一种基于模糊理论的车道偏离预警方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车安全技术领域，具体涉及一种基于模糊理论的车辆车道偏离预警 方法，主要应用于车辆智能辅助驾驶系统中。
【背景技术】
[0002] 交通安全问题已成为世界性的重大问题，而汽车的安全性对人类生命财产的影响 更是不言而喻。随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度也相应加快，加之汽 车数量增加以及交通运输日益繁忙，汽车事故增多所引起的人员伤亡和财产损失，已成为 一个不容忽视的社会问题，汽车的行车安全更显得非常重要。
[0003] 目前，大部分现有车辆车道偏离预警方法均是单独从本车至车道线的距离DIS或 者偏离时间TTD(Time to departure)角度出发进行决策，存在虚警率高，适应性差的缺点。 因此，如何建立一个预警度松紧合适，具有较强适应性的车道偏离预警策略，提高行车安全 性，一直是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明提出以安全距离和安全时间共同作为判断安全与否的评价 指标，建立了一个以模糊理论为理论基础的车道偏离预警决策模型。本发明采用两级预警 策略:一、具有较紧的低级别预警(Low-Warning)，能够给驾驶员一个较为宽裕的反应时间； 二、在有较强的车道偏离预期时，才给予驾驶员一个高级别预警(High-Warning)。具有工程 实用价值。
[0005] 实现本发明的技术方案如下：
[0006] -种基于模糊理论的车道偏离预警方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤1:定义和计算本车和车道线间的安全距离Dsafe;
[0008] 步骤2:定义和计算本车和车道线间的安全时间Tsafe3;
[0009] 步骤3:定义DIS为真实路况下本车与车道线的实时检测到的实际距离，以安全距 离Dsafe为指标，对本车与车道线的距离DIS进行模糊安全度的计算；
[0010] 步骤4:定义TTD为真实路况下本车偏离车道的实时计算的偏离时间，以安全时间 Tsafe3为指标，对TTD进行模糊安全度的计算；
[0011] 步骤5:建立模糊规则和模糊推理，得到各状态下的隶属度值；
[0012] 步骤6:依据步骤5的隶属度值，输出预警信息。
[0013] 进一步优选方案，所述步骤1的具体实现包括如下：
[0014] 设某时刻，车辆A在车道沿行驶，车辆侧向偏离速度为为VA，在此情况下，假设驾驶 员在感受到偏离预警提醒后经过反应时间t re3S后开始以减速度为amB将车辆行驶回本车道中 心； V2
[0015] 在上述基础上，计算该时刻本车和车道线间的安全距离：i)ra/e =
[0016] 进一步优选方案，所述步骤2的具体实现包括如下：
[0017] 设某时刻，车A以速度Va向某一侧车道线方向行驶，当驾驶员得到偏离预警提醒 后，经过反应时间tras以减速度a mB将车辆驶回反方向；
[0018] 在上述基础上，计算该时刻本车和车道线间的安全时间Tsafe:
[0019] 进一步优选方案，所述步骤3中的具体实现包括:根据DIS数值的不同，分别计算本 车与车道线距离DIS的安全度隶属于三种状态下的隶属度值，所述三种状态分别为:高度危 险、中度危险和安全；
[0020] 当DIS为高度危险状态时隶属度计算公式如下：
[0021]
[0022]当DIS为中度危险状态时隶属度计算公式如下：
DiS[0026] 进一步优选方案，所述步骤4中所的TTD的计算方法为:ΠΖ> = 。
[0023]
[0024]
[0025]
[0027] 进一步优选方案，所述步骤4的具体实现包括:根据TTD数值的不同，分别计算TTD 的安全度隶属于三种状态下的隶属度值，所述三种状态分别为高度危险、中度危险和安全；
[0028] 当TTD为高度危险状态时隶属度计算公式如下：
[0032] 当TTD为安全状态时隶属度计算公式如下：
[0029]
[0030]
[0031]
[0033]
[0034] 进一步优选方案，所述步骤5中所述模糊规则用于建立DIS、TTD安全度与最终输出 预警程度的对应关系，所述输出预警程度包括:低级别预警和高级别预警。
[0035]进一步优选方案，所述步骤5中所述模糊推理采用MAX-MIN算法。
[0036]进一步优选方案，所述步骤6的具体实现包括:选取步骤5中具有最大隶属度的值 为其最终隶属度，并以具有最大隶属度的状态作为最终输出状态。
[0037]本发明的有益效果：
[0038]本发明以安全距离和安全时间共同作为判断安全与否的评价指标、以模糊理论为 理论基础，建立了 一个预警度松紧合适，具有较强适应性的车道偏离预警方法，能够提高行 车安全性，并且预警准确率高。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明提出的基于模糊理论的车道偏离预警方法的流程图。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0041] 如图1所示，为本发明提出的基于模糊理论的车道偏离预警方法的流程图，具体包 括如下步骤：
[0042] 步骤1:定义并计算本车和车道线间的安全距离。具体实现如下：
[0043] 设某时刻，车辆A在车道沿行驶，车辆侧向偏离速度为为VA。若在此情况下，假设驾 驶员在感受到偏离预警提醒后经过反应时间t ras后开始以减速度为amB将车辆行驶回本车道 中心。
[0044]在上述假设的基础上，可以给出该时刻本车和车道线间的安全距离Dsafe的计算公 式：
[0045] (1)
[0046] 步骤2:定义和计算本车和车道线间的安全时间。具体实现如下：
[0047] 设某时刻，车A以速度Va向某一侧车道线方向行驶，当驾驶员得到偏离预警提醒 后，经过反应时间tras以减速度a mB将车辆驶回反方向。
[0048]在上述假设的基础上，可以给出该时刻本车和车道线间的安全时间Tsafe的计算公 式：
[0049] (2)
[0050] 步骤3:定义DIS为真实路况下本车与车道线的实时检测到的实际距离，以安全距 离Dsafe为指标，对本车与车道线的距离DIS进行模糊安全度的计算。其中，根据DIS数值的不 同，给出了本车与车道线距离DIS的安全度隶属于三种状态计算方法。其中三种状态分别为 高度危险、中度危险和安全。
[0051 ] DIS为高度危险状态的隶属度计算公式如下：
[0057] 步骤4:定义TTD为真实路况下本车偏离车道的实时计算的偏离时间。
[0052] (3)
[0053]
[0054] (4)
[0055]
[0056] (5)
[0058] (6)
[0059] 以安全时间Tsafe为指标，对TTD进行模糊安全度的计算。其中，仍根据TTD数值的不 同，给出了TTD的安全度隶属于三种状态计算方法。其中三种状态分别为高度危险、中度危 险和安全。
[0060