Система помощи движению по полосе. Система Lane Keeping Assist от Lexus – система контроля за соблюдением дорожной разметки

Система помощи движению по полосе (другие наименования – помощник движения по полосе, система удержания полосы движения ) помогает водителю придерживаться выбранной полосы движения и тем самым, предотвращать аварийные ситуации. Система эффективна при движении по автомагистралям и обустроенным федеральным дорогам, т.е. там, где имеется качественная дорожная разметка.

Различают два вида систем помощи движения по полосе: пассивные и активные. Пассивная система предупреждает водителя об отклонении от выбранной полосы движения. Активная система наряду с предупреждением производит корректировку траектории движения.

У разных автопроизводителей система удержания полосы движения имеет свои торговые названия, но предлагаемые системы имеют, в основном, схожую конструкцию:

Lane Assist от Audi, Volkswagen, SEAT;
Lane Departure Warning System от BMW, Citroen, Kia, Ceneral Motors, Opel, Volvo;
Lane Departure Prevention от Infiniti;
Lane Keep Assist System от Honda, Fiat;
Lane Keeping Aid от Ford;
Lane Keeping Assist от Mercedes-Benz;
Lane Keeping Support System от Nissan;
Lane Monitoring System от Toyota.

Система помощи движению по полосе является электронной системой и включает клавишу управления, видеокамеру, блок управления и исполнительные механизмы. С помощью клавиши управления производится включение системы. Клавиша может располагаться на рычаге переключения указателей поворота, панели приборов или центральной консоли.

Исполнительными устройствами системы помощи движения по полосе являются контрольная лампа, звуковой сигнал, вибромотор на рулевом колесе, нагревательный элемент лобового стекла, электродвигатель электромеханического усилителя руля.

Информация о работе системы выводится на панель приборов в виде контрольной лампы. Предупреждение водителя производится с помощью вибрации рулевого колеса, а также подачи визуальных звуковых и световых сигналов. Вибрацию создает вибромотор, встроенный в рулевое колесо.

Нагревательный элемент располагается на ветровом стекле, при необходимости автоматически включается, устраняет запотевание и обледенение окна камеры.

Корректировка траектории движения осуществляется принудительным подруливанием системы рулевого управления с помощью электромеханического усилителя руля (большинство систем) или подтормаживанием колес с одной стороны автомобиля (система Lane Departure Prevention).

Во время работы активной системы помощи движения по полосе реализуются следующие основные функции:

распознавание траектории полосы движения;
визуальное информирование о работе системы;
корректировка траектории движения;
предупреждение водителя.

Обстановка перед автомобилем проецируется на светочувствительную матрицу камеры и преобразуется в черно-белое изображение, которое анализируется электронным блоком управления.

Алгоритм работы блока управления определяет положение линий разметки полосы, оценивает качество распознавания разметки, вычисляет ширину полосы и ее кривизну, рассчитывает положение автомобиля на полосе. На основании проведенных вычислений осуществляются управляющее воздействие на рулевое управление (тормозную систему), и если требуемый эффект удержания автомобиля на полосе не достигается - предупреждается водитель (вибрация рулевого колеса, звуковой и световой сигналы).

Необходимо отметить, что величина крутящего момента, прикладываемого к рулевому механизму (тормозного усилия на двух колесах с одной стороны автомобиля) невелика и в любой момент может быть преодолена водителем.

При преднамеренном перестроении с одной полосы на другую должен быть включен сигнал поворота, иначе система будет препятствовать маневру. При неблагоприятных условиях (отсутствие одной линии или всей разметки, загрязненное или заснеженное дорожное полотно, узкая полоса движения, нестандартная разметка на ремонтируемых участках, поворот малого радиуса ) система деактивируется.

Предусмотрено три режима работы системы помощи движения по полосе:

система включена и активирована (активный режим );
система включена и деактивирована (пассивный режим );
система выключена.

