Введение
Механизм, предназначенный для предупреждения водителя при начале выезда транспортного средства за пределы полосы движения.
In road transport terminology, a lane departure warning system (LDWS) is a mechanism designed to warn the driver when the vehicle begins to move out of its lane (unless a turn signal is on in that direction) on freeways and arterial roads. These systems are designed to minimize accidents by addressing the main causes of collisions: driver error, distractions and drowsiness. In 2009 the U. S. National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) began studying whether to mandate lane departure warning systems and frontal collision warning systems on automobiles. There are four types of systems:
Lane departure warning (LDW): Systems which warn the driver if the vehicle is leaving its lane with visual, audible, and/or vibration warnings
Lane keeping assist (LKA/LKS): Systems which warn the driver and, with no response, automatically take steps to ensure the vehicle stays in its lane
Lane centering assist (LCA): Systems which assist in oversteering, keeping the car centered in the lane, and asking the driver to take over in challenging situations
Automated lane keeping systems (ALKS): Designed to follow lane markings with no human driver. Another system is the emergency lane keeping (ELK). The emergency lane keeping applies correction to a vehicle which drifts beyond a solid lane marking.
В терминологии дорожного транспорта система предупреждения о выходе из полосы движения (LDWS) – это механизм, предназначенный для предупреждения водителя, когда транспортное средство начинает выезжать за пределы полосы движения (если на этом направлении не включен указатель поворота) на автомагистралях и основных дорогах. Эти системы разработаны для снижения количества аварий, устраняя основные причины столкновений: ошибки водителя, отвлечение внимания и сонливость. В 2009 году Национальное управление безопасностью дорожного движения США (NHTSA) начало изучать вопрос об обязательном оснащении автомобилей системами предупреждения о выходе из полосы движения и системами предупреждения о фронтальном столкновении. Существуют четыре типа систем:
In road transport terminology, a lane departure warning system (LDWS) is a mechanism designed to warn the driver when the vehicle begins to move out of its lane (unless a turn signal is on in that direction) on freeways and arterial roads. These systems are designed to minimize accidents by addressing the main causes of collisions: driver error, distractions and drowsiness. In 2009 the U. S. National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) began studying whether to mandate lane departure warning systems and frontal collision warning systems on automobiles. There are four types of systems:
Lane departure warning (LDW): Systems which warn the driver if the vehicle is leaving its lane with visual, audible, and/or vibration warnings
Lane keeping assist (LKA/LKS): Systems which warn the driver and, with no response, automatically take steps to ensure the vehicle stays in its lane
Lane centering assist (LCA): Systems which assist in oversteering, keeping the car centered in the lane, and asking the driver to take over in challenging situations
Automated lane keeping systems (ALKS): Designed to follow lane markings with no human driver. Another system is the emergency lane keeping (ELK). The emergency lane keeping applies correction to a vehicle which drifts beyond a solid lane marking.
Предупреждение о выходе из полосы движения (LDW): системы, которые предупреждают водителя о выезде транспортного средства за пределы полосы движения визуальными, звуковыми и/или вибрационными сигналами.
In road transport terminology, a lane departure warning system (LDWS) is a mechanism designed to warn the driver when the vehicle begins to move out of its lane (unless a turn signal is on in that direction) on freeways and arterial roads. These systems are designed to minimize accidents by addressing the main causes of collisions: driver error, distractions and drowsiness. In 2009 the U. S. National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) began studying whether to mandate lane departure warning systems and frontal collision warning systems on automobiles. There are four types of systems:
Lane departure warning (LDW): Systems which warn the driver if the vehicle is leaving its lane with visual, audible, and/or vibration warnings
Lane keeping assist (LKA/LKS): Systems which warn the driver and, with no response, automatically take steps to ensure the vehicle stays in its lane
Lane centering assist (LCA): Systems which assist in oversteering, keeping the car centered in the lane, and asking the driver to take over in challenging situations
Automated lane keeping systems (ALKS): Designed to follow lane markings with no human driver. Another system is the emergency lane keeping (ELK). The emergency lane keeping applies correction to a vehicle which drifts beyond a solid lane marking.
