專利名稱：一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法和裝置。
背景技術(shù)：
近年來隨著日益增長的高速公路里程數(shù)與汽車保有量，道路交通事故急劇增加，導(dǎo)致驚人的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。車輛無意識偏離車道是其中的一個重要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在所有致命的事故中約有44%與車輛偏離正常車道行駛有關(guān)，其最主要的原因是駕駛員注意力不集中或者疲勞駕駛，造成車輛的無意識偏離。因此，研制出一種原理先進(jìn)、簡單易行、靈敏度高、人機(jī)交互好、價(jià)格低廉的道路偏離預(yù)警裝置，是十分必要的。經(jīng)過文獻(xiàn)檢索，作者冷坤等在文獻(xiàn)“基于車載環(huán)視系統(tǒng)的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)研究”(國外電子測量技術(shù)，2012，V.31;N0.21712:42-44.)中，雖然提到可以使用車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行車道偏離預(yù)警，但文獻(xiàn)重點(diǎn)在于論述環(huán)視圖像中車道線檢測方法，對車道偏離預(yù)警的裝置只是做了簡單介紹，沒有給出具體的實(shí)驗(yàn)裝置圖；經(jīng)過專利檢索發(fā)現(xiàn)，作者曾祎等在專利“一種新型的車道線偏離檢測方法及裝置”(專利號:201110144128.1，公開號102806913A)中，雖然介紹了車道線偏離檢測方法，但是同樣在車身四周安裝有攝像頭，但是與車載環(huán)視系統(tǒng)檢測車道線原理不同，且專利中還需要使用車速傳感器，較為復(fù)雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種新型的道路偏離預(yù)警方法和裝置，通過車載環(huán)視系統(tǒng)采集到的多路視頻影像進(jìn)行簡單的圖像處理，就能得到較為精確的車身在道路中的位置和方向，有利于駕駛員把握前進(jìn)方向，并且可以有效針對駕駛員在泊車入位、通過復(fù)雜路況、疲勞駕駛等情況下造成無意識車道偏離進(jìn)行預(yù)警，有效減少剮蹭、碰撞、陷落等事故的發(fā)生，適合在各種汽車中推廣使用。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法，該方法包括:利用車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行車道線檢測；通過實(shí)時合成車載環(huán)視系統(tǒng)多路視頻，處理成車輛周邊的360°車身俯視圖，并在車載環(huán)視系統(tǒng)顯示屏上進(jìn)行實(shí)時顯示；根據(jù)俯視圖中車身中軸線與車道線夾角，進(jìn)行道路偏離評價(jià)，判斷車輛是否偏離車道。本發(fā)明所述預(yù)警方法包括以下幾個步驟:1、對車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，并采集圖像；2、對采集圖像進(jìn)行畸變校正、多點(diǎn)融合，合成拼接成一幅360°全景俯視圖，中間盲區(qū)使用車輛圖片進(jìn)行合成；3、利用邊緣檢測處理得到合成圖中車道線信息；4、計(jì)算車身中軸線與車道線夾角，并與夾角閾值對比；5、若超過夾角閾值，進(jìn)行語音預(yù)警；若未超過，保持原來狀態(tài)。對于車輛變道、車輛轉(zhuǎn)彎時，同樣會發(fā)出預(yù)警，提醒駕駛員注意。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警裝置，該裝置包括一個車載環(huán)視系統(tǒng)、顯示器、處理器和報(bào)警器，所述車載環(huán)視系統(tǒng)、所述顯示器、所述報(bào)警器分別與所述處理器連接，其中:所述車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行車道線檢測，通過實(shí)時合成車載環(huán)視系統(tǒng)多路視頻，所述處理器將多路視頻處理成車輛周邊的360°車身俯視圖，并在所述顯示屏上進(jìn)行實(shí)時顯示，根據(jù)俯視圖中車身中軸線與車道線夾角，進(jìn)行道路偏離評價(jià)，判斷車輛是否偏離車道，報(bào)警器根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行報(bào)警。優(yōu)選地，所述的車載環(huán)視系統(tǒng)是4-8個廣角攝像頭，分別設(shè)置于車身前后左右，每個方位至少安裝一個攝像頭。更優(yōu)選地，所述廣角攝像頭通過VGA轉(zhuǎn)USB線連接在所述處理器主板的USB接口上。優(yōu)選地，所述顯示器是液晶顯示器，通過VGA線與所述處理器主板連接。優(yōu)選地，所述報(bào)警器是語音播放器，通過音頻接口與所述處理器主板連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:1、成本低，傳感器少，布局精簡，適合各類汽車進(jìn)行預(yù)裝或獨(dú)立安裝；2、安全性高，靈敏度高，可有效降低因駕駛員疲勞駕駛等造成無意識車道偏離事故的發(fā)生；3、原理先進(jìn)，實(shí)時性好，顯示直觀，人機(jī)交互良好，具有推廣價(jià)值。


