基于VBOX -ADAS模塊車道保持系統測試研究

高海龍 李超 朱鑫 姜曉來 董帥

摘? 要：車道保持系統可以有效減少因駕駛者疲勞、分神等原因導致車輛偏離所引發的交通事故。論文對該系統的架構和工作原理進行了闡述，指出目前對于該系統測試的重要意義，并針對該系統測試方法的缺失問題，提出了一種基于VBOX-ADAS模塊的車道保持系統測試方法。該方法不僅考慮了目前車道保持系統的實際情況，更結合了實際儀器的使用，使得測試方法具有實際意義和使用價值。通過整車的實際驗證，確定測試方法能夠較好地測試系統的各方面性能，以便改進系統，提升車輛品質，增強市場競爭力。

關鍵詞：車道保持系統;VBOX-ADAS模塊;測試方法;

中圖分類號：U467.11? ? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：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.

隨著社會經濟持續高速的發展，我國機動車保有量保持高速增長態勢。過多的汽車保有量，有限的道路容量，導致交通壓力不斷增大，機動車駕駛員的駕駛難度及任務不斷增大，進而導致交通事故逐年增多。引發交通事故的因素很多，車輛機械故障、駕駛人員操作失誤、駕駛員疲勞等，而駕駛員疲勞、分神等則是引發重大交通事故的主要原因，尤其在高速及市郊行駛時更易發生。據NHTSA（美國高速公路安全管理局）的調查顯示，37%的交通死亡事故源于駕駛員在駕駛車輛時使車輛偏離原車道引起，而在我國該比例提高到50%。為此，車道保持系統LKA（Lane Keeping Assist System）作為汽車高級輔助駕駛系統之一，在保證汽車行車安全上起了重要作用。

車道保持系統，通過車輛攝像頭，獲取車輛行駛兩側車道線信息，通過車道保持系統控制單元計算車輛與車道線的關系，根據車輛情況發出警報或進行車輛主動干預，進而減少因駕駛者疲勞、分神等導致的車輛偏離引發的交通事故。由于車道保持系統為高級駕駛輔助系統，與車輛機械系統測試相比，車道保持系統的發展起步較晚，實車測試方法較少，因此，開展車道保持系統的測試研究具有重要意義。

1? ? 車道保持系統構架及工作原理

1.1? ?車道保持系統構架

車道保持系統構架如圖1所示，其主要由車道保持系統（LKA）控制器、攝像頭、電子助力轉向系統、多功能方向盤、LKA開關、儀表及車載顯示屏等組成。

1.2? ?車道保持系統工作原理

系統工作原理如下：1.車道保持系統開關處于開啟狀態，車輛行駛速度超過系統開啟車速;2.車輛行駛在車道標線清晰的公路上，攝像頭獲取車道信息并將信息發送給車道保持系統控制器，通過計算判斷車輛偏離車道情況;3.系統判斷車輛有偏離趨勢時，向駕駛員發出警告（儀表顯示、聲音、多功能方向盤提示等），若駕駛員仍然沒有糾正車輛動作，則系統向車輛電子助力轉向系統或ESP系統發出信號，糾正車輛駛回原車道。

2? ? 車道保持系統測試

2.1? ?車道保持系統測試場景

根據目前公共道路及車道保持系統應用情況，車道保持系統測試分為直道偏離試驗和彎道偏離試驗，具體如圖3、圖4所示。圖3、圖4中道路表面應干燥，路面本身應由瀝青或混凝土鋪設，并且沒有凹陷、凸起和開裂等導致自車過分顛簸的缺陷。

