專利名稱：一種車道檢測(cè)和偏離預(yù)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車交通安全防護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種可以有效降低由于車道偏離而引起交通事故的車道檢測(cè)和偏離預(yù)警裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)和交通事業(yè)的不斷發(fā)展，汽車已經(jīng)成為人們不可或缺的交通工具，但隨著汽車使用率的不斷提高，交通事故的發(fā)生率也呈現(xiàn)出了逐年上升的趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在眾多的交通事故中有接近40%的汽車事故是由于汽車偏離正常行駛的車道而引起的，而這其中主要是由于駕駛員注意力不集中或疲勞駕駛引起的，如何降低由于汽車偏離而引起的汽車事故,對(duì)于汽車的功能要求也越來(lái)越高?，F(xiàn)有技術(shù)的車道偏離報(bào)警系統(tǒng)一般根據(jù)攝像頭實(shí)時(shí)采集的圖像信息進(jìn)行處理，通過(guò)圖像濾波技術(shù)提取車道線特征，然后利用檢測(cè)技術(shù)將提取到的特征進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，估計(jì)出車道線參數(shù)，再通過(guò)計(jì)算這些參數(shù)與車輛之間的相對(duì)位置關(guān)系對(duì)車輛偏離車道線進(jìn)行警告，提醒駕駛員糾正車輛回到安全行駛的狀態(tài)。但現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)一般需要單獨(dú)開(kāi)發(fā)DSP、ARM、FPGA等硬件平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行處理和控制，加大了成本預(yù)算；并且現(xiàn)有技術(shù)單獨(dú)的采用單個(gè)處理器，在車道線檢測(cè)和偏離預(yù)警上效果較差。
發(fā)明內(nèi)容基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型提供了一種可以有效降低由于車道偏離而引起交通事故的車道檢測(cè)和偏離預(yù)警裝置。本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn):一種車道檢測(cè)和偏離預(yù)`警裝置，主要包括圖像傳感器、處理器和顯示器，還包括與圖像傳感器連接并接收其發(fā)送的視頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器，與A/D轉(zhuǎn)換器連接并對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼的視頻解碼器，視頻解碼器輸出的解碼信號(hào)傳送至處理器進(jìn)行處理，以及與所述處理器連接并受其控制的報(bào)警器。其中，所述處理器為至少一雙核處理器，與所述顯示器、視頻解碼器和報(bào)警器連接并與它們通信，與汽車車身傳感器通過(guò)CAN總線通信以接收其發(fā)出的汽車速度和方向盤信息，所述顯示器與所述處理器連接并接收包含車道線信息的、用于顯示的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，所述處理器為一雙(或多)核處理器。進(jìn)一步的，所述處理器包括集成于同一塊芯片并通信連接的一 DSP處理器和一ARM處理器。進(jìn)一步的，所述DSP處理器為一能將視頻信號(hào)的圖像從YCbCr 4:2:2格式轉(zhuǎn)換為RGB格式的處理器。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:(I)本系統(tǒng)主要是基于雙(或多)核開(kāi)發(fā)的嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境而實(shí)現(xiàn)對(duì)車道線檢測(cè)和偏離預(yù)警的，可以應(yīng)用在該環(huán)境下的任何嵌入式產(chǎn)品，相比較目前市面上的相關(guān)車道偏離預(yù)警裝置都是基于DSP和FPGA開(kāi)發(fā)并且需要相關(guān)的硬件平臺(tái)實(shí)施，而本系統(tǒng)無(wú)須再單獨(dú)開(kāi)發(fā)相關(guān)的硬件平臺(tái)，可極大節(jié)約開(kāi)發(fā)成本；(2)雙(或多)核處理器相對(duì)于單核處理器來(lái)說(shuō)其處理的效率和能力都更加優(yōu)越。
圖1為本實(shí)用新型一種車道檢測(cè)和偏離預(yù)警裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。如圖1所示，一種車道檢測(cè)和偏離預(yù)警裝置，主要包括圖像傳感器、處理器、CAN總線控制器、CAN總線和顯示器，還包括與圖像傳感器連接并接收其發(fā)送的視頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器，與A/D轉(zhuǎn)換器連接并對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解碼的視頻解碼器，視頻解碼器輸出的解碼信號(hào)傳送至處理器進(jìn)行處理，以及與所述處理器連接并受其控制的報(bào)警器。其中，所述處理器為一集成了 DSP (Digital Signal Processing,數(shù)字信號(hào)處理)處理器和ARM (Advanced RISC Machine)處理器的雙(或多)核處理器，與所述顯示器、視頻解碼器和報(bào)警器連接并與它們通信，與汽車車身傳感器通過(guò)CAN總線通信以接收其發(fā)出的汽車速度和方向盤信息，所述顯示器與所述處理器連接并接收包含車道線信息的、用于顯示的數(shù)據(jù)。在一優(yōu)選的實(shí)施例中，本裝置中的處理器采用由TI公司的達(dá)芬奇架構(gòu)的數(shù)字多媒體處理器，當(dāng)視頻信號(hào)傳輸?shù)较到y(tǒng)時(shí)，圖像傳感器把視頻信號(hào)送到A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字視頻信號(hào)送到視頻解碼器，視頻解碼器將視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，最后以YCbCr 4:2:2的格式送到TI雙(或多)核處理器的DSP進(jìn)行處理。