据有关数据显示,因车道偏离而导致的事故比例逐年增高。研究车道偏离预警系统是十分重要的——车道偏离预警系统可以帮助驾驶员集中注意力,防止汽车偏离车道,进而减少交通事故,降低伤亡率。本文以汽车为研究对象,结合计算机视觉、图像预处理以及偏离预警算法等相关理论知识,设计了一款基于图像处理的车道偏离预警系统。研究工作有:(1)摄像机内外参数的估计。首先通过对比传统标定法和自标定法,本文最终选择了传统标定法中的张正友标定法。然后制作了8×7黑白交错的棋盘格式标定板并选取了一款摄像头。在此基础上,通过对标定板的多角度拍摄,并利用Matlab软件获取了摄像机的内参数。最后通过多次调整摄像机的安装高度和角度,得到了摄像机的外参数。(2)图像预处理。首先采用定制摄像头对行驶道路进行实时拍摄,然后把拍摄到的车道线作为图像预处理的主要目标,对其进行了感兴趣区域的设定和灰度化处理。这为后续的系统目标检测奠定了基础。(3)特征点的提取。经图像预处理后,图像中还存有很多冗余信息。为了使研究目标更加清晰,必须要提取特征点。有鉴于此,本文运用了阈值处理和边缘检测两种方法,然后经Matlab仿真实验,发现其达到了较好的预期效果。(4)车道线检测。基于图像处理,本文分别对直道和弯道进行了目标识别检测。针对直道检测,本文首先建立了直线模型,然后在Hough变化的基础上,利用Matlab软件对车道线进行了识别。针对弯道检测,本文首先设计了一种基于中心点提取的弯道识别模型,然后通过Matlab软件对采集到的道路视频进行了仿真实验。经实验结果可知,仿真的效果较好,能够满足本系统的要求且具有较好的稳定性。(5)预警系统的仿真及结果分析。首先对几种经典的车辆偏离预警模型进行了扼要介绍,并在综合分析的基础上,建立了一种基于横向偏移距离的预警模型——以汽车中心线与车道中心线的距离为依据,对车辆当前状态进行预警决策。同时,设计了仿真实验中所需的其它程序,包括测距测速程序和执行报警程序等。最后利用Matlab软件对实时拍摄的道路视频进行仿真测试。仿真结果表明:当汽车处于即将偏离或已经偏离的状态下,系统能够及时地提醒驾驶员,达到了预期的预警效果且误警率较低。同时,该系统也满足实时性的要求,这充分证明了本系统的可行性和准确性。