电控汽车车道保持辅助系统简介
智能驾驶揭秘车道保持辅助系统的工作原理
智能驾驶揭秘车道保持辅助系统的工作原理智能驾驶技术作为当今汽车行业的热门话题，已经成为未来汽车发展的重要方向之一。
其中，车道保持辅助系统（Lane Keeping Assist System）作为智能驾驶的核心之一，正逐渐引起人们的关注。
本文将揭秘车道保持辅助系统的工作原理，帮助读者更好地理解该系统在智能驾驶中的作用。
一、车道保持辅助系统概述车道保持辅助系统是一种利用摄像头、雷达或激光等传感器技术，结合智能算法，实现车辆在行驶过程中自动保持在车道内的辅助系统。
该系统通过对车辆行驶状态的感知，实时监测车辆相对车道的位置，及时提供控制信号，使车辆保持在规定的车道内，降低驾驶员的疲劳程度，提高行驶安全性。
二、车道保持辅助系统的工作原理车道保持辅助系统的工作原理主要包括目标检测、车道检测、控制指令和转向操控等四个环节。
1. 目标检测车道保持辅助系统通过摄像头或其他传感器，实时监测车辆周围的环境。
在行驶过程中，系统会不断扫描车辆前方的道路，并识别出行驶道路上的车道线、障碍物或其他车辆等目标物。
目标检测的准确性是保证车道保持辅助系统正常工作的前提。
2. 车道检测车道保持辅助系统会在目标检测的基础上，进一步对车辆所在的车道进行检测。
通过分析、处理传感器收集的图像数据，系统能够识别出车辆所在车道的边界，并计算车辆相对车道的位置偏移量。
这项检测工作被称为车道线检测。
3. 控制指令在目标和车道检测的基础上，车道保持辅助系统会根据车辆与车道之间的偏移情况，生成相应的控制指令。
当车辆偏离车道中心线时，系统会通过电子控制单元发送指令信号给转向系统，对车辆进行自动转向，使车辆回到正确的行车轨迹。
4. 转向操控车辆收到控制指令后，转向系统将对车辆的转向进行自动操控。
根据车道保持辅助系统发送的指令，转向系统通过电动助力转向装置或其他机械装置，对车辆的转向角度进行调整，使车辆迅速回到预定的车道内。
三、车道保持辅助系统的优势和不足车道保持辅助系统在智能驾驶领域具有诸多优势。
简述车道保持系统的组成结构
车道保持系统的组成结构一、引言车道保持系统（Lane Keeping System，LKS）是一项为驾驶员提供辅助功能的车辆安全技术。
它利用摄像头、传感器等设备，通过识别车道线和分析车辆的位置，来帮助驾驶员保持车辆在正确的车道行驶。
二、组成结构车道保持系统由以下几个主要组成部分组成：1. 摄像头/传感器车道保持系统的核心部分是摄像头或传感器。
摄像头通常安装在车辆的前部，可以通过捕捉道路上的车道线来检测车辆的位置。
传感器则可以通过测量车辆和车道线之间的距离来确定车辆的位置。
2.图像处理单元图像处理单元是车道保持系统的重要组成部分。
它负责对摄像头捕捉到的图像进行处理和分析。
首先，它会提取图像中的车道线，并将其与标准车道线进行比较。
然后，根据车辆的位置和车道线之间的偏移量，图像处理单元会计算出车辆是否偏离了车道，并作出相应的控制。
3. 控制单元控制单元负责接收图像处理单元的输出，并根据需求来控制车辆的转向。
当图像处理单元检测到车辆偏离了车道时，控制单元将发送信号给车辆的转向系统，使车辆转向以保持在正确的车道上。
4. 驾驶员提示装置驾驶员提示装置是车道保持系统中的重要组成部分。
它通过发出声音、震动和可视警告等方式，向驾驶员传递车辆偏离车道的信息。
这些提示装置旨在提醒驾驶员及时采取行动，以避免潜在的危险。
5. 辅助功能开关辅助功能开关允许驾驶员根据实际需要控制车道保持系统的开启或关闭。
驾驶员可以通过按下或切换辅助功能开关来启用或禁用车道保持功能。
这个开关通常位于车辆的方向盘上或中央控制台上，以便驾驶员方便地操作。
三、车道保持系统工作原理车道保持系统的工作原理如下：1.摄像头或传感器捕捉道路上的车道线和相邻车道线的信息。
