基于Kalman滤波跟踪的车道偏离预警方法研究

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随着汽车保有量迅速增加,交通事故发生率急剧增加,其中车道偏离引起的交通事故比例高达30%,交通安全和车辆行驶安全已经成为社会的热点和人们关注的焦点。为了减少车道偏离引起的交通事故,政府及研究人员已经开始对车道偏离预警重视。车道偏离预警系统的使用至少可以减少24%的车道偏离事故。因此,车道偏离预警的研究对提高交通安全,减少交通事故,减少和避免交通事故造成的损失具有重要的实际应用价值。本文在国内外车道偏离预警系统研究及应用现状基础上,并结合我国高等级公路的实际情况,实现了一个组合Hough变换与Kalman滤波器的车道偏离预警系统解决方案。整个系统划分为图像预处理、车道线检测、车道线跟踪以及偏离预警等四个功能模块。为了削减干扰信息,缩小检测范围,从而提高系统计算的准确性和实时性,图像预处理模块将视频图像逐帧灰度化、选取感兴趣区域、二值化,最终输出截短的二值化图像给后续模块处理。车道线检测模块中,建立了车道线直线模型,使用Hough变换快速检测出车道标志线,输出车道线参数。车道线跟踪模块中,基于车道线线性连续运动假设,使用Kalman滤波器算法实现了车道线跟踪,用Kalman估计值代替检测值,减少噪声干扰,提高了车道线检测的稳定性。在偏离预警模块中,实现了一种基于横向距离的车道偏离预警模型。最后结合实际道路视频图像对所提方案进行了测试,能够准确检测出车道线并实时做出偏离预警,结果表明所提方案具有良好的预警准确性和计算实时性,是一种有效的车道线偏离预警系统解决方案,具有一定的实际应用价值。
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