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1、引言胎受的压力越大,吸入气体越多,当压力减小时,它又施放出一部分气体,始终保持一定压力。在国内,文献 1 进行了轮胎智能检测系统微控制器处理单元以及无线异步通信程序的研究与设计;车辆状况信息监测系统文不赘述。态信息,并提供给驾驶员。目前在汽车安全驾驶支持系统中关于车辆状况信息的监测研究有:汽统就是利用各种传感器如激光、超声波、波、微视觉、GPS等探测交通环境如道路信息、交通标志、周边车辆与障碍物、人、路面等信息,并实时提行供给驾驶员的驾驶安全判断系统。交通环境涉及的因素较多,因此交通环境感知技术是汽车安全非驾交驾温烟烟行日富50 交通与计算机2008年第3期第26卷总142期王贵槐万剑(武汉交
2、通职业学院武汉430062)(武汉理工大学武汉430063)车载汽车安全驾驶支持系统受到广泛的关注。在智能运输系统的交通安全研究中,与汽车安全辅助驾驶系统相关的信息感知技术研究主要有:车辆状况检测、交通环境的检测、常规条件下驾驶员视觉增强和对驾驶员的检测等。文中将对上述汽车安全辅助驾驶支持技术国内、外最新研究现状进行综述,并展望该领域研究动向。关键词智能运输系统;交通安全;安全辅助驾驶系统中图分类号:U 491文献标志码:A 传感器,能迅速识别出早期火灾的烟味,并立即传输给多功能判断器迅速分析和判断,及时确定早目前,随着我国汽车保有量的激增,汽车驾驶期火灾的火源,并对现场空气中的有害气体进行安
3、全问题日渐重要。道路交通安全研究已经成为检测,便于提前采取安全保护措施。随着传感器和微处理器技术的发展,具有无线信号发射功能车载汽车安全驾驶支持系统更是受到广泛关注。的低功耗温度传感器和压力传感器以及具有无线车载驾驶安全支持系统分为感知层、判断层和操信号接收的微处理器如MC68 HC908RF2,在汽作层。感知层主要是获取车辆运行环境信息、车车轮胎预警系统中得到应用,在欧洲如英国、芬兰辆状态信息、架驶员生理信息和驾驶行为信息,并等国就开展了此项研究。为了减少轮胎气压过低向驾驶员提供信息;判断层主要是根据感知层信对安全行驶的影响,英国哈蒙雷塑料研究所研制息判断车辆运行安全性和驾驶员是否疲劳,并向
4、出一种自动吸气的轮胎。其内部填充一种能自动驾驶员报警;操作层主要是引导或介入控制驾驶,吸气的泡沫塑料,吸气特性取决于所受压力。轮以规避危险。本文就车载汽车安全辅助驾驶支持系统的感知层(车辆状况信息监测系统、通环境感知系统、驾驶员信息监测系统)的研究现状进行综述,并展望该领域的发展趋势。文献 2 开发了国内首台无线通信的汽车轮胎预警系统。行车记录仪目前技术已经非常成熟,本车辆自身的安全隐患是导致交通事故的一个重要因素。车辆状况监测系统是利用各种传感器如压力、度、度等传感器检测车辆运行中的状交通环境感知系统实时了解交通环境对于车辆驾驶安全是非常重要的。汽车安全辅助驾驶中的交通环境感知系车轮胎监测、
5、火监测、车记录等。日本的几家大汽车公司如丰田、产、士重工等研发了轮胎压力和火灾探测装置。德国奔驰汽车公司和西门子电器公司共同研制了新型智能性早期火灾识别设备。此设备中的微型计算机控制着多个敏感的辅助驾驶支持系统研究中比较活跃的领域,下面将分类对此进行介绍。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -信方报激车较汽车安全辅助驾驶支持系统信息感知技术综述 王贵槐万剑51 2.1车道检测在汽车安全辅助驾驶系统中,车道的检测主要包括,道路标线的检测和道路转弯半径的检测。1)道路标线的检测。道路标线可渠化交通、保障交通安全。因此判断车辆是否正确地按照道路标线的引导行驶,对于驾
6、驶安全具有重要意义。在道路标线检测中典型的驾驶安全辅助系统为车道偏离报警系统,由摄像机、速度传感器、息处理系统、向盘调节器、警系统等组成。车辆一旦有偏离车道的倾向,便会通过指示灯及蜂鸣器向驾驶员报警。当根据驾驶员的转向灯操作断定为有意识地进行车道变更时,便会暂时停止报警。可切断系统开关,但车辆再次起动时系统便会自动开始工作。目前,国外一些汽车公司纷纷开展本领域的研发,已经有实用化产品。车道偏离报警系统多采用单目摄像机探测道路标线图像,为增加系统检测道路标线的可靠性,日本汽车研究所 ITS中心探索利用双目CCD摄像机和实时差分 GPS系统检测运行车辆偏离道路标线情况。在国内,车道偏离报警系统尚处
