自动驾驶中的车道偏移预警系统概述

根据交通部的数据统计，约有50%的交通事故是由于车辆在行驶过程中偏移正常行驶的车道引起的，根据（美国）联邦公路局的统计，美国2002年所有的致命交通事故中44%是跟车道偏离有关的，同时车道偏离也被看成车辆侧翻事故的主要原因，究其主要原因，主要是因为驾驶员在驾驶车辆过程中出现注意力不集中、驾驶疲劳、心神烦乱等，严重影响驾驶员在驾驶车辆时的安全性。

随着汽车智能化方向的发展，越来越多高级辅助驾驶功能得以在汽车上得到应用，其中影响驾驶员驾驶习惯、提升驾驶员驾驶安全性的高级辅助驾驶系统也越来越多成为人们购车时考量的因素之一，车道偏移预警系统就是其中一个应用较为普及的高级辅助驾驶系统。

车道偏移预警系统就是通过环境感知传感器探测车辆在行驶过程中与两侧车道线的距离，当环境感知传感器侦测到车辆偏离预定车道时，就会通过发出声音警示信号、振动方向盘，甚至是主动参与行车行为，通过微调方向盘来提醒驾驶员，如果驾驶员在开车过程中精神不济疏忽导致车辆偏移预定车道时，就可以获得很好的提示，从而及时调整车辆，保障驾驶员驾驶过程的安全性。

全球首个车道偏移预警系统是在日产汽车的Infiniti FX系列和Infiniti M系列，该系列的系统是由Valeo和Iteris两车商联合开发，系统的影像感测器是装置在车内照后镜的位置。车道偏移预警系统主要是由HUD抬头显示、车载摄像头、控制器及传感器组成，在车辆行驶在预定车道时，安装在车身侧面或后视镜位置的车载摄像头会时刻采集行驶车道的标识线，并不断探测车辆相对两侧车道线的距离，通过图像处理获得车辆在当前车道中的位置参数，当发现车辆偏移预定车道线时，传感器就会及时收集车辆数据和驾驶员的生物状态，并通过声音警示信号、振动方向盘等方式提醒驾驶员。

由于车道偏移预警系统决定了安全员驾驶汽车过程的安全性，所以在车道偏移预警系统工作时，整个过程是十分短的，大概0.5 s之内就可以完成所有步骤，给驾驶员提供更多的反应时间。对于驾驶员在需要控制车辆变道时，当打开转向灯后，车道偏移预警系统就不会工作，确保驾驶员可以正常变道。

车道偏移预警系统主要分为纵向和横向2个主要的功能，其中纵向车道偏移预警系统主要用于预防由于车速过快或车辆方向失控导致的车道偏移碰撞，横向车道偏移预警系统主要用于在驾驶员驾驶车辆过程中，不注意驾驶环境，精神涣散等导致的车道偏移碰撞，车道偏移预警的商用化程度已经比较高，很多车辆上已经加装了该系统。

车道偏移预警系统主要还是基于视觉系统开发出来的，因此车载摄像头的安装位置将决定车道偏移预警系统的安全性，除了前文提及的，安装在车侧（车身侧面或后视镜位置）的车载摄像头，斜指车道线的方案外，还有通过安装在车辆前部的车载摄像头，斜指向前方车道的解决方案，但无论是侧视系统还是前视系统，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三个基本模块组成。系统首先通过状态感知模块感知道路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员报警。

由于车道偏移预警系统主要是依托于视觉系统，因此车载摄像头的很多弊端在车道偏移预警系统上也得到了很好的体现，像是雨雪天气下或者能见度不高的大雾天气时，或者在车道上有积水导致反光时，车载摄像头采集车道线的精准度就会降低，导致车道偏移预警系统准确度下降，目前，研究各种鲁棒性强、能适应各种天气条件、克服光照变化以及阴影条件的影响的车道偏离评价算法是所有基于视觉的车道偏离预警系统的发展趋势。但车道偏移预警系统的出现，是可以有效减少由于车道偏移导致的事故，保障驾驶员行车安全的。

对于自动驾驶的发展，车道偏移预警系统将担任很重要的角色，自动驾驶达到L5级后，驾驶员的角色将消失，自动驾驶车辆在道路行驶时，除了需要监测车辆与前车位置、车辆行驶路径的正确与否外，还是需要不断探测车辆相对于两侧车道线的位置的，这时车道偏移预警系统将起到决定性的作用。不同于HUD抬头显示会随着自动驾驶的出现、驾驶员角色的消失，将会通过另一种形态来满足人们乘车出行时的娱乐需求，车道偏移预警系统将会在现有的技术方向上不断提升，将可以直接应用到自动驾驶汽车上。对于车道偏移预警系统，大家怎么看？欢迎大家留言，智驾最前沿将继续深耕自动驾驶领域技术，也会与大家经常聊聊关于自动驾驶发展的技术与趋势，欢迎大家关注支持！