通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯:圖1為本發(fā)明方法實(shí)施步驟示意圖；圖2-圖4為本發(fā)明實(shí)施例中裝置布置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示，本實(shí)施例提供一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法，包括以下幾個步驟:1、對車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，并采集圖像；2、對采集圖像進(jìn)行畸變校正、多點(diǎn)融合，合成拼接成一幅360°全景俯視圖，中間盲區(qū)使用車輛圖片進(jìn)行合成；3、利用邊緣檢測處理得到合成圖中車道線信息；4、計(jì)算車身中軸線與車道線夾角，并與夾角閾值對比；5、若超過夾角閾值，進(jìn)行語音預(yù)警；若未超過，保持原來狀態(tài)。對于車輛變道、車輛轉(zhuǎn)彎時，裝置同樣會發(fā)出預(yù)警，提醒駕駛員注意。如圖2-4所示，本實(shí)施例提供一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警裝置，包括前置攝像頭1、后置攝像頭2、左車身攝像頭3、右車身攝像頭4、液晶顯示器5、語音播放器6和處理器7，其中:所述前置攝像頭I設(shè)置于車頭中部位置；所述后置攝像頭2設(shè)置于車頭中部位置；所述左車身攝像頭3設(shè)置于左車身中部位置；所述右車身攝像頭4設(shè)置于右車身中部位置；所述液晶顯示器5通過VGA線與所述處理器7的主板連接；所述語音播放器6通過音頻接口與所述處理器7的主板連接；所述液晶顯示器5、所述語音播放器6和所述處理器7均設(shè)置在車內(nèi)。本實(shí)施例所述前置攝像頭I采用真空吸盤固定安裝，使所述前置攝像頭I主軸與水平面夾角較小，感知區(qū)域?yàn)?米左右。本實(shí)施例所述后置攝像頭2采用真空吸盤固定安裝，使所述前置攝像頭I主軸與水平面夾角較小，感知區(qū)域?yàn)?米左右。本實(shí)施例所述左車身攝像頭3采用真空吸盤固定安裝，使所述前置攝像頭I主軸與水平面夾角較小，感知區(qū)域?yàn)?米左右。本實(shí)施例所述右車身攝像頭4采用真空吸盤固定安裝，使所述前置攝像頭I主軸與水平面夾角較小，感知區(qū)域?yàn)?米左右。本實(shí)施例所述的方法利用車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行車道線檢測，通過實(shí)時合成車載環(huán)視系統(tǒng)多路視頻，處理成車輛周邊的360°全景俯視圖，并在車載環(huán)視系統(tǒng)顯示屏上進(jìn)行實(shí)時顯示；根據(jù)俯視圖中車身中軸線與車道線夾角，進(jìn)行道路偏離評價(jià)，判斷車輛是否偏離車道；本實(shí)施例所述的裝置在車輛的每個方位安裝一個所述廣角攝像頭1、2、3、4，所述廣角攝像頭1、2、3、4對同一時刻采集多路視頻影像并通過所述處理器7進(jìn)行簡單的圖像處理成車輛周邊360度的車身俯視圖，并傳輸?shù)剿龅囊壕э@示器5上顯示，讓駕駛員清楚查看車輛周邊是否存在障礙物并了解障礙物的相對方位與距離，根據(jù)俯視圖中車身中軸線與車道線夾角，所述處理器7進(jìn)行道路偏離評價(jià)，判斷車輛是否偏離車道，并通過所述語音播放器6提供語音預(yù)警信號。本實(shí)施例中，360°全景俯視圖的合成步驟為:1.使用Matlab標(biāo)定工具箱對攝像頭進(jìn)行標(biāo)定，并得到一張畸變圖像與校正圖像像素點(diǎn)映射關(guān)系表；2.根據(jù)上表中映射關(guān)系表，將實(shí)時采集的四幅圖像的像素點(diǎn)分別映射到新合成圖中；3.用一幅與真車比例縮小的圖像填充新合成圖像中沒有映射關(guān)系部分；4.得到汽車實(shí)時360°俯視全景圖像。本發(fā)明通過車載環(huán)視系統(tǒng)采集到的多路視頻影像進(jìn)行簡單的圖像處理，就能得到較為精確的車身在道路中的位置和方向，有利于駕駛員把握前進(jìn)方向，并且可以有效針對駕駛員在泊車入位、通過復(fù)雜路況、疲勞駕駛等情況下造成無意識車道偏離進(jìn)行預(yù)警，有效減少剮蹭、碰撞、陷落等事故的發(fā)生，適合在各種汽車中推廣使用。