圖3中試驗車道為曲率半徑不小于250m的彎道，圖4中試驗車道為直道。試驗車道應有足夠長度以滿足最小運行速度的需要，使車輛以0

2.2? ?車道保持系統測試設備

2.2.1 測試設備明細

車道保持系統測試是基于VBOX -ADAS測試模塊，模塊包括VBOX主機、視頻 VBOX、基站及其它輔助設備等，具體明細如表1所示：

2.2.2 測試設備連接

車道保持系統測試過程中，需測量車輛的縱向速度、橫向速度、車輛距離車道線的橫向距離及儀表報警提示信息等參數，具體儀器連接如圖5所示：

其中主VBOX用于GPS信號（車輛縱向速度）及測試數據的收集、分析及處理;VBOX控制器用于車道保持系統測試的文件設置;視頻VBOX用于采集儀表顯示及輪胎偏離信息。

2.3? ?測試方法

2.3.1 彎道測試

試驗開始時，車輛在車道中央沿彎道行駛，車速（72±2）km/h。當車輛進入試驗車道后，沿車道行駛并達到穩定狀態5秒以后，車輛可向彎道內側和外側逐漸偏離。

彎道測試進行的各項試驗如表2所示：

2.3.2 直道測試

試驗開始時，車輛在車道中央沿直道行駛，車速（72±2）km/h。當車輛進入試驗車道后，沿車道行駛并達到穩定狀態5秒以后，車輛可向車道左側和右側逐漸偏離。

直道測試進行的各項試驗如表3所示：

3? ? 試驗驗證

試驗以某合資品牌SUV車型（配備車道保持功能）為例，進行車道保持直線測試驗證。

3.1? ?建立測試基站

如圖6所示建立測試基站，用于提高定位精度，保證試驗準確度。

3.2? ?車道線勘測

連接車道線勘測設備。勘測前，將表1中勘測桿與GPS蘑菇天線連接，并通過專用數據線與主VBOX連接，將勘測桿放置在車道線內側邊緣，保證勘測桿垂直于車道邊線，并在勘測桿放置的地面做標記，如圖7所示。通過VBOX控制器記錄該點;重復上述過程，根據車道長度記錄2-10個點，此次測試記錄3個點用于車道線勘測。

重復上述過程，勘測另一側車道線，并記錄。

3.3? ?輪胎邊線位置設定

車輛偏離車道線時，車輛外前角會首先偏出，為保證試驗的準確性及精度，需對車輛外側前輪胎進行定位。如圖8所示將車輛開至車道線邊緣，通過VBOX控制器設置車輛位置，分別對左前輪和右前輪進行定位設置。車輛定位后可進行試驗。

3.4? ?試驗實施

現僅以直線道路為例驗證試驗方法及設備。

試驗開始時，車輛在車道中央沿直線行駛，車速（72±2）km/h。當車輛進入試驗車道后，沿車道行駛并達到穩定狀態5秒以后，車輛可向車道左側和右側逐漸偏離。記錄車輛偏離及報警情況。具體試驗結果如表4：

通過表4試驗結果可知，基于VBOX-ADAS的車輛車道保持功能可以進行試驗（直線道路）驗證。通過測試可以精確地測量車輛報警燈亮起時車輛已偏出的距離，并結合視頻和數據信息判斷出車輛偏出車道線的最大距離。雖然由于場地限制，彎道的測試場景沒有進行測試，但是通過直線段的測試結果可以看出，該測試設備和測試方法可以有效地對車道保持系統進行性能檢測和驗證。滿足實際使用需要。

具體測試界面如圖9所示：

4? ? 結論

隨著科技不斷進步，越來越多的智能駕駛輔助系統被應用于現代汽車上，而針對這些系統的測試成為車輛研發的關鍵。本測試方法基于VBOX-ADAS模塊，根據目前車道保持系統的實際水平并結合當前試驗場地的情況制定。通過實際測試發現，該測試方法有著重要的實用價值和使用意義。

參考文獻：

[1]龍亞.汽車車道保持輔助系統關鍵技術的國內外研究現狀[J].現代技術制造與裝備，2017，5：75-76+111.

[2]黃楊成.基于電動助力轉向系統的車道偏離輔助系統的研究[D].合肥：合肥工業大學.2017.