基于VBOX -ADAS模块车道保持系统测试研究

高海龙 李超 朱鑫 姜晓来 董帅

摘  要：车道保持系统可以有效减少因驾驶者疲劳、分神等原因导致车辆偏离所引发的交通事故。论文对该系统的架构和工作原理进行了阐述，指出目前对于该系统测试的重要意义，并针对该系统测试方法的缺失问题，提出了一种基于VBOX-ADAS模块的车道保持系统测试方法。该方法不仅考虑了目前车道保持系统的实际情况，更结合了实际仪器的使用，使得测试方法具有实际意义和使用价值。通过整车的实际验证，确定测试方法能够较好地测试系统的各方面性能，以便改进系统，提升车辆品质，增强市场竞争力。

关键词：车道保持系统;VBOX-ADAS模块;测试方法;

中图分类号：U467.11      文献标识码：A    文章编号：1005-2550（2018）05-0095-05

Test method research for Lane Keeping Assistant System

based on the VBOX - ADAS module

GAO Hai-long， LI Chao， ZHU Xin， JIANG Xiao-lai， DONG Shuai

（ National Automobile Quality Supervision and Test Center， Xiangyang 441004， China ）

Abstract： Lane Keeping Assist System can effectively reduce the traffic accidents caused by driver fatigue and distraction. This paper illustrated the structure and working principle of this system， pointed out the significance for test of thesystem， and proposed a Lane Keeping Assist Systemtest method based on the VBOX-ADAS module， This method not only combined the actual situation of the current lane keepingassist system， but alsothe actual instruments， making the test method has practical significance and use value. Through the actual verification of the vehicle， it is determined that this test method can find the existing problem of the system， so as to improve the system， enhance the vehicle quality and strengthen market competitiveness.

随着社会经济持续高速的发展，我国机动车保有量保持高速增长态势。过多的汽车保有量，有限的道路容量，导致交通压力不断增大，机动车驾驶员的驾驶难度及任务不断增大，进而导致交通事故逐年增多。引发交通事故的因素很多，车辆机械故障、驾驶人员操作失误、驾驶员疲劳等，而驾驶员疲劳、分神等则是引发重大交通事故的主要原因，尤其在高速及市郊行驶时更易发生。据NHTSA（美国高速公路安全管理局）的调查显示，37%的交通死亡事故源于驾驶员在驾驶车辆时使车辆偏离原车道引起，而在我国该比例提高到50%。为此，车道保持系统LKA（Lane Keeping Assist System）作为汽车高级辅助驾驶系统之一，在保证汽车行车安全上起了重要作用。

车道保持系统，通过车辆摄像头，获取车辆行驶两侧车道线信息，通过车道保持系统控制单元计算车辆与车道线的关系，根据车辆情况发出警报或进行车辆主动干预，进而减少因驾驶者疲劳、分神等导致的车辆偏离引发的交通事故。由于车道保持系统为高级驾驶辅助系统，与车辆机械系统测试相比，车道保持系统的发展起步较晚，实车测试方法较少，因此，开展车道保持系统的测试研究具有重要意义。

1    车道保持系统构架及工作原理

1.1   车道保持系统构架

车道保持系统构架如图1所示，其主要由车道保持系统（LKA）控制器、摄像头、电子助力转向系统、多功能方向盘、LKA开关、仪表及车载显示屏等组成。

1.2   车道保持系统工作原理

系统工作原理如下：1.车道保持系统开关处于开启状态，车辆行驶速度超过系统开启车速;2.车辆行驶在车道标线清晰的公路上，摄像头获取车道信息并将信息发送给车道保持系统控制器，通过计算判断车辆偏离车道情况;3.系统判断车辆有偏离趋势时，向驾驶员发出警告（仪表显示、声音、多功能方向盘提示等），若驾驶员仍然没有纠正车辆动作，则系统向车辆电子助力转向系统或ESP系统发出信号，纠正车辆驶回原车道。

2    车道保持系统测试

2.1   车道保持系统测试场景

根據目前公共道路及车道保持系统应用情况，车道保持系统测试分为直道偏离试验和弯道偏离试验，具体如图3、图4所示。图3、图4中道路表面应干燥，路面本身应由沥青或混凝土铺设，并且没有凹陷、凸起和开裂等导致自车过分颠簸的缺陷。

