车道偏离预警系统的研究与实现

作     者：殷晓雪 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王明江

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：车道偏离预警系统 车道线检测 霍夫变换 感兴趣区域 

摘      要：在道路交通迅猛发展的今天,汽车的使用频率渐渐提高,成为人们生活中一个不可代替的工具,而由此所带来的安全隐患,也逐渐成为人们重视的话题。近年来,交通事故的频繁发生,使得人们更加重视道路交通安全方面产品的开发,因此车辆安全辅助驾驶技术的引入渐渐得到人们的关注。由于在驾驶过程中,驾驶者容易产生疲劳或疏忽大意的现象导致车辆偏离正在行驶的车道而造成交通事故,车道偏离预警系统(Lane Departure Warning System)便被提出。车道偏离预警系统属于车辆导航系统的范畴,它通过安装在汽车挡风玻璃正前方的行车记录仪采集道路上的路况图片信息,利用相关的图像处理技术对目标图像进行处理,最终实现对车道线的检测与识别。对车辆是否在正常的车道线内行驶进行判断,并反馈给驾驶者。本文对整个车道偏离预警系统的功能及发展进行了介绍,对于该领域的不同算法进行了分析与比较,并给出了车道偏离预警系统的算法设计流程。对于各个环节的现有算法都进行了仿真并对比分析,选取出较为优化的算法来实现该系统。该系统主要分为三个部分:车道标识线的检测、车道标识线的识别以及车道标识线偏离的判断方法。其中车道线的检测部分也相当于一个图像预处理、特征提取的部分。在该部分运用了图像灰度化、均值滤波、最大类间方差法实现二值化、直方图均衡化、垂直边缘检测等图像处理的方法,得到了初步的具有车道线特征的目标图像。在车道线识别的部分,本文采用对感兴趣区域分段划分的方法,并在传统的霍夫变换及B样条曲线上进行改进,分别实现了直线车道线以及曲线车道线的识别。车道标识线判断是否偏离的部分采用了基于车道线角度的方法对汽车是否偏离原有的车道线做出判断,最终实现了车道偏离预警系统的基本功能。