Помощь в удержании полосы движения (LKA/LKS): системы, которые предупреждают водителя и, в случае отсутствия реакции, автоматически принимают меры для удержания транспортного средства в полосе движения.
In road transport terminology, a lane departure warning system (LDWS) is a mechanism designed to warn the driver when the vehicle begins to move out of its lane (unless a turn signal is on in that direction) on freeways and arterial roads. These systems are designed to minimize accidents by addressing the main causes of collisions: driver error, distractions and drowsiness. In 2009 the U. S. National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) began studying whether to mandate lane departure warning systems and frontal collision warning systems on automobiles. There are four types of systems:
Lane departure warning (LDW): Systems which warn the driver if the vehicle is leaving its lane with visual, audible, and/or vibration warnings
Lane keeping assist (LKA/LKS): Systems which warn the driver and, with no response, automatically take steps to ensure the vehicle stays in its lane
Lane centering assist (LCA): Systems which assist in oversteering, keeping the car centered in the lane, and asking the driver to take over in challenging situations
Automated lane keeping systems (ALKS): Designed to follow lane markings with no human driver. Another system is the emergency lane keeping (ELK). The emergency lane keeping applies correction to a vehicle which drifts beyond a solid lane marking.
Помощь в центрировании в полосе движения (LCA): системы, которые помогают при заносе, удерживая автомобиль в центре полосы движения и передавая управление водителю в сложных ситуациях.
In road transport terminology, a lane departure warning system (LDWS) is a mechanism designed to warn the driver when the vehicle begins to move out of its lane (unless a turn signal is on in that direction) on freeways and arterial roads. These systems are designed to minimize accidents by addressing the main causes of collisions: driver error, distractions and drowsiness. In 2009 the U. S. National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) began studying whether to mandate lane departure warning systems and frontal collision warning systems on automobiles. There are four types of systems:
Lane departure warning (LDW): Systems which warn the driver if the vehicle is leaving its lane with visual, audible, and/or vibration warnings
Lane keeping assist (LKA/LKS): Systems which warn the driver and, with no response, automatically take steps to ensure the vehicle stays in its lane
Lane centering assist (LCA): Systems which assist in oversteering, keeping the car centered in the lane, and asking the driver to take over in challenging situations
Automated lane keeping systems (ALKS): Designed to follow lane markings with no human driver. Another system is the emergency lane keeping (ELK). The emergency lane keeping applies correction to a vehicle which drifts beyond a solid lane marking.
Автоматические системы удержания полосы движения (ALKS): предназначены для следования разметке полосы движения без участия водителя. Другая система – аварийная система удержания полосы движения (ELK). Аварийное удержание полосы движения корректирует траекторию транспортного средства, отклонившегося за сплошную линию разметки полосы движения.
In road transport terminology, a lane departure warning system (LDWS) is a mechanism designed to warn the driver when the vehicle begins to move out of its lane (unless a turn signal is on in that direction) on freeways and arterial roads. These systems are designed to minimize accidents by addressing the main causes of collisions: driver error, distractions and drowsiness. In 2009 the U. S. National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) began studying whether to mandate lane departure warning systems and frontal collision warning systems on automobiles. There are four types of systems:
Lane departure warning (LDW): Systems which warn the driver if the vehicle is leaving its lane with visual, audible, and/or vibration warnings
Lane keeping assist (LKA/LKS): Systems which warn the driver and, with no response, automatically take steps to ensure the vehicle stays in its lane
Lane centering assist (LCA): Systems which assist in oversteering, keeping the car centered in the lane, and asking the driver to take over in challenging situations
Automated lane keeping systems (ALKS): Designed to follow lane markings with no human driver. Another system is the emergency lane keeping (ELK). The emergency lane keeping applies correction to a vehicle which drifts beyond a solid lane marking.
Обоснование и метод
Одна из основных причин аварий с одним транспортным средством и лобовых столкновений – это выезд за пределы полосы движения. Цель систем боковой поддержки (LSS) – помочь предотвратить подобные аварии. В Европе система предупреждения о выезде из полосы движения должна соответствовать стандарту распознавания видимой дорожной разметки, например, Регламенту Комиссии ЕС 351/2012.