2.图像处理单元将图像进行处理和分析，提取车道线信息。
3.根据车辆的位置和车道线之间的偏移量，图像处理单元计算出车辆是否偏离了车道。
4.控制单元根据图像处理单元的输出，发送信号给车辆的转向系统，使车辆转向以保持在正确的车道上。
车道保持辅助系统
• 若驾驶员打开转向灯，正常进行变线行驶，则系统不会做出任何提示
2020/5/7
三、车道保持辅助系统的工作原理
• 车道保持辅助系统的工作过程：图中后面起第二个车影已经偏离了行驶 轨道，系统发出报警信息；第三个和第四个车影是系统主动进行车道偏 离纠正；在第五个车影时，汽车已经重新处于正确行驶线路上
2020/5/7
四、车道保持辅助系统的应用 • 本田、大众CC、福特等
2020/5/7
二、车道保持辅助系统的组成
• 车道保持辅助系统主要由信息采集单元、电子控制单元和执行单元等 组成。在系统工作期间，驾驶员将会接收车道偏离的报警信息，并选 择对转向系统和制动系统中的一项或多项动作进行控制，也可交由系 统完全控制。
2020/5/7
三、车道保持辅助系统的工作原理
• 可以在行车的全程或速度达到某一阈值后开启，并可以手动关闭，实时 保持汽车的行驶轨迹
2020/5/7
本章 小节
1、车道保持辅助系统定义及组成 2、车道保持辅助系统工作原理 3、车道保持辅助系统的应用
课后作业
1、车道保持辅助系统是属于哪种功能的自主预警类、自主控制类？ 2、车道保持辅助系统的工作原理及在实际应用？
智能网联汽车技术
V2X ICV
Landar
5G
——冷却系统 ——车道保持辅助
HD Map 系统
主讲人：
3课时
ADAS辅助驾驶系的工作原理 车道保持辅助系统的应用
项目13车道保持辅助系统
项目13 车道保持辅助系统——仿真实例
2020/9/5
项目13 车道保持辅助系统——仿真实例
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项目13 车道保持辅助系统——仿真实例
2020/9/5
谢 谢！
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➢ 若驾驶员打开转向灯，正常进行变线行驶，则系统不会做出 任何提示
2020/9/5
项目13 车道保持辅助系统——原理
➢ 车道保持辅助系统的工作过程：图中后面起第二个车影已经 偏离了行驶轨道，系统发出报警信息；第三个和第四个车影 是系统主动进行车道偏离纠正；在第五个车影时，汽车已经 重新处于正确行驶线路上
项目13 车道保持辅助系统——定义
➢ 车道保持辅助（LKA）系统能够实时监测车辆与车道边线 的相对位置，持续或在必要情况下控制车辆横向运动，使 车辆保持在原车道内行驶，从而减轻驾驶员负担，减少交 通事道保持辅助系统——组成
➢ 车道保持辅助系统主要由信息采集单元、电子控制单元和 执行单元等组成。在系统工作期间，驾驶员将会接收车道 偏离的报警信息，并选择对转向系统和制动系统中的一项 或多项动作进行控制，也可交由系统完全控制。
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项目13 车道保持辅助系统——应用
➢ 本田、大众CC、福特等
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项目13 车道保持辅助系统——模块
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项目13 车道保持辅助系统——仿真实例
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项目13 车道保持辅助系统——仿真实例