Система помощи движению по полосе (другие наименования –помощник движения по полосе, система удержания полосы движения ) помогает водителю придерживаться выбранной полосы движения и тем самым, предотвращать аварийные ситуации. Система эффективна при движении по автомагистралям и обустроенным федеральным дорогам, т.е. там, где имеется качественная дорожная разметка.

Lane Assist от Audi, Volkswagen, SEAT;
Lane Departure Warning System от BMW, Citroen, Kia, Ceneral Motors, Opel, Volvo;
Lane Departure Prevention от Infiniti;
Lane Keep Assist System от Honda, Fiat;
Lane Keeping Aid от Ford;
Lane Keeping Assist от Mercedes-Benz;
Lane Keeping Support System от Nissan;
Lane Monitoring System от Toyota.

Видеокамера производит запись изображения на определенном расстоянии от автомобиля и его оцифровку. В системе используется монохромная камера, которая распознает линии разметки как резкое изменение градации серого. Камера объединена с блоком управления. Объединенный блок располагается на лобовом стекле за зеркалом заднего вида.

Во время работы активной системы помощи движения по полосе реализуются следующие основные функции:

распознавание траектории полосы движения;
визуальное информирование о работе системы;
корректировка траектории движения;
предупреждение водителя.

Алгоритм работы блока управления определяет положение линий разметки полосы, оценивает качество распознавания разметки, вычисляет ширину полосы и ее кривизну, рассчитывает положение автомобиля на полосе. На основании проведенных вычислений осуществляются управляющее воздействие на рулевое управление (тормозную систему), и если требуемый эффект удержания автомобиля на полосе не достигается — предупреждается водитель (вибрация рулевого колеса, звуковой и световой сигналы).

Предусмотрено три режима работы системы помощи движения по полосе:

система включена и активирована (активный режим );
система включена и деактивирована (пассивный режим );
система выключена.

LDWS - Lane departure warning system ) - это автомобильная опция, позволяющая водителю держаться выбранной дорожной полосы, не допуская неконтролируемый выезд за ее пределы.

Что такое LDWS и для чего он предназначен?

Технология разработана для того, чтобы предупредить водителя о том, что его автомобиль собирается сойти с выбранной полосы движения. На сегодняшний день LDWS переросла из эксклюзивной функции роскошных автомобилей в функцию, которую можно найти во многих современных серийных моделях транспортных средств.

Значение системы предупреждения об отклонении от выбранной полосы, также продолжает расти, так как отвлеченное вождение стало бичом современности и все больше дорожно - транспортных происшествий в мире происходит по причине того, что водитель просто напросто отвлекся и отклонился от полосы своего движения. Происходит это как по причине невнимательности водителя, так и по причине переутомленности либо банального сна за рулем.

Как работает система предупреждения о съезде с полосы движения?

В то время как производители автомобилей могут использовать несколько разнящиеся по своей структуре технологии для своих систем предупреждения, суть их остается той же. Находиться на заданной траектории движения.

С помощью камер, обычно установленных рядом с зеркалом заднего вида и/или в переднюю панель транспортного средства, бортовой компьютер может определить разметку на дороге. Затем автомобиль вычисляет положение автомобиля между линиями разметки и контролирует движение транспортного средства по дороге.

Если автомобиль начнет движение на одной из этих линий и при этом сигнал поворота не будет включен, компьютер предупредит водителя о том, что автомобиль собирается сойти с выбранной полосы путем звукового сигнала или каким-либо другим способом, например, вибрация рулевого колеса или сидения, или оглушающий звон.

Cadillac заставил водительские кресла в своих автомобилях вибрировать с той стороны, которой автомобиль соприкасается с линией разметки. Nissan решил убить двух зайцев одним выстрелом, верней одной камерой. Камера заднего вида также отслеживает дорожную разметку и траекторию движения автомобиля относительно нее. В последних моделях автомобилей представленных на , система предупреждения, о которой идет речь в этой статье, присутствовала почти в каждой новой модели авто.