История
Концепция и рабочая модель этой технологии были изобретены и установлены на Rover SD1 в Англии британским изобретателем Ником Париш в 1988 году. Заявка на патент № 8911571.1 была подана в 1989 году. Первая серийная система предупреждения о выходе из полосы движения в Европе была разработана американской компанией Iteris для коммерческих грузовиков Mercedes Actros. Система дебютировала в 2000 году и теперь доступна на многих новых автомобилях, внедорожниках и грузовиках. В 2002 году система Iteris стала доступна на североамериканских транспортных средствах Freightliner Trucks. В обеих этих системах водитель предупреждается о непреднамеренном выходе из полосы движения звуком, имитирующим шум боковой зоны дороги, воспроизводимым с той стороны транспортного средства, которая отклоняется от полосы. Предупреждения не выдаются, если водитель до пересечения линии разметки включил указатель поворота.
2001 год
Nissan Motors начала предлагать систему помощи в удержании полосы движения на Cima 450XV Limited (F500), продаваемой в Японии.
2002 год
Toyota представила свою систему контроля полосы движения на моделях, таких как Caldina и Alphard, продаваемых в Японии; эта система предупреждает водителя, если автомобиль начинает отклоняться от полосы движения.
2003 год
Honda представила свою систему помощи удержанию полосы движения (Lane Keep Assist System, LKAS) на автомобиле Inspire. Система обеспечивает до 80% необходимого крутящего момента рулевого управления для удержания автомобиля в полосе на шоссе. Она также разработана для снижения утомляемости при движении по шоссе, минимизируя усилия водителя при управлении рулем. Камера, установленная в верхней части лобового стекла непосредственно над зеркалом заднего вида, сканирует дорогу впереди в радиусе 40 градусов, распознавая белые пунктирные линии, обозначающие границы полос движения на шоссе. Компьютер определяет, что водитель удерживается в определенной полосе, оценивает крутизну поворота и, учитывая такие параметры, как рыскание и скорость автомобиля, рассчитывает необходимое усилие на рулевое управление.
2004 год
В 2004 году первая система помощи водителю, доступная в Северной Америке, была совместно разработана компаниями Iteris и Valeo для Nissan на автомобилях Infiniti FX и (в 2005 году) M. В этой системе камера (установленная в верхней консоли над зеркалом заднего вида) отслеживает разметку полос движения на дороге. При пересечении разметки включается предупреждающий звуковой сигнал, оповещающий водителя. Также в 2004 году Toyota добавила функцию удержания в полосе движения в автомобиль Crown Majesta, которая может прикладывать небольшое корректирующее усилие к рулевому управлению, помогая удерживать автомобиль в полосе.
2005 год
Citroën стала первой в Европе компанией, предложившей систему LDWS на моделях C4 и C5 2005 года выпуска, а также на C6. Эта система использует инфракрасные датчики для отслеживания разметки полос движения на дороге, а вибрация в сиденье предупреждает водителя об отклонении от полосы. Если включена система круиз-контроля с радаром, функция удержания в полосе (Lane Keep) помогает снизить нагрузку на водителя, подстраивая усилие на рулевом колесе. Однако водитель должен сохранять контроль над управлением, иначе система отключится.
2007 год
В 2007 году Audi впервые предложила функцию Audi lane assist на автомобиле Q7. В отличие от японских систем помощи водителю, эта система не вмешивается в управление автомобилем, а лишь вибрирует рулевое колесо, если автомобиль начинает покидать полосу движения. Система LDW в Audi использует фронтальную видеокамеру в пределах видимого диапазона, в то время как в Citroën применяются инфракрасные датчики, направленные вниз. Также в 2007 году Infiniti представила обновленную версию своей системы 2004 года под названием Lane Departure Prevention (LDP) – система предотвращения выезда из полосы движения. Эта функция использует систему контроля динамической стабилизации для помощи водителю в удержании автомобиля в полосе движения, слегка подтормаживая нужные колеса.