7、于研究阶段。为提高不同光线下道路标线的识别精度,文献 3 运用神经网络方法识别道路标线;为提高道路标线引导式系统。本田公司的转弯减速调节系统用地图数据警告驾驶员有弯道时,选择合适速度。如需减速,则发出警告信号,弯道图形显示在风窗玻璃显示器上。三菱公司的转弯减速调节系统利用车载信号接收器接收从路边发射的逼近拐弯和弯道信号,并警告驾驶员减速。如果驾驶员忽视警告,系统将自动地降低车速。在国内,文献 5 利用图像识别技术研究高速公路弯道识别,提出了一种有效的基于区域生长和曲线拟合的弯道识别算法;在自动公路系统研究中,文献 6 等利用磁道钉编码传输弯道信息。2.2交通标志的探测道路交通标志是重要的道路交
8、通安全附属设施,可向驾驶员提供各种引导和约束信息。驾驶员实时地正确地获取交通标志信息,可保障行车更加安全。在汽车安全辅助驾驶系统中,交通标志的探测是通过图像识别系统实现的。戴姆勒?克莱斯勒公司目前正开展新一代图像识别系统研究,该系统在道路标志方法上首先对形状进行判断,然后再读取上述形状中的文字和图形信息,以做出最终判断。在难以对标志进行判断时,驾驶员也可利用事先记录的道路标识相关电子地图数识别的实时性,文献 4 研究了基于HSV颜色模型的道路标线检测算法和DSP的实时实现。er assistance systems)项目研究中,也利用图像识2)弯道的检测。当车辆行驶遇到弯道时,由别技术进行了交
9、通标志的研究,此外日本丰田公于驾驶员对道路情况不熟悉或注意力不集中,或司也积极进行交通标志自动识别系统的研发。在车速太高,经常发生车撞路标(或栏杆)和翻车事国外,许多研究人员在交通标志图像识别算法研故。转弯减速调节系统可检测转弯车辆经由路面究中进行了多方面的探索。交通标志图像识别包的转弯半径及曲率,将信息通知给驾驶员或相应括交通标志定位(即确定感兴趣区域)、分类器设地自动调节车辆减速度。转弯减速调节系统主要计等几个过程。交通标志与背景的颜色以及交通有两种:主动式和诱导式。主动式系统是通过车标志的形状在交通工程标准中有明确的规定,因载传感器如摄像机、光、速等传感器主动探测此可根据交通标志颜色和形
10、状进行定位研究。文前方道路弯道信息,而引导式系统则是通过车载献 7 设计了标志图像像素颜色分量分类器确定信息接收系统如GPS接收机接收车辆当前位置感兴趣区域;文献 8 利用边缘检测算法找到目标信息,通过查询道路电子地图获取前方道路弯道的边缘,根据标志的形状特征确定其位置;文献信息或通过无线信号接收器直接接收外部道路诱 9 利用模板匹配算法确定交通标志位置;由于交导系统发布的信号。日本的几家汽车公司在此领通标志种类多,拍摄交通标志图像环境影响因素域进行深入研究,并取得了实用化成果。马自达多,在交通标志模式分类器设计研究中多为非线公司的方案是采用主动式系统。当车辆接近转弯性分类器,如文献 10 等
11、利用径向基神经网络结时,系统计算出一个足够安全的车速,以便处理转构设计标志模式分类器。在国内,文献 11 根据弯,并根据来自路标信息,估计到弯道开始点的距交通标志的颜色和形状,利用支持向量机的非线离。如果车速传感器检测证明车速超过估计的安性分类能力将其图像区域从实景图像中检测和提全速度,系统则发出警报信号,如驾驶员未减速,取出来,然后利用具有多样性、强容噪能力的模系统将自动操作制动。本田公司与三菱公司使用糊免疫网络来识别;文献 12 提出了一种改进的?1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights
12、reserved.http:/名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -超压雷雪路坑激视雾光雾雾无血心眼眼头注动甚可打52 彩色图像分割方法,并将该方法与不变矩理论相结合用于检测彩色图像中的交通禁令标志。2.3行人检测车辆驾驶员及时了解道路前方的行人信息,应采取相应措施对保障行人安全具有重要意义。在汽车安全辅助驾驶支持系统中,道路行人检测采用以下2种方式:车载行人检测系统与道路行人检测系统。车载行人检测系统多通过红外摄像机实现,欧洲的ADA S 项目采用该方式。道路行人检测系统是通过安放在人行通道路口的传感器,如红外摄像机、声传感器、力传感器、达检测道路中的行人与
13、车辆,并将道路中行人信息发送到将通过该路段的车辆上,日本的A SV 项目采用该方式。目前,行人自动检测系统尚处于研发中,运用图像处理技术自动检测行人(包括行人图像定位、跟踪)研究受到许多研究人员的关注。如文献 13 利用低分辨率的红外摄像机采集行人场景,运用模板匹配的方法对道路中行人进行定位。文献 14 为提高行人检测的可靠性,研究了基于雷达与单色摄像机行人检测信息融合方法。在A R GO 智能车中,文献 15 研究了在黑白道路场景图像中基于对称度、比例和形状的行人定位方法。为解决行人图像跟踪,文献 16 构建了行人线性监督学习模型,并结合半Mo nte Carlo预测方法实现行人跟踪。2.4
