汽车离道报警系统完整解决方案

1.项目概述
　　1.1 项目背景
　　随着汽车的普及和高速公路的兴建，汽车的主动安全性能受到人们越来越多的关注，安全辅助驾驶已成为国际智能交通系统研究的重要内容。然而，研究表明，在驾驶员--汽车--道路3个环节中，驾驶员是可靠性最差的一个环节，80％以上的交通事故来自于驾驶员的错误。据统计，其中约有44％的交通事故与车辆行驶偏离正常车道有关，其主要原因是驾驶员注意力不集中或者疲劳驾驶，造成车辆的无意识偏离。针对此情况，行车过程中的车道检测及报警的研究，受到了世界各国的高度重视。
　　1.2 系统功能及项目目标
　　系统的主要功能分为下面五个部分：
　　（1）通过摄像机获取车道信息，即视频帧图像
　　（2）对得到的视频帧图像进行预处理
　　（3）对预处理后的图像进行边缘提取，获得车道标识
　　（4）根据车道标识进行离道评估
　　（5）根据评估结果做出相应报警措施
　　系统的要求及目标：
　　（1）系统的所有功能和算法都使用FPGA实现
　　（2）系统能满足实时处理要求，达到系统的实用性
　　2.项目方案
　　2.1 功能模块
　　从功能上，车道偏离报警系统可分为4个功能模块，分别是：车道识别预处理（Preprocessing）、车道模型判断（Mode Selection）、车道识别（Lane Detection）和道路偏离判断（Warning），采用例图表示系统功能，如图一所示。
　　
　　图（一）车道偏离报警系统结构图
　　1. 车道识别预处理模块
　　车道识别预处理模块是整个系统的基础，车道边缘特征点提取模块主要包括一些预处理的平滑算法，基于灰度阈值分割的车道外边缘检测和车道图像的二值化处理。
　　2. 车道判断模块
　　车道判断模块，根据道路的先验知识，通过直线或者曲线模型来确定车道线，将车道检测转化为确定数学模型的参数。车道模型分为直线模型，曲线模型和组合模型三种。
　　3. 车道检测模块
　　车道检测指在没有道路先验信息条件下，确定车道标志线的位置，用直线或者曲线拟合车道特征点，得到车道线的数学模型，用于车道偏离预警的判断。
　　4. 道路偏离模块
　　道路偏离模块根据车道检测模块得到的数据，利用车道偏离警告标准进行车道偏离判断，根据判断的结果和给定的阈值比较，做出相应警告。
　　从用例图中可以看出这四个模块的相互关系，在图像预处理模块和车道模型选择模块的基础上，启动车道检测模块。预警模块则依赖于车道检测模块，根据车道检测的参数，判断是否预警。