2008 год
General Motors представила систему предупреждения о выходе из полосы движения на своих моделях Cadillac STS, DTS и Buick Lucerne 2008 года выпуска. Система General Motors предупреждает водителя звуковым сигналом и индикатором предупреждения на приборной панели. BMW также представила систему предупреждения о выходе из полосы движения на 5-й (E60) и 6-й сериях, используя вибрирующий руль для предупреждения водителя о непреднамеренном отклонении от полосы. В конце 2013 года BMW обновила систему, добавив Traffic Jam Assistant, который впервые появился на обновленном BMW X5. Эта система работает… Volvo представила систему предупреждения о выходе из полосы движения и систему контроля внимания водителя на своих автомобилях S80, V70 и XC70 2008 года выпуска. Система предупреждения о выходе из полосы движения Volvo использует камеру для отслеживания дорожной разметки и подает сигнал тревоги, когда водитель покидает полосу движения без включения указателя поворота. Системы, используемые BMW, Volvo и General Motors, основаны на базовой технологии Mobileye.
2009 год
Mercedes-Benz начала предлагать функцию помощи удержания в полосе движения на новом E-классе. Эта система предупреждает водителя (вибрацией рулевого колеса), если автомобиль начинает отклоняться от своей полосы. Другая функция автоматически отключается и повторно активируется, если система определяет, что водитель намеренно покидает полосу (например, при энергичном прохождении поворота). Более новая версия использует тормозную систему для помощи в удержании автомобиля в полосе движения.
2010 год
Kia Motors предлагала премиальный седан Cadenza 2011 года с опциональной системой предупреждения о выходе из полосы движения (LDWS) на отдельных рынках. Система использует мигающий значок на приборной панели и подает звуковое предупреждение при пересечении белой разметки полосы, а также более громкое предупреждение при пересечении желтой разметки. Система отключается при включении указателя поворота или нажатии кнопки деактивации на приборной панели; она функционирует за счет оптического датчика, установленного с обеих сторон автомобиля.
2011 год
Audi A7 представляет систему активной помощи при удержании в полосе движения Audi active lane assist.
2012 год
Mobileye разработала систему, которая обнаруживала разметку полос и определяла, когда автомобиль покидает полосу движения без включенного указателя поворота.
2013 год
Mercedes-Benz представила систему Distronic Plus с функцией помощи в удержании полосы и Stop&Go Pilot на обновлённом S-Классе в 2013 году.
2014 год
Tesla Model S оснащалась передовыми системами помощи в удержании полосы движения с момента выпуска в 2014 году. Также была реализована функция помощи в соблюдении скоростного режима, в которой фронтальная камера распознает знаки ограничения скорости, используя технологию компьютерного зрения, и передает эту информацию автомобилю. На дорогах, где знаки отсутствуют, система использует данные GPS. Если автомобиль отклоняется от полосы движения, система издает звуковой сигнал и вибрирует рулевое колесо, предупреждая водителя о непреднамеренной смене полосы. Это происходит также при превышении установленного ограничения скорости. Fiat запускает функцию помощи в удержании полосы движения, основанную на системе удержания полосы движения TRW (также известной как система тактильной обратной связи при отклонении от полосы). Эта система объединяет камеру распознавания полосы движения с электрическим усилителем руля TRW; при обнаружении непреднамеренного отклонения от полосы (если не включен указатель поворота, свидетельствующий о намерении водителя сменить полосу), электрический усилитель руля создает небольшое усилие, помогая вернуть автомобиль в центр полосы. Эта система, впервые примененная на Lancia Delta в 2008 году, получила награду Итальянской автомобильной технической ассоциации как лучшая автомобильная инновация 2008 года. Peugeot представила ту же систему, что и Citroën, в своей новой модели 308. Системы предупреждения о выходе из полосы движения сочетают в себе функции предотвращения и оповещения о рисках в транспортной отрасли. Viewnyx использует видеотехнологии для помощи транспортным компаниям в снижении расходов, связанных с ответственностью за вождение. Предоставляя менеджерам по безопасности отчеты и инструменты для оценки рисков водителей и автопарка, она способствует проведению целенаправленного обучения и подготовки для устранения опасного поведения. Решение Lookout используется в североамериканских автопарках, и ведутся исследования по внедрению системы предупреждения о выходе из полосы движения через мобильный телефон.
