車道保持輔助設(shè)計(jì)研究的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1車道保持輔助系統(tǒng)研究現(xiàn)狀在我國(guó)對(duì)車道保持系統(tǒng)的研究相對(duì)來說比較晚，我國(guó)漸漸重視起來車輛主動(dòng)安全的性能，車道保持系統(tǒng)被我國(guó)汽車企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)展開了研究。嵌入式車道偏離預(yù)警系統(tǒng)以DSP技術(shù)為基礎(chǔ)，具有前瞻性，包括A/D轉(zhuǎn)換和解碼電路模塊和DSP媒體處理器的電路模塊，該系統(tǒng)采集模擬車道線路信號(hào)的設(shè)備是車載攝像頭，將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼后再發(fā)送至DSP的視頻接口。視頻處理模塊會(huì)在之后將數(shù)字視頻信號(hào)的通道特征值進(jìn)行提取。經(jīng)過處理的視頻信號(hào)最終會(huì)被送入編碼和A/D轉(zhuǎn)換電路顯示出來。2007年國(guó)防科技大學(xué)與一汽汽車集團(tuán)基于紅旗轎車研發(fā)了無人駕駛汽車。該車在車前端不僅安裝了攝像機(jī)，還配備了雷達(dá)裝置，可以在自動(dòng)檢測(cè)道路的同時(shí)規(guī)避行駛障礙物。清華大學(xué)、吉林大學(xué)、江蘇大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)對(duì)車道偏離相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并取得了一些研究成果。清華大學(xué)的THMR系列智能車，通過前向視覺裝置獲取車道線信息，判斷車輛在道路中的位置，同時(shí)根據(jù)ECU獲得的車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)，計(jì)算車輛偏離車道的時(shí)間，再與設(shè)定的閾值比較，決定是否發(fā)出偏離預(yù)警。吉林大學(xué)的畢雁冰博士提出了基于車輛速度與行駛方向綜合控制的穩(wěn)態(tài)預(yù)瞄假說及最優(yōu)預(yù)瞄加速度模型。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)車道左右兩側(cè)邊緣特征點(diǎn)的實(shí)時(shí)快速檢測(cè)，能較為準(zhǔn)確地分析出車道偏離的實(shí)際情況,并做出預(yù)警。最早進(jìn)行車道偏離預(yù)警系統(tǒng)研究的汽車生產(chǎn)商是三菱汽車，該生產(chǎn)商于1999年將攝像機(jī)、傳感器、報(bào)警裝置安裝在其生產(chǎn)的一款模型車上，這樣就構(gòu)成了一款車道偏離預(yù)警系統(tǒng)，也是最早的一款報(bào)警系統(tǒng)。日產(chǎn)汽車于2000年生產(chǎn)出了安裝有一套完整車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的汽車，次年也被批量安裝在CIMA車型上，這也是最早進(jìn)行具有車道偏離預(yù)警系統(tǒng)汽車批量生產(chǎn)的。豐田汽車于2002年新研發(fā)出一種車道偏離預(yù)警系統(tǒng)，這一新型系統(tǒng)不僅可以識(shí)別車道線，還可以對(duì)汽車前方道路的曲率半徑等進(jìn)行預(yù)測(cè)。該公司也于同年將其已研制成熟的車道保持系統(tǒng)安裝在其第七代雅閣上，并合并了車道偏離預(yù)警和自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制這兩個(gè)系統(tǒng)，使汽車可以在曲率半徑超過230m的道路上進(jìn)行自動(dòng)逆向行駛。1997年，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)成功研發(fā)出AURURA系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的主要包括可以進(jìn)行廣角拍攝的彩色攝像機(jī)、數(shù)字轉(zhuǎn)換器和SunSparc工作站等。汽車旁邊的車道標(biāo)識(shí)可以通過被安裝于汽車一側(cè)的俯視彩色攝像機(jī)進(jìn)行識(shí)別，該攝像機(jī)的視野范圍為1.5～1.6m，攝像機(jī)接著將采集到的圖像進(jìn)行輸出，再由數(shù)字轉(zhuǎn)換器對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，最后在SunSparc工作站上以60Hz的速度處理。日本企業(yè)研究車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的時(shí)間比歐美早，2000年，德國(guó)戴勒姆公司和美國(guó)iteris公司共同研發(fā)出AutoVue系統(tǒng)并將該系統(tǒng)在汽車上進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，是歐美汽車企業(yè)研究車道偏離預(yù)警系統(tǒng)的引領(lǐng)者。2005年，法國(guó)雪鐵龍汽車公司將車道偏離預(yù)警系統(tǒng)安裝在其C4、C5和C6車型上，將紅外線攝像頭應(yīng)用于車道線識(shí)別技術(shù)中，還設(shè)置了座椅振動(dòng)來提醒過駕駛員車輛已偏離車道。2007年，德國(guó)的車企奧迪也將相同的配置安裝在其Q7車型上，同時(shí)設(shè)置方向盤振動(dòng)來提醒駕駛員車輛已偏離車道。美國(guó)的車企福特公司于2012年整合了車道偏離預(yù)警和自動(dòng)轉(zhuǎn)向這兩個(gè)系統(tǒng)，這是其第一次將一套完整的車套保持系統(tǒng)推向大眾。這一系統(tǒng)同時(shí)具有識(shí)別車道線、處理圖像、識(shí)別正在運(yùn)動(dòng)的路人與車輛以及對(duì)汽車大燈進(jìn)行控制等功能。