基于计算机视觉的安全辅助驾驶系统

董志超　樊武闯　屈勇

摘 要：本文主要论述了基于计算机视觉的安全辅助驾驶系统的重要性和应用方向。旨在为汽车安全驾驶性能的提升和优化提供一些参考。

关键词：计算机视觉;安全辅助驾驶系统;汽车;安全性能

引言

近些年，很多的高速交通事故往往都是一起多車，一辆汽车的驾驶事故造成多辆车受损，人员伤亡，造成惨重的事故代价。对于一些家庭而言，甚至造成毁灭性的伤害。高发的交通事故下安全辅助驾驶系统应运而生，并一度取得市场欢迎。研究计算机视觉安全辅助驾驶系统对于改善汽车安全辅助驾驶的性能和提高汽车驾驶安全有着重要的意义。基于此，本文研究该课题。

一、安全辅助驾驶系统概述

（一）定义

安全辅助驾驶系统是用于行车辅助的系统，包括车道保持辅助系统、自动泊车辅助系统、刹车辅助系统、倒车辅助系统和行车辅助系统等，是保证驾驶安全、降低安全事故发生的重要系统。随着计算机技术、智能技术、网络控制技术在安全辅助驾驶系统中的应用，安全辅助驾驶系统的性能不断得到提升，汽车安全驾驶得到更加可靠的保障。基于计算机视觉的安全辅助系统是新一代的安全辅助驾驶系统，它具有自动化和智能化的特点，对于驾驶员安全状态的监控更加精准，同时能够更加快速、准确的控制汽车行车当中的功能，检测车辆前方的障碍物及判断汽车行车过程中的一些安全问题，并控制系统规避障碍和解决问题，来保障行车安全。

（二）应用安全辅助驾驶系统的重要性

现代社会，各个城市的汽车数量与年俱增，交通压力也不断增大。汽车经过多次提速后虽然给驾驶着带来更好的驾驶体验，但同时也潜藏着一些危险因素。就驾驶人员而言，并非每位汽车驾驶员有着高超的技术，马路上不乏有一些驾驶新手，或酗酒驾驶人员，或心情状态不好的驾驶人员，这些都是可能交通事故发生的潜在危险，对于他人和自身的安全与生命都从某种程度上构成了一定的威胁。在汽车中引进安全辅助驾驶系统来提升机车驾驶的安全性能成为现代汽车创新大道一大方向，同时也为降低汽车驾驶的潜在危险和预防汽车交通事故提供了解决途径。

安全辅助驾驶系统引进计算机技术、智能控制技术等，对于驾驶员的驾驶状态进行监测和控制，从而向系统发送汽车功能控制的指令，预防汽车驾驶途中由于驾驶人员忽视造成的交通事故。经过分析，我认为安全辅助驾驶系统对于汽车制造创新和提高汽车驾驶安全有着重要的促进作用。基于计算机视觉的安全辅助驾驶系统稳定性、可靠性更强，因此在辅助安全驾驶方面的性能更好。这一技术的应用表明我国汽车安全驾驶技术的进步与发展。

二、基于计算机视觉的安全辅助驾驶系统的应用

（一）车道线检测技术

车道线检测技术是基于智能传感设备实现智智能检测和数据采集的。其中包括技术算技术、单目视觉技术、立体视觉技术、激光雷达技术等等。采集的信息由系统的基于模型方法、特征方法计算，并提供精准的系统决策。激光雷达设备镜头对不同颜色、不同材质会形成不同的反射速率，利用雷达激光视觉的反射速率的差异对来识别道路。就识别原理而言，雷达激光的视觉识别属于平面识别，精准度一般。基于立体视觉技术和单目视觉技术的设备对于图像识别的匹配度更高，也是目前车道线识检测应用主要技术。

（二）交通标志识别技术

交通标志识别技术主要帮助驾驶员识别交通标志，通过系统帮助驾驶员做出正确、可靠的决策。如识别交通标示的形状、颜色等。由于图片信息采集受众多条件影响，导致视觉设备无法准确或清晰的识别到标志性的信息。如天气、光照等因素造成的图片不清晰;交通标志被遮挡、破损、移位、扭曲、磨损、掉色等。视觉设备对图像的精准识别是居于颜色、形状等进行预判的，因此凡是影响交通标志颜色、形状的问题都会影响安全辅助驾驶系统识别和判定交通标志的准确性。目前国内最具代表性的交通标志识别系统为智能交通系统，它在一般情况下对于交通标志识别的准确率高达99.2%。部分时候系统会出现识别延迟的问题，它也是影响系统识别交通标志和帮助驾驶员安全决策的重要因素。

（三）车辆识别技术

车辆识别技术是结合多种传感器在交通环境下对不同车辆的位置、深度、速度等进行决策。常用微博雷达、毫米雷达、激光雷达技术及单目视觉、立体视觉等采集和识别车辆的边缘特征、阴影、颜色、对称性、纹理等，并在系统空间中搜索出预制匹配的其余，从而来确定ROI区域。

（四）行人检测技术

行人检测技术是为了识别前方的行人。检测设备通过检测行人的姿态、穿着、行为等，帮助驾驶员预判行人的位置，确定准确的行人运动的目标区域。再由计算机系统对获取的图片的背景采用减除法、光流法、帧差法等除去，获得行人的静态图片，在进一步对其他特征进行检测。目前应用最多的为机器学习行人检测的方法。

（五）驾驶员状态检测技术

驾驶员状态检测技术主要是为了检测驾驶员的疲劳驾驶状态。人在疲劳状态下神态、头部的行为、目光等都会发生显著变化。借助传感器对驾驶员的头部、目光、凝视方向、眼睑动作等进行检测。再检测到系统程序设定的疲劳状态后系统自动报警，对驾驶员做出警示，播报驾驶员的疲劳程度，提醒驾驶员休息。如果驾驶员持续较长时间的疲劳驾驶状态并为得到改善，超过系统设定的提示时间系统会自动开启声光报警并自动停车。

三、结语

综上所述，基于计算机视觉的安全辅助驾驶系统对改善汽车安全驾驶功能意义重大。基于计算机的视觉技术具有智能判断驾驶员状态的作用，其硬件性能和功能属性都能较好的适应汽车驾驶状态下长时间对于驾驶人员状态的监控和预判。通过预判向系统发送行车状态，调整行车状态，从而使汽车能够保持安全的驾驶状态，减少行车安全事故的发生。

参考文献

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