14、路面状况检测路面状况检测系统(road surface co nditio n informatio n system RSCIS)运用各种传感器检测路面信息如冰、面摩擦系数、漕等,并向驾驶员提供报警信息。RSCIS有 2种:车载式与固定式。车载式是利用车载传感器如红外、光、觉等传感器实时检测路面数据,并显示给驾驶员。美国的ID I 公司开发的基于红外传感器的RSCIS 就采用该方式,该系统已经装备在奥迪轿车中。固定式是利用路侧设立气象检测传感器、视觉传感器等实时检测路面数据和气象数据,并通过道路信息发布系统如可变情报板、无线信息发布系交通与计算机2008年第3期第26卷总142期信息。2.5
15、驾驶员视觉增强驾驶员的视觉增强是利用各种传感器和先进技术增强驾驶员在雨、天、线不足条件下的视觉效果。为增强在雨、天驾驶员视觉效果,日本研制出一种视觉增强系统。可迅速去除档风玻璃上的雨水、气。典型的结构有3种:采用除水防护薄膜,使水膜不易形成;采用一种斥水玻璃,使水珠快速结成大水滴流走;利用超声波技术使吸附在档风玻璃上的水膜雾化消散。烟雾会导致公路的能见度下降,引发交通事故。美国的Galaxy科技公司开发了由红外传感器、显示系统、线通信系统、GPS等组成的驾驶员视觉增强装置,用于烟雾条件下抢险车辆。为探测雾天的能见度,文献 20 研究了基于车载摄像机的能见度检测方法。在国内,文献 21 针对雾天
16、下拍摄图像的退化现象,提出了一种景物影像清晰化的方法。光线不足会导致驾驶员对车辆运行环境判断不准,为增强此条件下驾驶员视野,许多车辆都采用了夜视系统。夜视系统主要由低照度红外摄像机与显示系统组成,目前夜视系统已经完全市场化。驾驶员信息检测系统目前在汽车安全辅助驾驶支持系统研究中,驾驶员信息检测主要涉及驾驶疲劳和驾驶行为监控两个领域。3.1驾驶疲劳检测驾驶疲劳反映在生理与心理2个方面,主要的生理反映是:神经系统的功能、液和眼睛的变化等,研究人员往往用脑电、率、睑眨动、球运动、部的位移加以鉴别。主要的心理反映是:反应时延长、意分散、作不协调。从现有研究上看,疲劳的与清醒的驾驶相比,较有特异性的指标
17、是:方向盘的微调,头部前倾,眼睑的眨动、至闭合。由于疲劳驾驶是重大交通事故主要原因,国内外研究机构纷纷开展该领域的研究。在欧洲统等,通知给驾驶员。在日本的Smart Way 项目中,路面状况检测系统采用固定式。在RSCIS研统。该系统利用视觉传感器和方向盘操纵力传感究中,文献 17 运用车载的视觉、温度、振动等传器实时获取驾驶员信息,并利用人工智能算法判感器计算路面的摩擦系数;文献 18 运用 TV 摄断驾驶员的状态(清醒、能打瞌睡、瞌睡)。当像机采集冬天道路路面图像,并通过图象处理技驾驶员处于疲劳状态时,通过声音、光线、振动等术获取路面冰雪信息;文献 19 运用光纤温度传刺激驾驶员,使其恢复
18、清醒状态。文献 22 通过感器探测路面温度,并预测冬天路面的路面冰雪自行开发的专用照相机、脑电图仪和其他仪器来?1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -瞳制恶功具人车机急状况)等。为减少驾驶行为导致道路交通事故,美行为管理问题,指出实施车载驾驶行为监控系统,在国内,该领域研究尚处于探索阶段,文献 27 通车安全辅助驾驶支持系统的开发已经得到广泛关刹J 汽车安全辅助驾驶支持系统信息感知技术综述
19、 王贵槐万剑53 精确测量头部运动、孔直径变化和眨眼频率,用以研究驾驶疲劳问题。研究结果表明,一般情况下人们眼睛闭合的时间在0.12 0.13 s之间,驾驶时若眼睛闭合时间达到0.15 s就很容易发生交通事故。在国内,也有多家研究单位开展驾驶疲劳的研究,文献 23 利用机器视觉的方法对驾驶员的眼睛特征进行实时跟踪从而判断驾驶员的精神状态;文献 24 从心理和生理的角度入手分析了驾驶疲劳的特征;文献 25 用脑电仪记录驾驶员的脑电情况,得到了驾驶员在正常状态和疲劳状态下驾驶时的脑电数据和波形,用驾驶员驾驶时的脑电特征量来评价其疲劳程度。3.2驾驶行为检测驾驶行为即驾车过程中驾驶员操纵车辆的动作如
20、控制油门、换档、动、踩离合、转向等动作,是影响车辆行驶安全性因素。驾驶行为可以反映驾驶操作的合理性并在一定程度上反映驾驶员的精神状态。某些研究机构利用车辆速度的变化描述驾驶行为,并探讨了基于驾驶行为的交通事故预测问题。法国从2000年开始已联手研制基于驾驶行为的驾驶员注意力下降监测系统,通过声音或光信号提醒驾驶员。该系统采用的传感器有:视频传感器(不间断的测量并分析汽车与旁侧车道白线间的距离)、方向盘传感器(监控方向盘息感知技术有待于深入研究。通过对国内外汽车安全辅助驾驶支持系统信息感知技术现状综述,展望未来发展方向。1)车辆状况监测系统。车辆运行状况环境复杂、劣,因此抗干扰强、耗低、有无线传