Некоторые автомобили даже используют тормозную систему автомобиля, чтобы помочь направить транспортное средство обратно на свою полосу движения. Хотя некоторые системы ведут себя более агрессивно, чем другие, водитель все же может внести в них некоторые изменения.

Зачем мне нужна система предупреждения об отклонении от выбранной полосы?

Отвлечение внимания может привести к самым печальным последствиям. И в наше время существует великое множество причин, которые могут отвлечь нас, когда мы находимся за рулем транспортного средства. Еда, напитки, стерео система и даже разговор по хэндс фри может отвлечь ваше внимание от навигации по дороге.

На то, чтобы 2-тонный автомобиль сошел со своего пути следования и водитель не заметил этого, требуется всего несколько секунд, последствия этого могут быть очень плачевными. Подобные системы обеспечивают ненавязчивое напоминание водителю о том, что является приоритетным на данный момент, и советуют ему сосредоточить все внимание на том, чем он в данный момент занят: на вождении.

Есть ли недостатки у подобных систем?

Ненавязчивое напоминание о себе некоторых автомобильных систем, может быть слишком назойливым для водителя. Система предупреждения о том, что вы съезжаете со своей полосы движения относиться к их числу. В некоторых машинах, данная система настроена настолько чутко, что складывается впечатление, что вы вот-вот потеряете контроль над рулевым управлением из-за чрезмерной вибрации и предупреждающих звуковых сигналов.

Начинающим водителям может не понравиться тот факт, что компьютер постоянно указывает им на то, что они мечутся из стороны в сторону, хотя водители с прилегающих полос будут только благодарны за это системе. Стоит также отметить тот факт, что некоторые системы имеют затруднения в работе в темное время суток и при плохой погоде, в то самое время, когда водитель нуждается в этой системе больше всего. В этом случае можно обратить ваше внимание на систему ночного видения в автомобиле, о которой мы писали , но это уже совсем другая история.

Также в системе случаются ложные срабатывания, например, при движении через зону строительства, где полосы смещаются, и линии разметки не совпадают с траекторией движения автомобиля.

Кроме того, наличие системы предупреждения об отклонении от выбранной полосы может необоснованно повысить уверенность некоторых водителей в том, что они могут отвлекаться на еще большее количество вещей, пока они находятся за рулем транспортного средства. Нельзя злоупотреблять защитным устройством.

Какие транспортные средства предлагают данную систему?

Система предупреждения об отклонении от выбранной полосы стала мейнстримом в последние годы, почти каждый производитель автомобилей предоставляет собственную систему предупреждения в своих автомобилях, хотя названия у них бывают абсолютно разными, например Lane Departure Warning (предупреждение об отклонение от полосы движения), Lane Assist (помощник в поддержании заданного курса) или Driver Assist (помощник водителя). Как правило, эти системы идут в комплекте с другими автомобильными опциями, такими как активный круиз-контроль или система выявления слепых зон, от которой может уберечь элементарная . Встретить систему LDWS можно в автомобилях Nissan Juke SL AWD 2013 года, 2013 Mercedes-Benz G63 AMG, различных моделях Audi, Toyota и иных марках авто.

Подведем итог

Безусловно, это система, которая может сделать вождение более безопасным и которая, в случае необходимости, сможет «поставить вас на место». Конечно, в ней бы вообще не возникло никакой нужды, если бы для водителей на первом месте был сам процесс вождения, а не прослушивание музыки, разговор по телефону, рассматривание пары симпатичных ножек или сон за рулем, но это уже совсем другая история.

Система Lane Departure Warning использует обыкновенную камеру, которая стоит несколько долларов. Но при этом система предупреждения выезда из полосы может сэкономить Вам десятки тысяч рублей на ремонтных работах после ДТП.

Программное обеспечение, работающее в паре с камерой, отслеживает, как близко Вы движетесь от разметки дорожной поверхности. Система предупреждает Вас, когда Вы собираетесь пересечь разметку или просто наехать на неё, но только в том случае, если Вы не включали поворотник.