图3中试验车道为曲率半径不小于250m的弯道，图4中试验车道为直道。试验车道应有足够长度以满足最小运行速度的需要，使车辆以0

2.2   车道保持系统测试设备

2.2.1 测试设备明细

车道保持系统测试是基于VBOX -ADAS测试模块，模块包括VBOX主机、视频 VBOX、基站及其它辅助设备等，具体明细如表1所示：

2.2.2 测试设备连接

车道保持系统测试过程中，需测量车辆的纵向速度、横向速度、车辆距离车道线的横向距离及仪表报警提示信息等参数，具体仪器连接如图5所示：

其中主VBOX用于GPS信号（车辆纵向速度）及测试数据的收集、分析及处理;VBOX控制器用于车道保持系统测试的文件设置;视频VBOX用于采集仪表显示及轮胎偏离信息。

2.3   测试方法

2.3.1 弯道测试

试验开始时，车辆在车道中央沿弯道行驶，车速（72±2）km/h。当车辆进入试验车道后，沿车道行驶并达到稳定状态5秒以后，车辆可向弯道内侧和外侧逐渐偏离。

弯道测试进行的各项试验如表2所示：

2.3.2 直道测试

试验开始时，车辆在车道中央沿直道行驶，车速（72±2）km/h。当车辆进入试验车道后，沿车道行驶并达到稳定状态5秒以后，车辆可向车道左侧和右侧逐渐偏离。

直道测试进行的各项试验如表3所示：

3    试验验证

试验以某合资品牌SUV车型（配备车道保持功能）为例，进行车道保持直线测试验证。

3.1   建立测试基站

如图6所示建立测试基站，用于提高定位精度，保证试验准确度。

3.2   车道线勘测

连接车道线勘测设备。勘测前，将表1中勘测杆与GPS蘑菇天线连接，并通过专用数据线与主VBOX连接，将勘测杆放置在车道线内侧边缘，保证勘测杆垂直于车道边线，并在勘测杆放置的地面做标记，如图7所示。通过VBOX控制器记录该点;重复上述过程，根据车道长度记录2-10个点，此次测试记录3个点用于车道线勘测。

重复上述过程，勘测另一侧车道线，并记录。

3.3   轮胎边线位置设定

车辆偏离车道线时，车辆外前角会首先偏出，为保证试验的准确性及精度，需对车辆外侧前轮胎进行定位。如图8所示将车辆开至车道线边缘，通过VBOX控制器设置车辆位置，分别对左前轮和右前轮进行定位设置。车辆定位后可进行试验。

3.4   试验实施

现仅以直线道路为例验证试验方法及设备。

试验开始时，车辆在车道中央沿直线行驶，车速（72±2）km/h。当车辆进入试验车道后，沿车道行驶并达到稳定状态5秒以后，车辆可向车道左侧和右侧逐渐偏离。记录车辆偏离及报警情况。具体试验结果如表4：

通过表4试验结果可知，基于VBOX-ADAS的车辆车道保持功能可以进行试验（直线道路）验证。通过测试可以精确地测量车辆报警灯亮起时车辆已偏出的距离，并结合视频和数据信息判断出车辆偏出车道线的最大距离。虽然由于场地限制，弯道的测试场景没有进行测试，但是通过直线段的测试结果可以看出，该测试设备和测试方法可以有效地对车道保持系统进行性能检测和验证。满足实际使用需要。

具体测试界面如图9所示：

4    结论

随着科技不断进步，越来越多的智能驾驶辅助系统被应用于现代汽车上，而针对这些系统的测试成为车辆研发的关键。本测试方法基于VBOX-ADAS模块，根据目前车道保持系统的实际水平并结合当前试验场地的情况制定。通过实际测试发现，该測试方法有着重要的实用价值和使用意义。

参考文献：

[1]龙亚.汽车车道保持辅助系统关键技术的国内外研究现状[J].现代技术制造与装备，2017，5：75-76+111.

[2]黄杨成.基于电动助力转向系统的车道偏离辅助系统的研究[D].合肥：合肥工业大学.2017.