21、输的车辆状态监控传感器有待进一步开发。2)交通环境检测系统。尽管有些基于车道检测和车辆周边信息检测的汽车安全辅助驾驶支持系统技术已经实用化,但如何采用多传感器信息融合、工智能等提高车道、辆周边信息感知的准确性与鲁棒性仍需探索;交通标志与行人检测汽车安全辅助驾驶支持系统目前尚处于研发中,交通标志与行人动态图像识别算法需完善;车辆安全驾驶辅助支持系统与道路、交通系统息息相关,3者之间的协同机制有待探讨。3)驶员信息检测系统。驾驶疲劳有多种表现形态,有必要利用信息融合技术提高驾驶疲劳的准确性;驾驶行为是影响车辆行驶安全最直接因素,有必要对不同交通环境下的安全驾驶行为进行界定。参考文献 1 朱肃生.汽
22、车轮胎、器、减速故障预警系统的设计原理 C/第8界国际交通新技术应用大会论文的活动情况)、车传感器(监控脚踏板上的压力 2 罗庆生,韩宝玲.轮胎智能检测系统微控制器处理国成立了驾驶行为研究国家研究所(t he natio nal 3 金立生,王荣本,郭烈,等.识别阴影中智能车辆instit ute fo r driver behavior,N IDB)从事车辆驾导航路径的神经网络方法研究J .公路交通科技,驶行为标准制定等研究,并研究了车辆安全驾驶 4 杨文杰,胡明昊,杨静宇.一种快速的基于边缘的道除了需要解决技术上的问题,还需要解决驾驶员认可实施问题,因此需要制定相关的标准和条例;5 刘涛,
23、黄席樾,等.高速公路弯道识别算法J .重文献 26 之研究了驾驶行为对车辆主动安全性影响,提出了评价具有危险性的驾驶行为的方法。6 曹辉,吴超仲.自动公路系统的磁道钉编码及定位方法研究.武汉理工大学学报:交通科学与工程过传感器测量驾驶员驾驶时方向盘、踏板等的运动参数来判别驾驶员的安全因素。结束语2000 IEEE Int.Conf.on Intelligent Transpo rtation 随着人们对道路交通安全性要求的提高,汽ognitio n using matching p ursuit met hod J .Image 注,一些汽车安全辅助驾驶支持系统已经市场化。但是,汽车安全驾驶是
24、一个人车路相互藕合的复 9 anssen O R,Ritter W,Stein F.Hybrid app roach 杂过程,目前许多汽车安全辅助驾驶支持系统信for t raffic sign recognitionJ .In Proc.of Intelli?1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -ge nt Vehicles Co nferenc e.19 93(7):39 02395
25、ning road surface conditions in ITS S A E(CD2road s ig nsJ .P roceedin gs of S PIE2The Interna2 syste m for the w in te r s eason,w ww.anna.iwate2(7):543255 2006(9):1 54221 544 晰化方法J .中国图象图形学报,2004(1):1242 2 0 8(1)1 8 421 8 72 Gery E W a r n g s y s e m fo rf a g u e d d r v e rs n e a2Magazine,1999
26、(7):25230 des Co ngrs Versailles,France,2002(7):18220 14 Milchand,Behrens visioPedest rian detection wit h Pe22003(5):1112114.54 交通与计算机2008年第3期第26卷总142期 10 asuo,Kohashi,Yuuichirou;Ishikawa,Naoto,ROM),2003 Nakajima,Masato.Automatic recognition of 19 Motoda Y.Road Surface C o ndition Info rmation tion