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项目13 车道保持辅助系统——仿真实例
2020/9/5
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项目13 车道保持辅助系统——原理
➢ 可以在行车的全程或速度达到某一阈值后开启，并可以手动 关闭，实时保持汽车的行驶轨迹
车道保持辅助系统资料
目录
• • • • • • • 目的 作用简介 显示与操纵 系统原理 车道识别 系统组件 价位
目的
在高速公路上顺畅地驾驶，一方面感觉很舒 畅，另外也会因长时间单调的驾驶导致注 意力分散，不习惯在高速公路上行驶的驾 驶员会很紧张
作用简介
• 留意和前方车辆的距离同时以定速 行驶 • 沿着车道行驶，车道保持辅助系统 是为车辆沿着车道行驶的辅助功能， 通过控制方向盘系统，在高速行驶 时减轻驾驶负担，防止驾驶失误的 系统
T=D/(Vsinθ )
系统原理
• 2车道线维持辅助功能的控制 这个功能如图11所示，根据车辆偏离车道 中央、偏离行驶方向、车道半径计算出辅 助操舵力，对应偏离的程度来控制EPS施加 的操舵力大小，是辅助驾驶员操作方向盘 的系统。车辆行驶方向的控制是在驾驶员 的操舵力上增加这个控制操舵力。
•
如果驾驶者打开转向灯，正常进行变线行驶， 那么系统不会做出任何提示。而如果驾驶者既没 有打开转向灯，也没有主动减速、转动方向盘， 那么系统就会使用视觉、听觉甚至振动方向盘来 提醒驾驶者潜在的危险，但提醒不会直接影响到 车辆的行驶状态。 • 在对车辆控制介入程度更高的系统当中，车 道偏离预警系统就被称为车道保持辅助系统，它 能够暂时接管并控制车辆主动驶回原车道，并在 适当的时机进行主动制动减速等一系列复杂的动 作。
作用简介
• 如果系统识别出在一定时间 内保持当前行驶状态就会越 过车道边线时，就会发出警 告。发出警告时可以感觉到 方向盘的振动。及时提醒驾 驶员车辆偏离了车道。Biblioteka 显示与操纵显示与操纵
• 车道保持辅助系统通过多 功能方向盘上的按钮（参 见下图）接通和关闭。每 次按压按钮即可接通或关 闭车道保持辅助系统。
汽车车道保持辅助系统的工作原理
汽车车道保持辅助系统的工作原理随着科技的发展，汽车的智能化功能也越来越丰富。
汽车车道保持辅助系统（Lane Keeping Assist System，简称LKAS）就是一种基于先进驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistance Systems，简称ADAS）的应用，旨在帮助驾驶员在行驶过程中保持车辆在车道内行驶。
本文将详细解析LKAS的工作原理。
LKAS主要由摄像头、控制单元和执行单元三部分构成。
一、摄像头车道保持辅助系统的摄像头通常安装在车辆的前方，通过采集道路的图像信息来监控车辆的位置和行驶情况。
摄像头利用计算机视觉技术对图像进行分析，提取出道路标线、边界等关键信息，为后续的控制和决策提供基础数据。
二、控制单元摄像头采集到道路图像信息后，会将数据传输给控制单元。
控制单元是LKAS的核心处理器，通过对图像数据的处理和分析，来判断车辆的位置和偏离情况，从而决定是否需要进行车道保持辅助操作。
控制单元内置了一些算法模型，用于实现以下功能：1. 车道检测：探测道路标线和边界，确定车辆所在的车道位置。
2. 车道偏离预警：如果控制单元判断车辆即将偏离车道，会发出相应的警告信号，提醒驾驶员及时纠正方向。
3. 车道保持辅助：当车辆实际偏离车道时，控制单元会启动车辆的辅助转向系统，通过电动马达或电子助力转向系统的控制，对车辆进行微调，保持车辆在车道中行驶。
三、执行单元执行单元是LKAS的输出部分，负责将控制单元产生的指令传输给车辆的转向系统，在实际操控中帮助驾驶员保持车辆在车道内行驶。
