视觉失效条件下车道保持辅助控制策略研究＊

任泽凯 郑继虎 赵帅 张鲁 翟洋

（1.中国汽车技术研究中心有限公司，天津 300300；2.陆军军事交通学院，天津 300161）

主题词：视觉失效 控制策略 功能安全 车道保持辅助 硬件在环

1 前言

车道保持辅助（Lane Keeping Assist，LKA）系统是利用视觉感知技术[1]实时监测车道线位置，通过先进控制算法保证车辆在车道内稳定行驶的先进驾驶辅助技术，是自动驾驶车辆横向控制的基础[2]。

LKA 系统对视觉感知传感器的依赖程度很高，感知传感器的失效则有可能引起严重的安全问题[3]。自动驾驶感知类传感器失效主要表现为两种形式。一方面，感知类传感器受环境影响较大[4]，在恶劣环境下容易误识别、漏识别，视觉传感器在强逆光[5-6]、夜间[7]、雾霾天气[8]、雨雪天气[9]和相机镜头被雨雪遮挡等特殊情况下容易感知失效。另一方面，自动驾驶感知传感器受温度、湿度、电磁环境等因素的影响，存在一定的设备故障率，同样有可能造成视觉感知失效。

国内外许多专家、学者在预防或降低传感器失效方面进行了大量的研究。吴利刚等[10]指出环境可能造成传感器失效，为此研究了传感器失效条件下的非线性自主车辆编队控制问题，提出的非线性车队切换控制算法保证了良好的控制效果。成春阳[11]、Florian Homm[12]等对车道线检测方法进行了设计，降低了车道线检测失效的风险，但是增加了设备成本，不利于大规模推广使用。吴彦文等[13]提出了一种基于视觉传感器与车道级高精度地图相融合的车道线检测与跟踪方法，但高精度地图信息受限于法律与安全，在世界范围内还没有得到大规模应用。……