原理解析丨车道保持系统的结构与工作原理

14天前 汽车大师 讲堂

驾驶人走神、疲劳驾驶、对突发事件反应不灵敏等,是造成交通事故的重要原因。据统计,约有14%的高速公路交通事故是因为汽车偏离车道引起的。如果驾驶人在3s内注意力不集中,有80%会造成车道偏离和追尾事故。为此,车道保持系统(又称为“车道偏移警告系统)应运而生,该系统在驾驶人交谈、疲劳、听音乐等注意力分散的情况下,能有效减少车道偏离事故的发生。

车道保持系统又称为“车道偏移警示系统”。下面以一汽大众CC、奥迪A4B8、A5、Q7及A8汽车装备的Lane Assist车道保持系统为例加以说明。

1.车道保持系统的主要结构

奥迪汽车车道保持系统的数字摄像机安装在车内后视镜的前面,记录车道标记,并且检测汽车在车道上的位置,每秒提供25幅图像。如果汽车偏离正常行驶车道,逼近任何一条边界线,就通过电动机振动转向盘,以警告驾驶人,在驾驶人来不及做出反应时,电动转向助力系统自动修正行驶方向,帮助汽车驶回正道。

在转向拨杆上集成了车道保持系统开关E517,该开关的状态由控制单元J527读入。

根据摄像头安装位置不同,系统分为以下两种类型:

一是前视系统一—摄像头安装在汽车的前部,指向前方的车道;二是侧视系统一—摄像头安装在汽车的侧面,斜指向车道。

无论是前视还是侧视车道保持系统,都由道路和车辆状态感知、车道偏离评价算法和信号显示界面等3个基本模块组成。系统首先通过状态感知模块感知道路的几何特征和车辆的动态参数,然后由车道偏离评价算法对车道偏离的可能性进行评价,必要的时候通过信号显示界面向驾驶人报警。


2.车道保持系统的工作原理
车道保持系统基于图像识别以及图像处理技术,车道偏离评价算法系统主要由图像传感器以及负责图像处理的控制器组成。图像传感器安装在前风窗玻璃的上方,它采集汽车前方20~60m范围内场景的图像信息,并且发送给控制器。控制器根据得到的场景信息进行分析,抽取其中的特征建立三维或二维模型,从而得出车辆两侧的车道线,并将车道线与汽车的行驶方向进行比较,如果存在交叉,控制器认为汽车已经或者正在偏离正确的车道,将做出相应的反应。
在行驶过程中,系统还依靠车外后视镜下的超声波传感器对地面的车道线进行扫描,并适时对汽车进行干预,修正的时间限制为100s,转向力矩限制为最大3Nm。

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