执行单元采用电子控制方式，可以实现精准的转向控制。
通常情况下，它会依托电动马达或电子助力转向系统，微调车辆的方向并在必要时施加一定的转向力，使车辆保持在合适的车道位置。
执行单元能够实时响应控制单元的指令，有效促进车辆的稳定行驶。
总结：汽车车道保持辅助系统采用摄像头、控制单元和执行单元三部分构成，通过摄像头采集道路信息，控制单元进行图像处理和判断，执行单元实现车辆的精准操控。
车道保持辅助系统资料课件
目录
• 系统概述 • 系统组成与部件 • 工作流程与控制策略 • 测试与验证 • 优缺点与改进方向 • 实际应用案例
01
系统概述
系统定义与功能
系统定义
车道保持辅助系统是一种智能驾驶辅助系统，旨在帮助驾驶 员保持车辆在车道内行驶，减少因驾驶员疏忽或疲劳导致的 车道偏离事故。
04
测试与验证
测试环境与设备
01
02
03
测试场地
选择具有不同路况和特征 的场地，如高速公路、城 市道路、曲折山路等。
测试车辆
使用具有车道保持辅助系 统的目标车型，确保车辆 状态良好，相关传感器和 执行器正常工作。
测试设备
配备高精度GPS、惯性测 量单元(IMU)、数据采集 卡等设备，用于获取车辆 位置、姿态和运动信息。
测试方法与流程
测试准备
对车辆进行预处理，安装 相关传感器和设备，并进 行系统校准。
测试过程
在选定场地进行多次测试 ，模拟实际驾驶场景，包 括直线行驶、曲线行驶、 超车等情况。
数据采集
实时采集车辆位置、速度 、加速度、横摆角速度等 数据，以及方向盘转角、 车辆横摆角度等信息。
验证结果与分析
数据处理
详细描述
该案例选取了某品牌车型作为研究对象，通过对比实验和数据分析，评估了车道保持辅 助系统在安全性方面的表现，如减少车辆偏离车道、降低交通事故风险等；在驾驶舒适 性方面的表现，如减轻驾驶疲劳、提高行驶稳定性等；以及在驾驶效率方面的表现，如
提升行车速度、减少交通拥堵等。
案例二
总结词
该案例介绍了某高速公路部署车道保持辅助系统的过程，并对其在提升道路安全和交通效率方面的效 果进行了评估。
车道保持辅助系统名词解释
车道保持辅助系统名词解释
1、车道保持辅助系统名词解释：车道保持辅助系统的意思是用于帮助司机使车辆一直保持在规定的某个车道上行驶,不偏离车道。
2、车道保持辅助系统对行驶时保持车道提供支持。
借助一个摄像头识别行驶车道的标志线；如果车辆接近识别到的标记线并可能脱离行驶车道，那么会通过方向盘的振动提请驾驶员注意。
3、车道保持辅助系统原理：使用一个摄像头来识别车道的边界线，当识别出车辆所在的车道边界线时系统就会开始工作，而摄像头根据边界线识别到汽车偏离方向的时候，仪表盘会通过对应显示由白色变成红色，方向盘也会发出振动来提醒驾驶人员。
4、车道保持辅助系统的注意事项：在夜晚道路灯光照目条件不好的情况下所识别的准确率不可靠，在下雨天系统同样在识别上也会有影响，而且行驶在弯道的时候这个系统就很鸡肋。
当车辆行驶车速超过60km\u002Fh的时候，系统才会启动工作。
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94农机使用与维修2012年第2期
电控汽车车道保持辅助系统简介
黑龙江省同江市农业机械化学校周华
驾驶人走神、疲劳驾驶、对突发事件反应不灵敏等原因，均可瞬间造成交通事故。
据统计，约有14%的高速公路交通事故是因为机动车偏离车道引起的。
如果驾驶人在3s内注意力不集中，有80%会造成交通事故，主要表现为车道偏离和追尾事故。
为了提高高速行车的安全性，车道保持系统应运而生。
1.系统的功能
在奥迪A4/A5/Q7/A8、帕萨特CC、奔驰E级、宝马7系列轿车上，可以选装车道保持辅助系统。