2車道保持輔助算法的研究現(xiàn)狀PID控制理論是工業(yè)控制中常用的算法，應(yīng)用到車道保持的跟蹤中，有不需要搭建算法模的優(yōu)勢(shì)。PID的核心是根據(jù)跟蹤路徑的誤差，采用比例、積分、微分計(jì)算出控制的參數(shù)來進(jìn)控制。但控制參數(shù)的調(diào)試和試湊是一件非常繁瑣的事情，不僅如此。每當(dāng)車輛車速發(fā)生改變的時(shí)候，當(dāng)前的控制參數(shù)需要重新進(jìn)行試湊。而且，道路曲率，車輛動(dòng)力學(xué)的模型參數(shù)對(duì)于控制準(zhǔn)確性的影響也很大，目前，在車道保持跟蹤算法及其他無人車算法中，PID的應(yīng)用已經(jīng)大大的減少。模型預(yù)測(cè)控制（MPC）是近年來在歐美非常流行的控制算法。它不再局限于傳統(tǒng)控制思想，應(yīng)用了各種新的控制策略，如預(yù)測(cè)模型、反饋校正和多步預(yù)測(cè)等，從而可以收集到更多系統(tǒng)運(yùn)行信息，提高控制效果和魯棒性。同時(shí)，有關(guān)預(yù)測(cè)控制的研究也獲得了進(jìn)展。如通過內(nèi)模結(jié)構(gòu)分析法可以更加方便地對(duì)預(yù)測(cè)控制機(jī)理、動(dòng)靜態(tài)特點(diǎn)、穩(wěn)定性和魯棒性進(jìn)行研究，還可以分析獲得不同預(yù)測(cè)控制程序的共同特點(diǎn)，建立一個(gè)相同的格式，這樣可以使研究預(yù)測(cè)控制更加方便。結(jié)合使用預(yù)測(cè)控制和自動(dòng)校正技術(shù)還可以使預(yù)測(cè)模型具有更高的精度；使預(yù)測(cè)模型的輸出結(jié)果更精確，控制效果更好。但是目前的理論成果還跟不上實(shí)際應(yīng)用。根據(jù)目前以后文獻(xiàn)的結(jié)論，大多數(shù)研究都集中于一些基本算法上，但是大多數(shù)比較成功的實(shí)踐應(yīng)用都是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)；這一現(xiàn)狀也表明對(duì)預(yù)測(cè)控制的理論研究跟不上生產(chǎn)實(shí)踐；因此，突破現(xiàn)有局限，對(duì)已存在問題進(jìn)行解決對(duì)更進(jìn)一步發(fā)展這種新的計(jì)算機(jī)控制算法意義重大?；陬A(yù)瞄理論的路徑跟蹤算法是車輛跟蹤技術(shù)領(lǐng)域的主流算法。它仿照駕駛員的真實(shí)駕駛過程，通過判斷當(dāng)前車輛的車速和道路的曲率，向前預(yù)瞄一個(gè)距離，然后根據(jù)當(dāng)前道路的彎曲情況來確定方向盤的轉(zhuǎn)角和油門踏板的開度，進(jìn)而進(jìn)行車輛的速度跟蹤和路徑跟蹤控制。參考文獻(xiàn)[1]張晨,王云,吳在園,陳希琛,馮煊.基于改進(jìn)預(yù)測(cè)控制算法的LKAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A].中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)（ChinaSocietyofAutomotiveEngineers）.2019中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集（4）[C].中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)（ChinaSocietyofAutomotiveEngineers）:中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì),2019:5.[2]賈廣輝,齊偉.汽車被動(dòng)安全技術(shù)的發(fā)展[J].科學(xué)之友(B版),2009(05):12-14.[3]胡云浩.基于PreScan的車道保持輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].湖南大學(xué),2019.[4]S.krishna,S.Vasu,FuzzyPIDbasedadaptivecontrolonindustrialrobotsystem,MaterialsToday:Proceedings,Volume5,Issue5,Part2,2018,Pages13055-13060.[5]KudinovYI,KolesnikovVA,PashchenkoFF,etal.OptimizationofFuzzyPIDController'sParameters[J].ProcediaComputerScience,2017,103:618-622.[6]AtuningproposalfordirectfuzzyPIDcontrollersorientedtoindustrialcontinuousprocesses[7]KhanAA,RapalN.[IEEE2006IEEEInternationalConferenceonEngineeringofIntelligentSystems-Islamabad,Pakistan(22-23April2006)]2006IEEEInternationalConferenceonEngineeringofIntelligentSystems-FuzzyPIDController:Design,TuningandComparisonwithConventionalPIDController[J].2006:1-6.[8]石守權(quán),余景文.呼喚人們?cè)鰪?qiáng)交通安全意識(shí)——對(duì)目前交通事故居高不下的思考[J].江蘇交通運(yùn)輸,1994(04):36-37.[9]劉金年.不安全駕駛行為對(duì)高速公路上發(fā)生大型卡車交通事故的影響分析[J].交通科技與經(jīng)濟(jì),2006(03):112+115.[10]劉金琨.先進(jìn)PID控制MATLAB仿真[M].電子工業(yè)出版社.北京,2004.[11]姜振宇.PID性能評(píng)估與整定軟件的開發(fā)及應(yīng)用[J].煉油與化工.2019(05).[12]周華,張明君.全面解析汽車被動(dòn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