随着机动车保有量的快速增加和道路工程基础设施的建设,道路交通运输给人们的生活和出行带来了很大的便利,但由此引发的道路交通事故却成为全球安全问题之一。我国汽车保有量约占世界的2%～3%,但是交通事故死亡人数却占世界的22%左右,是世界上交通事故比较严重的国家之一。纵观交通事故形成的原因,车辆没有保持在合适的车道行驶或驶离当前车道是已知的驾驶人因素导致交通事故原因的第二位。统计表明,如果在潜在的交通事故发生前提前ls,给驾驶人发出车辆偏离当前车道的预警,则可避免90%以上交通事故的发生。本文对道路图像预处理(灰度化、滤波去噪、二值化)、车道线检测、车道线跟踪以及车道偏离检测相关技术进行了研究。首先,基于单目视觉采集车辆在高速公路或类似于高速公路的结构化道路上行驶的图像,采用图像预处理技术(加权平均法灰度化图像、FIR滤波对灰度图像滤波去噪、最大类间方差法二值化滤波去噪图像、基于消失点检测设定动态感兴趣区域ROI)处理行车道路图像,得到车道线凸显的ROI区域。然后,提出利用极角极径约束的Hough变换基于分段直线模型进行车道线检测,采用匹配算法进行车道线跟踪,识别率达到96.69%,实时处理时间是每帧20ms左右,能很好的检测出高速公路车道线,也能满足实时性的要求。此外本文还研究了采用人工鱼群算法进行车道线识别和拟合的方法。最后,提出一种车道偏离检测方法,根据车道线检测和匹配跟踪的结果,以车辆横向偏移(LO)、车道线斜率和截距作为特征输入,采用栈式自编码(SAE)神经网络来搭建车道偏离检测分类器模型,实验确定最佳参数设置和隐藏层结构,得到最高识别率分类器进行车道偏离检测并进行分类,最后进行了大量的实验,并与其他六种分类器(NFT、LO模型、S函数、SAE-DN、SVM-LS、SVM-NL)进行比较,验证了 SAE算法分类器的有效性和优越性。