一種車道偏離預(yù)警方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種車道偏離預(yù)警方法，車道偏離預(yù)警方法包括視頻采集裝置安裝和參數(shù)標(biāo)定步驟、圖像預(yù)處理步驟、邊緣檢測步驟、車道線識別步驟和車道偏離預(yù)警時(shí)間確定步驟，其包括：車輛偏航距離計(jì)算步驟：根據(jù)視頻采集裝置標(biāo)定的外部參數(shù)、內(nèi)部參數(shù)和坐標(biāo)變換關(guān)系計(jì)算出車輛偏航距離；預(yù)壓車道時(shí)間估算步驟；車道偏離判斷步驟：設(shè)定車道偏離時(shí)間閾值，當(dāng)所述預(yù)壓車道時(shí)間小于車道偏離時(shí)間閾值時(shí)，進(jìn)行車道偏離預(yù)警。本發(fā)明可提高車道偏離報(bào)警的抗噪聲和抗干擾的能力，使車道偏離預(yù)警可靠性提高，降低虛警率和漏警率，并提高估計(jì)預(yù)壓車道時(shí)間的準(zhǔn)確性，以給出有效的車道偏離預(yù)警。
【專利說明】一種車道偏離預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及行車安全輔助【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種車道偏離預(yù)警方法及預(yù)壓車道時(shí)間估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車道偏離報(bào)警(Lane Departure Warning,簡稱:LDW)系統(tǒng)是高級駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistance Systems,簡稱:ADAS)的其中一種，是一項(xiàng)汽車駕駛安全輔助系統(tǒng)。當(dāng)傳感元件偵測到車輛偏離車道時(shí)，若駕駛者因疲勞或疏忽而未打下轉(zhuǎn)換車道的方向燈訊號，系統(tǒng)會發(fā)出警示訊號以提醒駕駛者返回車道。車道偏離報(bào)警(LDW)系統(tǒng)目前以攝像頭為主要傳感器，基于機(jī)器視覺技術(shù)探測并跟蹤車道線，結(jié)合駕駛員特性判斷車輛是否有偏離出車道的危險(xiǎn)，危險(xiǎn)時(shí)為駕駛員提供聲音、燈光及震動警示。
[0003]由于道路環(huán)境復(fù)雜多變，現(xiàn)有的基于圖像處理技術(shù)的車道偏離預(yù)警方法仍面臨許多挑戰(zhàn)，還存在不足和需要改進(jìn)的地方:不同的天氣狀況，白天黑夜光照差異，以及陰影等因素影響光線變化，給圖像處理增加困難；隔離帶、護(hù)欄、車道箭頭及車輛的干擾，影響車道線檢測的準(zhǔn)確性。因此，車道偏離預(yù)警系統(tǒng)工作可靠性有待提高，需降低虛警率和漏警率，并需提高估計(jì)預(yù)壓車道時(shí)間的準(zhǔn)確性，以給出有效的車道偏離預(yù)警。
[0004]并且，目前車道偏離時(shí)間(Time to Lane Crossing,簡稱:TLC)的計(jì)算方法一般是先計(jì)算車輛偏航距離和偏航角，通過偏航角和車速計(jì)算車輛側(cè)向偏航速度，再通過偏航距離和側(cè)向偏航速度估算出車輛預(yù)壓車道時(shí)間，但在工程應(yīng)用中，車輛在行駛過程中不能保持絕對平穩(wěn)，車載攝像頭難免會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，這直接會影響偏航角的計(jì)算，由于車輛是高速行駛的，兩三度的偏航角誤差都可能會導(dǎo)致TLC的計(jì)算誤差超過允許范圍，因此，這種方法在實(shí)際應(yīng)用中不太可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種車道偏離預(yù)警方法，可提高車道偏離報(bào)警的抗噪聲和抗干擾的能力，使車道偏離預(yù)警可靠性提高，降低虛警率和漏警率，并提高估計(jì)預(yù)壓車道時(shí)間的準(zhǔn)確性，以給出有效的車道偏離預(yù)警。
