ為負值。
車道偏離預警主要作用于駕駛員由于注意力分散或疏忽造成的無意偏離，當車輛的轉向燈信號開啟時，說明駕駛員有意圖轉向，此時屏蔽系統的偏離車道預警功能。當本車距道路標識線的橫向距離與橫向車速的比值小于規定的時間時，認為車輛即將偏離車道行駛，需要報警。系統的預警算法如下：車輛位置參數滿足式(4)并且ψ>0時，為車道偏離預警時刻，方向偏向左。

車輛位置參數滿足式(5)并且ψ0時，為車道偏離預警時刻，方向偏向右。

式中，v、vl2表示由速度傳感器獲得的瞬時速度及其橫向分量，vl為瞬時橫向速度，vl1為用橫向距離計算的橫向速度。|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表示采樣時間間隔，Tc是車輛偏離車道預警的時間閾值，這里取0．9 s。
3．2 系統軟件設計
車輛偏離預警系統的實時性要求處理器有較快的運行速度和超強的實時調度能力，研究中選用基于DSP和ARM9雙核的TMS320DM6446ZWT片上系統(SoC)的評估板作為系統的硬件平臺；選用Linux系統作為嵌入式操作系統。