一种基于模糊理论的车道偏离预警方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模糊理论的车道偏离预警方法，属于汽车安全技术领域，包括步骤1：定义和计算本车和车道线间的安全距离Dsafe；步骤2：定义和计算本车和车道线间的安全时间Tsafe；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；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Tsafe为指标，对TTD进行模糊安全度的计算；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；步骤6：依据步骤5的隶属度值，输出预警信息。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车安全
，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。
技术介绍
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。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(Timetodeparture)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。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术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。本专利技术采用两级预警策略：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。实现本专利技术的技术方案如下：一种基于模糊理论的车道偏离预警方法，包括如下步骤：步骤1：定义和计算本车和车道线间的安全距离Dsafe；步骤2：定义和计算本车和车道线间的安全时间Tsafe；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；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Tsafe为指标，对TTD进行模糊安全度的计算；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；步骤6：依据步骤5的隶属度值，输出预警信息。进一步优选方案，所述步骤1的具体实现包括如下：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tres后开始以减速度为amB将车辆行驶回本车道中心；在上述基础上，计算该时刻本车和车道线间的安全距离：进一步优选方案，所述步骤2的具体实现包括如下：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tres以减速度amB将车辆驶回反方向；在上述基础上，计算该时刻本车和车道线间的安全时间Tsafe：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；当DIS为高度危险状态时隶属度计算公式如下：1DIS≤Dsafe/24(3Dsafe/4-DIS)/DsafeDsafe/2<DIS≤3Dsafe/40DIS>3Dsafe/4;]]>当DIS为中度危险状态时隶属度计算公式如下：4(DIS-Dsafe/2)/DsafeDsafe/2<DIS≤3Dsafe/44(Dsafe-DIS)/Dsafe3Dsafe/4<DIS≤Dsafe0else;]]>当DIS为安全状态时隶属度计算公式如下：0DIS≤3Dsafe/44(DIS-3Dsafe/4)/Dsafe3Dsafe/4<DIS≤Dsafe1DIS>Dsafe.]]>进一步优选方案，所述步骤4中所的TTD的计算方法为：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；当TTD为高度危险状态时隶属度计算公式如下：1TTD≤Tsafe2(3Tsafe/2-TTD)/TsafeTsafe<TTD≤3Tsafe/20TTD>3Tsafe/2;]]>当TTD为中度危险状态时隶属度计算公式如下：2(3Tsafe/2-TTD)/TsafeTsafe<TTD≤3Tsafe/22(TTD-3Tsafe/2)/Tsafe3Tsafe/2<TTD≤2Tsafe0else;]]>当TTD为安全状态时隶属度计算公式如下：0TTD≤3Tsafe/22(TTD-3Tsafe/2)/Tsafe3Tsafe/2<TTD≤2Tsafe1TTD>2Tsafe.]]>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。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。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。本专利技术的有益效果：本专利技术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。附图说明图1是本专利技术提出的基于模糊理论的车道偏离预警方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1所示，为本专利技术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：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：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tres后开始以减速度为amB将车辆行驶回本车道中心。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：Dsafe=VAtres+VA22amB---(1)]]>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：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tres以减速度amB将车辆驶回反方向。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：Tsafe=VAamB+tres---(2)]]>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数值的不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于模糊理论的车道偏离预警方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：定义和计算本车和车道线间的安全距离Dsafe；步骤2：定义和计算本车和车道线间的安全时间Tsafe；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；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Tsafe为指标，对TTD进行模糊安全度的计算；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；步骤6：依据步骤5的隶属度值，输出预警信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊理论的车道偏离预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：定义和计算本车和车道线间的安全距离Dsafe；
步骤2：定义和计算本车和车道线间的安全时间Tsafe；
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；
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Tsafe为
指标，对TTD进行模糊安全度的计算；
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；
步骤6：依据步骤5的隶属度值，输出预警信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于模糊理论的车道偏离预警方法，其特征在于，所述步
骤1的具体实现包括如下：
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tres后开始以减速度为amB将车辆行驶回本车道中心；
在上述基础上，计算该时刻本车和车道线间的安全距离：3.根据权利要求1所述的一种基于模糊理论的车道偏离预警方法，其特征在于，所述步
骤2的具体实现包括如下：
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tres以减速度amB将车辆驶回反方向；
在上述基础上，计算该时刻本车和车道线间的安全时间Tsafe：4.根据权利要求1所述的一种基于模糊理论的车道偏离预警方法，其特征在于，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；
当DIS为高度危险状态时隶属度计算公式如下：
1DIS≤Dsafe/24(3Dsafe/4-DIS)/DsafeDsafe/2<DIS≤3Dsafe/40DIS>3Dsafe/4;]]>当DIS为中度危险状态时隶属度计算公式如下：
4(DIS-Dsafe/2)/DsafeDsafe/2<DIS≤3Dsafe/44(Dsaf...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海，蔡英凤，陈龙，江浩斌，袁朝春，徐兴，陈小波，何友国，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32