[0006]本發(fā)明提供一種車道偏離預(yù)警方法，包括:
[0007]1.視頻采集裝置安裝和參數(shù)標(biāo)定步驟，具體包括:
[0008](i)在汽車橫向中央位置安裝攝像頭，記錄視頻采集裝置的外部參數(shù):攝像頭與水平地面高度D、攝像頭到汽車左右兩側(cè)的垂直距離dl和dr、攝像頭俯角Θ ° ;
[0009](ii)標(biāo)定視頻采集裝置內(nèi)部參數(shù)，確定圖像坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的映射關(guān)系；
[0010]I1.圖像預(yù)處理步驟，包括采集檢測區(qū)域的彩色圖像、確定檢測區(qū)域、對圖像進(jìn)行灰度化處理和中值濾波去噪；
[0011]其特征在于，還包括:
[0012]II1.邊緣檢測步驟，包括采用局部最大差值法提取圖像邊緣梯度、采用最大類間方差法對邊緣圖像進(jìn)行二值化處理、對二值化后的邊緣圖像進(jìn)行細(xì)化、噪點(diǎn)去除處理；
[0013]IV.車道線識別步驟，通過Hough變換檢測出多條直線，選定符合要求的車道線；
[0014]V.車道偏離預(yù)警時(shí)間確定步驟，具體包括:
[0015](i)車輛偏航距離計(jì)算步驟:根據(jù)視頻采集裝置標(biāo)定的外部參數(shù)、內(nèi)部參數(shù)和坐標(biāo)變換關(guān)系計(jì)算出車輛偏航距離；
[0016](ii)預(yù)壓車道時(shí)間估算步驟，具體包括:
[0017]①獲取車輛偏航距離點(diǎn)序列:當(dāng)車輛開始偏離非報(bào)警區(qū)時(shí)，每處理一幀圖像，獲得該時(shí)刻的車輛偏航距離；
[0018]②分析車輛偏航距離點(diǎn)序列，其短時(shí)間內(nèi)點(diǎn)分布近似直線，當(dāng)車輛偏航距離達(dá)到預(yù)設(shè)偏航閾值時(shí)，開始循環(huán)獲取車輛偏航距離點(diǎn)序列；
[0019]③根據(jù)獲取的設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的偏航距離點(diǎn)序列，建立偏航距離點(diǎn)序列趨勢模型，估算預(yù)壓車道時(shí)間；
[0020](iii)車道偏離判斷步驟:設(shè)定車道偏離時(shí)間閾值，當(dāng)所述預(yù)壓車道時(shí)間小于車道偏離時(shí)間閾值時(shí)，進(jìn)行車道偏離預(yù)警。
[0021]作為本發(fā)明的改進(jìn)方案，所述1.視頻采集裝置安裝和參數(shù)標(biāo)定步驟將圖像坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的映射關(guān)系確定為:
【權(quán)利要求】
1.一種車道偏離預(yù)警方法，包括: 1.視頻采集裝置安裝和參數(shù)標(biāo)定步驟，具體包括: (i)在汽車橫向中央位置安裝攝像頭，記錄視頻采集裝置的外部參數(shù):攝像頭與水平地面高度D、攝像頭到汽車左右兩側(cè)的垂直距離dl和dr、攝像頭俯角Θ ° ; (?)標(biāo)定視頻采集裝置內(nèi)部參數(shù)，確定圖像坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的映射關(guān)系； I1.圖像預(yù)處理步驟，包括采集檢測區(qū)域的彩色圖像、確定檢測區(qū)域、對圖像進(jìn)行灰度化處理和中值濾波去噪； 其特征在于，還包括: II1.邊緣檢測步驟，包括采用局部最大差值法提取圖像邊緣梯度、采用最大類間方差法對邊緣圖像進(jìn)行二值化處理、對二值化后的邊緣圖像進(jìn)行細(xì)化、噪點(diǎn)去除處理； IV.車道線識別步驟，通過Hough變換檢測出多條直線，選定符合要求的車道線； V.車道偏離預(yù)警時(shí)間確定步驟，具體包括: (i)車輛偏航距離計(jì)算步驟:根據(jù)視頻采集裝置標(biāo)定的外部參數(shù)、內(nèi)部參數(shù)和坐標(biāo)變換關(guān)系計(jì)算出車輛偏航距離； (?)