Система предупреждения выезда из полосы изначально возникла в виде ключевого инструмента для . Технология развивается вот уже на протяжении последних нескольких лет и сегодня является частью большинства беспилотных автомобилей в первоначальном своём виде.

Система Lane Departure Warning является также частью так называемого "круга безопасности ": адаптивный круиз-контроль с системой отслеживания критической дистанции до впереди идущего автомобиля, предупреждение выезда из полосы движения, обнаружение мертвой точки и отслеживание легковых автомобилей в соседних полосах движения.

Как работает система LDW?

Наиболее распространённая система LDW включает в себя камеру, установленную высоко в лобовом стекле машины, часто вмонтированная в салонное зеркало заднего вида. Она снимает во время движения пространство перед автомобилем. Оцифрованное изображение анализируется для выявления прямых или пунктирных линий - разметки дорожного полотна.

В любых странах движения автомобилей осуществляется строго по полосам - то есть между разметкой, а пересечение разметки без явной цели считается нарушением местных правил. Поэтому водитель должен вести машину между двумя линиями. Когда автомобиль отклоняется и приближается или наезжает на дорожную разметку, водитель получает предупреждение: визуальное оповещение плюс звуковой сигнал и вибрацию на рулевом колесе или в сиденье. Однако, если включен сигнал поворота, предполагается, что водитель намеренно меняет полосу движения, поэтому оповещения в этом случае не поступает.

Реже система предупреждения отклонения от полосы движения представляет собой набор лазерных или инфракрасных датчиков вместо камеры. Иногда автопроизводитель использует и заднюю камеру, чтобы наблюдать за полосой движения позади автомобиля. Такая технология используется, например, на автомобиле Nissan Altima.

Итак, у нас есть камера на лобовом стекле, снимающая пространство перед автомобилем. Согласитесь, глупо было бы использовать её только для единственной цели определять отклонения из полосы движения. Поэтому, как правило, сигнал с этой камеры передаётся и другим системам, перечисленным выше как круг безопасности. Но в контексте совершенства в нашем случае системы LDW, камера может служить нескольким дополнительным целям:

Непосредственно предупреждению об отклонении из полосы (LDW).
Вместо простого предупреждения мы теперь можем позволить системе самой удерживать автомобиль в пределах своей полосы. А вот это уже серьёзный замах на . И, на самом деле, многие автопроизводители позволяют сегодня владельцам своих машин выбирать заранее, настраивая систему - будет она просто предупреждать или самостоятельно возвращать Вас в полосу.
Предупреждения об опасности столкновения (FCW). Система отслеживает объект перед транспортным средством и скорость приближения к нему.
Управление стеклоочистителем лобового стекла. Если изображение камерой определяется как размытое, алгоритм подозревает, что это может быть из-за дождя. Тогда система включает или учащает режим работы дворников .
Контроль за дорожной ситуацией. Так как дорожные знаки и разметка в большинстве своём одинаковые, то становится легко научить камеру распознавать их и предупреждать водителя об ограничении скорости , запрете обгона и так далее.

Современные технологии автономного и полу-автономного интерфейса управления автомобилями готовятся покорять внимание и кошельки потенциальных покупателей, однако пока большинство удачных воплощений подобных идей в реальность только на стадии подготовки и не по карману обычному обывателю. Тем не менее, рынок уже сейчас может предложить удачные примеры использования технологий, которые обеспечивают дополнительный комфорт от вождения. Не так давно мы публиковали подробную статью о . Теперь настало время поговорить о другой популярной технологии, а именно системе контроля полосы движения. Что такое система контроля полосы движения? Зачем она нужна? И самое главное: стоит ли задумываться о покупке автомобиля с системой подобного типа?

Что такое LDWS

Система контроля полосы движения (Lane Departure Warning System «LDWS») – это технология, предупреждающая о том, что возможен скорый сход с полосы движения автомобиля. Применяется технология на участках вроде магистралей, автобанов или автострадах. В первую очередь технология контроля позволяет держаться выбранного участка дороги, исключая возможность несанкционированного съезда с пути. На деле это имеет огромное значение для сегодняшних реалий: всё чаще основными причинами возникновения автомобильных аварий является временная отстраненность водителей от контроля ситуации за дорогой (сон за рулем, переутомленность, проблемы со здоровьем).