DSP處理后輸出RGB格式的視頻信號(hào)到顯示模塊，然后通過(guò)ARM進(jìn)行處理，當(dāng)檢測(cè)到偏離預(yù)警時(shí)通過(guò)報(bào)警模塊發(fā)出不同頻率的預(yù)警聲音。當(dāng)包含一幀幀圖像的視頻信號(hào)傳到雙(或多)核處理器中的時(shí)，DSP處理器首先對(duì)原始圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理，具體包括圖像灰度化處理、對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行濾波等處理。其次，DSP處理器對(duì)進(jìn)行過(guò)預(yù)處理的車道圖像進(jìn)行區(qū)域的劃分，主要?jiǎng)澐謪^(qū)域?yàn)楦信d趣區(qū)域和非感興趣區(qū)域，在感興趣區(qū)域內(nèi)分為兩段，一段為近景區(qū)域車道線采用直線模型，一段為次遠(yuǎn)景車道線采用直線-曲線模型。當(dāng)判斷次遠(yuǎn)景車道為彎道時(shí)采用曲線模型，為直道時(shí)采用和近景區(qū)域車道線一致的直線模型。直車道線的檢測(cè)主要是利用Hough變換進(jìn)行直線檢測(cè)。彎道曲線模型采用最小二乘法對(duì)次近感興趣區(qū)域內(nèi)的實(shí)時(shí)車道邊緣點(diǎn)進(jìn)行曲線擬合。DSP處理器對(duì)車道線進(jìn)行檢測(cè)處理后，將得到的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)達(dá)芬奇雙(或多)核處理器架構(gòu)中的DSPLINK層與ARM處理器進(jìn)行通信，具體為與ARM處理器端的RTOS(Real-time operating system,實(shí)時(shí)操作系統(tǒng))的編碼引擎進(jìn)行實(shí)時(shí)通信,DSPLINK提供一套通用的API (Application Programming Interface,應(yīng)用程序編程接口),用以基本的數(shù)據(jù)連接和基本的處理器的控制。然后，DSPLINK從架構(gòu)的應(yīng)用層中抽象出ARM處理器和DSP處理器的物理連接，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)與ARM處理器端的應(yīng)用程序的通信，當(dāng)DSP處理器將檢測(cè)到的車道線值送到ARM處理器端時(shí)，此應(yīng)用程序即負(fù)責(zé)對(duì)車道線的偏離預(yù)警處理和顯示。車道偏離判斷方法采用的是車道夾角法。假設(shè)車道偏離率由左右車道相對(duì)于圖像中檢車的左右直線的夾角比量化，表示為(Θ 1-ο.5*π)/ (0.5*Π-ΘΓ)。式中，Θ I為左車道線與水平線的夾角，0 1*為右車道線與水平線的夾角。到車輛行駛在車道圖像的正中央時(shí)，為1，當(dāng)車輛向左或向右偏的時(shí)候都會(huì)導(dǎo)致偏離率改變，所以我們認(rèn)為偏離率在一定的范圍內(nèi)是正常的，當(dāng)超過(guò)這個(gè)范圍發(fā)出認(rèn)為車輛偏移車道線，給與預(yù)警。應(yīng)用程序的模塊包括主控模塊，算法調(diào)用模塊，視頻模塊，OSD模塊，車道偏離預(yù)警模塊，模塊化的處理具體為，主控模塊是主要的控制單元，負(fù)責(zé)各個(gè)模塊邏輯控制和處理，算法調(diào)用模塊負(fù)責(zé)DSP端算法調(diào)用，視頻模塊主要處理視頻數(shù)據(jù)捕獲，OSD模塊主要處理視頻數(shù)據(jù)的顯示，車道偏離預(yù)警模塊處理車道偏移算法和預(yù)警控制。上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為 等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.種車道檢測(cè)和偏離預(yù)警裝置，主要包括圖像傳感器、處理器和與處理器相連的顯示器，其特征在于，還包括: 從所述圖像傳感器接收視頻信號(hào)并將該視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器； 從所述A/D轉(zhuǎn)換器接收所述數(shù)字信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行解碼的視頻解碼器，解碼后的數(shù)字信號(hào)被處理器接收和處理；以及 與所述處理器連接并受其控制的報(bào)警器； 其中，所述處理器至少為一雙核處理器，其可通過(guò)CAN總線從汽車車身傳感器獲取汽車速度和方向盤信息，所述顯示器與所述處理器連接并從處理器接收包含車道線信息的、用于顯示的數(shù)據(jù)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車道檢測(cè)和偏離預(yù)警裝置，其特征在于:所述處理器包括集成于同一塊芯片并通信連接的一 DSP處理器和一 ARM處理器。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的一種車道檢測(cè)和偏離預(yù)警裝置，其特征在于:所述DSP處理器為一能將視頻信號(hào)的圖像從YCbCr 4:2:2格式轉(zhuǎn)換為RGB格式的處理器。
專利摘要一種車道檢測(cè)和偏離預(yù)警裝置，主要包括圖像傳感器、處理器、CAN總線控制器和CAN總線，特別的還包括一與圖像傳感器連接并能將圖像傳感器傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器，一與A/D轉(zhuǎn)換器連接并接收其傳送信號(hào)的視頻解碼器，一與所述處理器連接用于顯示檢測(cè)到的車道線信號(hào)的顯示器，一與所述處理器連接并能對(duì)車道偏離狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警的報(bào)警器和一與CAN總線控制器連接的車身傳感器。本系統(tǒng)主要是基于雙(或多)核開(kāi)發(fā)的嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境而實(shí)現(xiàn)對(duì)車道線檢測(cè)和偏離預(yù)警的，可以應(yīng)用在該環(huán)境下的任何嵌入式產(chǎn)品，本系統(tǒng)無(wú)須再單獨(dú)開(kāi)發(fā)相關(guān)的硬件平臺(tái)，極大節(jié)約成本；另外，雙(或多)核處理器相對(duì)于單核處理器來(lái)說(shuō)處理效率和能力更加優(yōu)越。
文檔編號(hào)B60W40/00GK202923638SQ20122056655
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者董湘飛 申請(qǐng)人:惠州市德賽西威汽車電子有限公司