27、al Society fo r Optical Engineering v 4790 2002 p u.ac.jp/motoda/ITSinfo.pdf 20 Hautiere N.Driering Assistance:Auto matic Fog 11 罗晓萍,蒋加伏,唐贤瑛.基于SVM和模糊免疫网Detectio n and Measure of t he Visibility Dist rance,络的交通标志图像识别J .计算机工程与设计,SA E(CD-ROM),2002 21 祝培,朱虹.一种有雾天气图像景物影像的清 12 段炜,李海滨,段志信.一种基于彩色图像的道路交通标志检测
28、新方法J .计算机工程与应用,128 13 Nanda H.Probabilistic template based pedest rian ring reality wit h new eye data J .Science Daily detectio n in inf rared video sJ .p roceedings of t he IEEE Intelligent Vehicles Sympo sium 2002,Palais 23 王荣本,郭克友,储江伟,等.适用驾驶员疲劳状态监测的人眼定位方法研究J .公路交通科技,24 刘秀,王长君,何庆.疲劳驾驶交通事故的特dest r
29、ian_Detectio n.pdf点分析与预防J .中国安全生产科学技术,2008 25 彭军强,吴平东,殷罡.疲劳驾驶的脑电特性探 26 Drowsy Driver Monitor and Warning System.Richard Grace,Sonya Steward.Internatio nal Driving Sympo sium hicles Sympo sium 2000,Dearbo n(MI),U SA,o n Human Facto rs in Driver Assessment,Training and Vehicle Design R .2001 17 Imacho
30、 N.Road icing detection and fo recasting 27 庄明科,白海峰,谢晓非.驾驶人员风险驾驶行为分析及相关因素研究J.北京大学学报:自然科Revie w of Inf ormation Perception Technology f or Driving Safety Assistance System WANG Guihua i1WAN Jian2(W uhan Technical Col le ge of Com m unications,W u han 430062,Chi na)1(W uhan Universit y of Technology,W
31、 uhan 430063,China)2 Abstract:Wit h t he rapid increase of vehicles in o u r co unt ry,driving safety is becoming more and mo re impo rtant.The driving safety assistance system has been widely paid much attention to,which centers ro und human,vehicle,and road.In t he st udies of t raffic safety in i
32、ntelligent t ranspo rtation system,t he st udy of informatio n perceptio n technology hancing t he drivers vision in special conditio n,t he driver behavio rs detectio n,and so o n.The newest stat us of driving safety assistance technologies was summarized in t his paper,and t he p ro spect of drivi
33、ng safety assistance technologies was p ut fo rward.Key words:intelligent t ranspo rtatio n system;t raffic safety;driving safety assistance system?1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -感谢您试用 AnyBizSoft PDF to Word。试用版仅能转换5页文档。要转换全部文档，免费获取注册码请访问http:/ 6 页，共 6 页 -