Ранее эксклюзивная для дорогостоящих и премиальных седанов система медленно перекочевала в стан бюджетных и семейных типов автомобилей, предлагая свой функционал почти любому автовладельцу.

Принцип работы системы контроля полосы движения

Существует несколько видов ходовых систем контроля полосы движения, которые применяются при создании современных автомобилей. Однако, неизменным остается функциональная суть – не допускать съезда с заданного пути.

Траектория пути задается с помощью размещенных датчиков в области переднего бампера (внутри радиаторной решетки) или же внутри салона автомобиля (рядом с зеркалом заднего вида). Компьютер размечает условную разметку на дорожном полотне впереди автомобиля, вычисляет положение автомобиля в режиме реального времени и с помощью записанных заранее алгоритмов и программного кода осуществляет контроль за движением автомобиля по верному курсу.

Если маневр съезда не запланирован самим водителем (система контроля полосы реагирует на включение поворотника), компьютер намеренно предупредит водителя транспортного средства о том, что возможен съезд с заданного маршрута. Уведомление может выглядеть совершенно по-разному, и зависит от используемого типа LDWS (например, может прозвучать громкий звуковой сигнал, или завибрировать рулевое колесо).

Последние наработки в этой сфере предоставляют системе контроль за совершением маневров особой сложности (например, экстренное торможение). Обычно такие системы входят в так называемый «автопилот». К слову, в последних моделях Cadillac используется обработка данных по навигационным картам, и система заранее знает о всех поворотах и необходимых маневрах на заданном маршруте.

Типы датчиков и системы контроля полосы

На данный момент существует 2 типа технологий:

система предупреждения о съезде с полосы (Lane Departure System «LDS»), издающая уведомления о несанкционированных попытках сменить заданный курс;
система удержания в полосе (Lane Keeping System «LKS»), которая уполномочена совершать независящие от водителя маневры и действия по удержанию автомобиля на полосе, если тот не реагирует на внешние предупреждающие сигналы.

Кроме того, наличие системы контроля за полосой подразумевает и расположение в конструкции автомобиля считывающих датчиков, которые обрабатывают поступающую информацию в режиме реального времени. В зависимости от функциональных возможностей существуют такие типы датчиков:

видео-датчик , принцип их действия очень схож с видеорегистраторами, а размещаются они преимущественно в центральном участке на лобовом стекле;
лазерные датчики , располагаются в корпусе автомобиля, как правило в радиаторной решетке или бампере. С помощью четких алгоритмов проецирует линии на задаваемый маршрут и следует ему;
инфракрасные датчики , по функционалу схожи с лазерными, однако имеют другой тип обработки данных. Показывают отличные результаты в ночное время суток. Размещаются в днище автомобиля.

Преимущества и недостатки LDW

Как уже было сказано ранее, система LDW может стать незаменимым помощником и «ангелом-хранителем» многих автовладельцев. От ситуаций, которые могут возникнуть за рулем, не застрахован никто, тем более, что участников дорожного движения на дорогах сейчас увеличивается с каждым днем. Необходимо всего несколько секунд, чтобы ситуация от «обычной» стала «аварийной», и как раз эти секунды бывают определяющими.

Однако, следует учитывать, что неправильно настроенная система определения может быть слишком назойливой и реагировать даже на малейшие кочки автомобиля, связанные с неровностью дорожного полотна. Чрезмерное напоминание может послужить причиной той самой отвлеченности водителя, о которой было столько сказано в этой статье.

Помимо этого, некоторые датчики определения дороги плохо реагируют на затертую некорректную дорожную разметку, а заснеженная дорога является причиной многих сбоев в работе и неправильного функционирования системы LDW. В таких ситуациях лучше отключать технологию до момента её более рационального использования.