以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法，其特征在于，該預(yù)警方法包括利用車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行車道線檢測，通過實(shí)時合成車載環(huán)視系統(tǒng)多路視頻，處理成車輛周邊的360°全景俯視圖，并在車載環(huán)視系統(tǒng)顯示屏上進(jìn)行實(shí)時顯示，根據(jù)俯視圖中車身中軸線與車道線夾角，進(jìn)行道路偏離評價(jià)，判斷車輛是否偏離車道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法，其特征在于，所述預(yù)警方法包括以下步驟: 1)對車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，并采集圖像； 2)對采集圖像進(jìn)行畸變校正、多點(diǎn)融合，合成拼接成一幅360°全景俯視圖，中間盲區(qū)使用車輛圖片進(jìn)行合成； 3)利用邊緣檢測處理得到合成圖中車道線信息； 4)計(jì)算車身中軸線與車道線夾角，并與夾角閾值對比； 5)若超過夾角閾值，進(jìn)行語音預(yù)警；若未超過，保持原來狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法，其特征在于，所述360°全景俯視圖的合成步驟為: 0.使用Matlab標(biāo)定工具箱對攝像頭進(jìn)行標(biāo)定，并得到一張畸變圖像與校正圖像像素點(diǎn)映射關(guān)系表； 2).根據(jù)上表中映射關(guān)系表，將實(shí)時采集的四幅圖像的像素點(diǎn)分別映射到新合成圖 中； 3).用一幅與真車比例縮小的圖像填充新合成圖像中沒有映射關(guān)系部分； 4).得到汽車實(shí)時360°俯視全景圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法，其特征在于，所述的車載環(huán)視系統(tǒng)是分別設(shè)置于車身前后左右的4-8個廣角攝像頭，每個方位至少安裝一個攝像頭，感知范圍覆蓋車輛四周。
5.一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警裝置，其特征在于，該裝置包括一個車載環(huán)視系統(tǒng)、顯示器、處理器和報(bào)警器，所述車載環(huán)視系統(tǒng)、所述顯示器、所述報(bào)警器分別與所述處理器連接，其中:所述車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行車道線檢測，通過實(shí)時合成車載環(huán)視系統(tǒng)多路視頻，所述處理器將多路視頻處理成車輛周邊的360°車身俯視圖，并在所述顯示屏上進(jìn)行實(shí)時顯示，根據(jù)俯視圖中車身中軸線與車道線夾角，進(jìn)行道路偏離評價(jià)，判斷車輛是否偏離車道，報(bào)警器根據(jù)判斷結(jié)果進(jìn)行報(bào)警。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警裝置，其特征在于，所述處理器使用Matlab標(biāo)定工具箱對攝像頭進(jìn)行標(biāo)定，并得到一張畸變圖像與校正圖像像素點(diǎn)映射關(guān)系表，然后根據(jù)表中映射關(guān)系表，將實(shí)時采集的四幅圖像的像素點(diǎn)分別映射到新合成圖中，再用一幅與真車比例縮小的圖像填充新合成圖像中沒有映射關(guān)系部分，得到汽車實(shí)時360°俯視全景圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警裝置，其特征在于，所述的車載環(huán)視系統(tǒng)是分別設(shè)置于車身前后左右的4-8個廣角攝像頭，每個方位至少安裝一個攝像頭，感知范圍覆蓋車輛四周。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警裝置，其特征在于，所述廣角攝像頭通過VGA轉(zhuǎn)USB線連接在所述處理器主板的USB接口上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警裝置，其特征在于，所述顯示器是液晶顯示屏，通過VGA線與所述處理器主板連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項(xiàng)所述的一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警裝置，其特征在于，所述報(bào)警器是語 音播放器，通過音頻接口與所述處理器主板連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法和裝置，所述方法包括利用車載環(huán)視系統(tǒng)進(jìn)行車道線檢測；通過實(shí)時合成車載環(huán)視系統(tǒng)多路視頻，處理成車輛周邊的360°車身俯視圖，并在車載環(huán)視系統(tǒng)顯示屏上進(jìn)行實(shí)時顯示；根據(jù)俯視圖中車身中軸線與車道線夾角，進(jìn)行道路偏離評價(jià)，判斷車輛是否偏離車道；所述裝置包括一個車載環(huán)視系統(tǒng)、顯示器、處理器和報(bào)警器，所述車載環(huán)視系統(tǒng)、所述顯示器、所述報(bào)警器分別與所述處理器連接。本發(fā)明通過簡單的圖像處理，就能得到較為精確的車身在道路中的位置和方向，有利于駕駛員把握前進(jìn)方向，并且可以有效針對駕駛員疲勞駕駛或路況不佳情況下造成無意識車道偏離進(jìn)行預(yù)警，適合在各種汽車中推廣使用。
文檔編號B60W30/12GK103192829SQ201310095289
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者武文漢, 楊明, 王春香, 王冰 申請人:上海交通大學(xué)