该系统的功能是：只要汽车在行驶中逼近任何一条边界线，车辆将要驶离正常的车道时，系统识别后会通过转向盘上的电机振动转向盘，以警告驾驶人。
驾驶人可以自行设置发出车道报警的位置以及转向盘振动的强度。
一汽大众CC车型装备了Lane Assit车道偏移警示系统，它采用数字摄像机记录车道标记，并且智能检测汽车在道路上的位置。
如果汽车偏离车道行驶，在驾驶人来不及作出反应时，该系统能够根据偏移的程度自动修正驾驶方向，同时给予声光提醒。
该系统在驾驶人交谈、疲劳、听音乐等分散注意力的情况下，能有效地减少交通事故的发生。
2.工作原理
汽车车道保持辅助系统是基于图像识别以及图像处理技术，该系统主要由图像传感器以及负责图像处理的控制器组成。
图像传感器安装在前风挡玻璃的上方，它采集车辆前方20 60m范围内场景的图像信息，并且发送给控制器。
控制器根据得到的场景信息进行分析，抽取其中的特征建立三维或二维模型，从而得出车辆两侧的车道线，并将车道线与车辆的行驶方向进行比较，当存在交叉时，控制器认为汽车已经或者正在偏离正确的车道，将作出相应的显示。
车道保持系统的图像传感器具有不同的技术含量。
早期的变道辅助系统采用雷达传感器，近期的车道保持系统采用摄像机。
雷达（RADAR）的意思是“利用电磁波探测和定位目标”，其工作原理是先发射高频电磁射线（即微波），随后接收并分析从相应物体反射回来的射线。
各种物体反射电磁射线的特性是不一样的，金属物体能够很好地反射射线，而塑料几乎能够被射线透过。
因此，轿车通过雷达传感器能够探测到周围机动车的动向。
3.系统的分类
根据汽车偏离车道时所采取的措施不同，车道保持辅助系统分为2种类型，一类为车道偏离提醒———当汽车偏离正常车道时，系统通过震动转向盘，以提醒驾驶人注意；另一类为车道偏离干预———当汽车偏离正常车道时，系统会对转向盘施加一个纠正力矩（不低于2N·m），促使汽车回到正确的车道上。
4.系统的使用
车道保持辅助系统对车辆车速以及道路环境有一定的要求。
例如大众车系的车道保持系统的使用条件是：（1）车速大于65km/h；（2）非雨雪天气；（3）道路标线清晰；（4）转弯半径不过小；（5）驾驶人双手不离开转向盘。
如果上述条件不满足，车道保持系统会自动关闭，或者不能激活。
正因为如此，驾驶人对于变道辅助系统不能产生盲目依赖思想，变换车道时务必提高警惕，控制车速，随时准备刹车，并且经常检查雷达传感器或摄像机系统的工作性能，以免变道时发生不必要的碰撞事故。
奥迪车系的车道保持辅助系统设置了专门的指示灯，图案为车道样式，系统当前的状态由组合仪表中的这个指示灯以不同的颜色反应，其中绿色表示该系统已经接通，处于随时准备工作的状态；黄色表示该系统已经接通，但是由于某些原因，当前无法使用，系统也不会提醒驾驶员；无色（即不亮）表示系统已经关闭，要想激活该系统，必须操纵转向拨杆上的按键。
当驾驶人开启转向指示灯时，车道保持辅助系统功能被关闭。
5.系统的设置
（1）车道报警位置的设置
可以选择在汽车接近车道标志线时报警、汽车接触车道标志线时报警或者汽车跨越车道标志线时报警。
奥迪汽车的设置方法是：按压MMI（驾驶员信息中心）面板上的功能按键“Car”，选择子菜单“Systeme”（系统），再选择“Audi lane assist”（奥迪车道保持辅助系统），打开“Warning Point”（报警时刻）选项，最后根据个体需要，将报警时刻设置为“ad-vance”（提前）、“adaptive”（自适应）或者“late”（滞后）。
（2）转向盘振动强度的设置
可以选择报警“强烈”、“适度”和“轻微”等3种转向盘振动等级。
每设置一种振动强度后，转向盘会以所设置的强度振动一次，让驾驶人能够立即检验和感受所设置的振动强度是否符合自己的要求。
（02）
DOI:10.14031/ki.njwx.2012.02.024。