基于嵌入式的車(chē)輛偏離預警系統研究

3 車(chē)道偏離預警
3．1 預警算法的建立
通過(guò)車(chē)輛距道路標識線(xiàn)的橫向距離和橫向速度估算車(chē)輛到達道路標線(xiàn)的時(shí)間，當時(shí)間小于設定閾值時(shí)啟動(dòng)車(chē)道偏離預警。車(chē)輛的橫向速度可以通過(guò)橫向距離的變化得到，由于計算車(chē)輛距道路標線(xiàn)的橫向距離的采樣周期較短(O．1 s)，在該段時(shí)間內認為車(chē)輛做橫向勻速運動(dòng)。車(chē)輛的橫向分速度也可以由車(chē)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(chē)輛在車(chē)道中的橫向位置用前車(chē)輪距道路標線(xiàn)的距離表示，車(chē)輛向左偏轉時(shí)，用左前車(chē)輪距左道路標線(xiàn)的距離|DE|表示；車(chē)輛向右偏轉時(shí)，用右前車(chē)輪距右道路標線(xiàn)的距離|DE|’表示，如圖1所示。車(chē)輛在車(chē)道中的行駛方向用車(chē)輛縱向平面相對于道路標識線(xiàn)的偏轉角ψ表示，車(chē)輛偏向左方時(shí)，ψ為正值；車(chē)輛偏向右方時(shí)，ψ為負值。
車(chē)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(wú)意偏離，當車(chē)輛的轉向燈信號開(kāi)啟時(shí)，說(shuō)明駕駛員有意圖轉向，此時(shí)屏蔽系統的偏離車(chē)道預警功能。當本車(chē)距道路標識線(xiàn)的橫向距離與橫向車(chē)速的比值小于規定的時(shí)間時(shí)，認為車(chē)輛即將偏離車(chē)道行駛，需要報警。系統的預警算法如下：車(chē)輛位置參數滿(mǎn)足式(4)并且ψ>0時(shí)，為車(chē)道偏離預警時(shí)刻，方向偏向左。

車(chē)輛位置參數滿(mǎn)足式(5)并且ψ0時(shí)，為車(chē)道偏離預警時(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為用橫向距離計算的橫向速度。|DE|i，|DE|'in分別代表第i幀的車(chē)輛橫向位置，|DE|i-1，|DE|'i-1h分別代表第i-1幀的車(chē)輛橫向位置，bw代表車(chē)輛輪距，△t表示采樣時(shí)間間隔，Tc是車(chē)輛偏離車(chē)道預警的時(shí)間閾值，這里取0．9 s。
3．2 系統軟件設計
車(chē)輛偏離預警系統的實(shí)時(shí)性要求處理器有較快的運行速度和超強的實(shí)時(shí)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。