基于嵌入式的车辆偏离预警系统研究

3 车道偏离预警
3．1 预警算法的建立
通过车辆距道路标识线的横向距离和横向速度估算车辆到达道路标线的时间，当时间小于设定阈值时启动车道偏离预警。车辆的横向速度可以通过横向距离的变化得到，由于计算车辆距道路标线的横向距离的采样周期较短(O．1 s)，在该段时间内认为车辆做横向匀速运动。车辆的横向分速度也可以由车速传感器获得的速度信号和横向偏转角确定，为减少测量误差的影响采用二者的平均值作为横向速度的取值。
车辆在车道中的横向位置用前车轮距道路标线的距离表示，车辆向左偏转时，用左前车轮距左道路标线的距离|DE|表示；车辆向右偏转时，用右前车轮距右道路标线的距离|DE|’表示，如图1所示。车辆在车道中的行驶方向用车辆纵向平面相对于道路标识线的偏转角ψ表示，车辆偏向左方时，ψ为正值；车辆偏向右方时，ψ为负值。
车道偏离预警主要作用于驾驶员由于注意力分散或疏忽造成的无意偏离，当车辆的转向灯信号开启时，说明驾驶员有意图转向，此时屏蔽系统的偏离车道预警功能。当本车距道路标识线的横向距离与横向车速的比值小于规定的时间时，认为车辆即将偏离车道行驶，需要报警。系统的预警算法如下：车辆位置参数满足式(4)并且ψ>0时，为车道偏离预警时刻，方向偏向左。

车辆位置参数满足式(5)并且ψ0时，为车道偏离预警时刻，方向偏向右。

式中，v、vl2表示由速度传感器获得的瞬时速度及其横向分量，vl为瞬时横向速度，vl1为用横向距离计算的横向速度。|DE|i，|DE|'in分别代表第i帧的车辆横向位置，|DE|i-1，|DE|'i-1h分别代表第i-1帧的车辆横向位置，bw代表车辆轮距，△t表示采样时间间隔，Tc是车辆偏离车道预警的时间阈值，这里取0．9 s。
3．2 系统软件设计
车辆偏离预警系统的实时性要求处理器有较快的运行速度和超强的实时调度能力，研究中选用基于DSP和ARM9双核的TMS320DM6446ZWT片上系统(SoC)的评估板作为系统的硬件平台；选用Linux系统作为嵌入式操作系统。