預(yù)壓車道時(shí)間估算步 驟，具體包括: ①獲取車輛偏航距離點(diǎn)序列:當(dāng)車輛開始偏離非報(bào)警區(qū)時(shí)，每處理一幀圖像，獲得該時(shí)刻的車輛偏航距離； ②分析車輛偏航距離點(diǎn)序列，其短時(shí)間內(nèi)點(diǎn)分布近似直線，當(dāng)車輛偏航距離達(dá)到預(yù)設(shè)偏航閾值時(shí)，開始循環(huán)獲取車輛偏航距離點(diǎn)序列； ③根據(jù)獲取的設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的偏航距離點(diǎn)序列，建立偏航距離點(diǎn)序列趨勢模型，估算預(yù)壓車道時(shí)間； (iii)車道偏離判斷步驟:設(shè)定車道偏離時(shí)間閾值，當(dāng)所述預(yù)壓車道時(shí)間小于車道偏離時(shí)間閾值時(shí)，進(jìn)行車道偏離預(yù)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車道偏離預(yù)警方法，其特征在于: 所述V.車道偏離預(yù)警時(shí)間確定步驟中的(i)車輛偏航距離計(jì)算步驟具體為: 計(jì)算出車體左側(cè)到左側(cè)車道線的距離Ll=d-dl,右側(cè)Lr=d-dr ； 其中，攝像頭到車道線距離:d ^ B=Dkb ;世界坐標(biāo)系下的直線截距B的表達(dá)式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車道偏離預(yù)警方法，其特征在于: 所述II1.邊緣檢測步驟中對二值化后的邊緣圖像進(jìn)行細(xì)化的具體步驟為:以圖像垂直中線為界，將檢測圖像分為左半邊圖像和右半邊圖像；對左半邊圖像從水平和垂直方向進(jìn)行逐像素掃描，當(dāng)遇到白點(diǎn)時(shí)，如果后一點(diǎn)也是白點(diǎn)就將該點(diǎn)刪除，否則保留，每行的最后一個(gè)像素點(diǎn)不做判斷，像素值直接設(shè)為O ;對右半邊圖像從水平和垂直方向進(jìn)行逐像素掃描，若遇到白點(diǎn)，如果前一點(diǎn)也是白點(diǎn)就將該點(diǎn)刪除，否則保留，每行的第一個(gè)像素直接設(shè)為黑點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車道偏離預(yù)警方法，其特征在于: 所述II1.邊緣檢測步驟中圖像噪點(diǎn)去除處理的具體步驟為: 通過連通計(jì)數(shù)法去除噪點(diǎn)，對細(xì)化后的圖像邊緣進(jìn)行自下而上行掃描，當(dāng)發(fā)現(xiàn)白點(diǎn)時(shí)，以該點(diǎn)為起點(diǎn)進(jìn)行生長，并記錄連通白點(diǎn)數(shù)，如果連通白點(diǎn)數(shù)小于3，認(rèn)為是散點(diǎn)噪聲，去除白點(diǎn)，保留連通像素點(diǎn)數(shù)大于等于3的白點(diǎn)連通邊緣。
5.一種基于偏航距離的預(yù)壓車道時(shí)間估算方法，其特征在于，包括: ①獲取車輛偏航距離點(diǎn)序列:當(dāng)車輛開始偏離非報(bào)警區(qū)時(shí)，每處理一幀圖像，獲得該時(shí)刻的車輛偏航距離； ②分析車輛偏航距離點(diǎn)序列，其短時(shí)間內(nèi)點(diǎn)分布近似直線，當(dāng)車輛偏航距離達(dá)到預(yù)設(shè)偏航閾值時(shí)，開始循環(huán)獲取車輛偏航距離點(diǎn)序列； ③根據(jù)獲取的設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的偏航距離點(diǎn)序列，建立偏航距離點(diǎn)序列趨勢模型，估算預(yù)壓車道時(shí)間 。
【文檔編號】B60R11/04GK103738243SQ201310520373
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】潘藝, 胡元峰, 潘翔 申請人:惠州華陽通用電子有限公司