2017 год
Страховой институт дорожной безопасности выразил обеспокоенность тем, что водители могут стать менее внимательными, полагаясь на автоматизированные системы безопасности, или отвлекаться на дисплеи приборной панели, отображающие информацию о работе этих систем. Два отдельных исследования показали, что автомобили, оснащенные системами удержания в полосе и мониторинга слепых зон, имели более низкий уровень аварийности, чем аналогичные автомобили без этих систем. Анализ данных о ДТП, собранных полицией в 25 штатах в период с 2009 по 2015 год для моделей автомобилей, в которых эти системы предлагались в качестве опции, показал снижение количества аварий с одним участником, боковых столкновений и лобовых столкновений на 11 процентов, а также снижение тяжести травм в таких авариях на 21 процент. Объем выборки был недостаточен для учета демографических и других факторов.
Содержание полосы движения и следующие технологии
Система помощи в удержании в полосе движения (LKA) – это функция, которая, помимо системы предупреждения о выходе из полосы движения, автоматически предпринимает шаги для обеспечения того, чтобы автомобиль оставался в своей полосе. Некоторые автомобили объединяют адаптивный круиз-контроль с системами удержания в полосе движения для повышения безопасности. Хотя сочетание этих функций создает частично автономный автомобиль, в большинстве случаев требуется, чтобы водитель сохранял контроль над автомобилем во время использования. Это связано с ограничениями, присущими функции удержания в полосе движения. Nvidia достигла высокой точности в разработке функций автономного вождения, включая удержание в полосе движения, используя механизм обучения на основе нейронной сети, в котором используется фронтальная камера автомобиля, проезжающая по маршруту, а затем данные о поворотах руля и изображения дороги, поступающие в нейронную сеть, для ее «обучения». Нейронная сеть затем сможет изменять угол поворота руля в зависимости от смены полосы движения на дороге и удерживать автомобиль в центре полосы. Механизм помощи в удержании в полосе движения может либо реактивно возвращать автомобиль в полосу, если он начинает отклоняться, либо проактивно удерживать автомобиль в центре полосы. Автомобильные компании часто используют термин "lane keep(ing) assist" для обозначения как реактивной помощи в удержании в полосе движения (LKA), так и проактивной помощи в центрировании в полосе движения (LCA), но эти термины начинают различаться. Tesla использует самую передовую систему помощи в удержании в полосе движения (подобную LKA) в сочетании со своей адаптивной системой круиз-контроля, которая продается вместе под названием "Автопилот". В 2020 году ЕЭК ООН опубликовала регламент автоматизированной системы удержания в полосе движения (ALKS), который включает в себя такие функции, как удержание в полосе движения и адаптивная скорость для определенных дорог со скоростью до 60 км/ч. Tesla включает в себя такие функции, как помощь в удержании в полосе движения, а также автоматическую смену полосы движения без участия водителя. Схожая технология, используемая в системе помощи в удержании в полосе движения, применяется и для функции автоматической парковки.
Ограничения
Системы предупреждения о выходе из полосы движения и системы удержания в полосе движения полагаются на видимые дорожные разметки. Как правило, они не могут распознать выцветшие, отсутствующие или неверные разметки. Разметки, заснеженные или оставшиеся от старой разметки, могут мешать работе системы. Правило ЕЭК ООН № 130 не требует, чтобы системы LDWS для большегрузных автомобилей работали на скорости ниже 60 км/ч или в повороте с радиусом менее 250 метров. Системы предупреждения о выходе из полосы движения также имеют множество юридических ограничений в отношении автономного вождения. Как уже упоминалось, эта система требует постоянного участия водителя. Транспортные средства, оснащенные этой технологией, предназначены только для помощи водителю, а не для самостоятельного управления. Главное ограничение систем предупреждения о выходе из полосы движения заключается в том, что они не осуществляют полный контроль над транспортным средством. Система не учитывает другие транспортные средства на дороге и "не может заменить навыки безопасного вождения".
Потенциальная опасность
Испытатели Американской автомобильной ассоциации обнаружили непоследовательность и опасность в работе систем помощи водителю. Системы работали "в основном, как ожидалось", но при приближении к имитации автомобиля с неисправностью столкновение происходило в 66% случаев, а средняя скорость удара составляла 40 км/ч (25 миль/ч).