本發(fā)明屬于車輛自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測方法、裝置及車載設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著車輛技術(shù)的發(fā)展，車輛自動(dòng)駕駛成為熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；跀z像頭的車道線監(jiān)測是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究內(nèi)容，如輔助駕駛中的車道線中心偏離警告和輔助駕駛/無人駕駛中的車道線中心保持功能等，都依賴于車道線檢測結(jié)果?；跀z像頭的車道線檢測技術(shù)的基本目標(biāo)是根據(jù)攝像頭拍攝到的圖像實(shí)時(shí)檢測出車道線，據(jù)此得到車和車道線的相對位置，從而得到車是否偏離車道線中心，以指導(dǎo)后續(xù)的規(guī)劃和控制，使得車輛能保持在車道線中心行駛或進(jìn)行合理的規(guī)避。

現(xiàn)有技術(shù)中，不管是基于單目攝像頭還是基于雙目深度攝像頭的車道線檢測技術(shù)，都需要在固定安裝攝像頭并確定俯仰角、焦距等攝像頭技術(shù)參數(shù)后對攝像頭進(jìn)行各種標(biāo)定，并生成對應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)，以在后續(xù)的行駛過程中通過標(biāo)定參數(shù)還原圖像中的車道線和車輛的真正物理關(guān)系。

但是，發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中這種基于固定攝像頭位置的車道線檢測存在如下問題：首先，當(dāng)車輛在有起伏顛簸的路面上行駛時(shí)，由于車道線和車輛之間的對應(yīng)關(guān)系發(fā)生了變化，基于固定參數(shù)標(biāo)定的車道線檢測可能會(huì)導(dǎo)出錯(cuò)誤的車道線檢測結(jié)果，雖然車道線檢測算法和后續(xù)的規(guī)劃控制算法可以通過濾波等技術(shù)處理這種情況，但都不能從根本上解決這個(gè)問題；其次，由于攝像頭安裝位置和角度固定，攝像頭的視角有限，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中大多只能處理車道線在車輛正前方的情況，當(dāng)車輛在曲率較大的彎道上行駛時(shí)，攝像頭將會(huì)失去檢測目標(biāo)，從而不能指導(dǎo)車輛跟隨車道線中心行駛。使用廣角鏡頭在一定程度上可以緩解上述第2個(gè)問題，但是廣角鏡頭的視野終歸有限，并且由于廣角鏡頭存在大的形變，會(huì)使得車道線檢測算法更加復(fù)雜。

因此，如何在車輛行駛于不平整道路和曲率較大的道路上時(shí)檢測出正確的車道線，便成為了目前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測方法、裝置及車載設(shè)備，以解決現(xiàn)有的固定攝像頭無法在不平整道路和曲率較大的道路上檢測出正確的車道線的問題。

為解決上述技術(shù)問題，在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測方法，包括：

實(shí)時(shí)采集攝像頭當(dāng)前視野范圍內(nèi)的圖像；

在所述圖像中識別車道線并檢測所述車道線的中心線是否位于所述圖像的中心區(qū)域；

在未識別到車道線、或檢測到所述車道線的中心線不位于所述圖像的中心區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述識別和/或所述檢測的結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整所述攝像頭的位置和/或角度，以使所述車道線的中心線位于所述攝像頭視野范圍的中心區(qū)域。

可選地，所述方法還包括：

當(dāng)未在所述圖像中識別到車道線時(shí)，

在所述攝像頭的可調(diào)整范圍內(nèi)持續(xù)搜索，

直到在所述攝像頭當(dāng)前視野范圍內(nèi)采集的圖像中識別到與車頭方向相一致的、或者與車輛行駛方向相一致的車道線。

可選地，所述方法還包括：

當(dāng)在所述圖像中識別到車道線，但檢測到所述車道線的中心線不位于所述圖像的中心區(qū)域時(shí)，

根據(jù)所述車道線的中心線與所述圖像的中心線的偏離情況相應(yīng)調(diào)整所述攝像頭。

可選地，所述根據(jù)所述車道線的中心線與所述圖像的中心線的偏離情況相應(yīng)調(diào)整所述攝像頭包括：

當(dāng)檢測到所述車道線的中心線與所述圖像的中心線之間有第一位移偏差和/或第一角度偏差時(shí)，

向所述第一位移偏差的相反方向調(diào)整所述攝像頭的位置移動(dòng)第二位移，

和/或，

向所述第一角度偏差的相反方向調(diào)整所述攝像頭的角度旋轉(zhuǎn)第二角度。

可選地，所述在所述攝像頭的可調(diào)整范圍內(nèi)持續(xù)搜索包括：

從當(dāng)前位置調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索；

或者，將所述攝像頭旋轉(zhuǎn)到與車頭方向相一致的、或者與車輛行駛方向相一致后，再調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索；

或者，根據(jù)在先的車道線識別情況，從車道線消失的位置和方向開始調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索；

或者，根據(jù)電子地圖預(yù)測的車道線位置來調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索。

可選地，所述調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索為水平順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)所述攝像頭進(jìn)行搜索。

可選地，所述方法還包括：

對所述攝像頭采集的所述圖像進(jìn)行矯正后，再在所述圖像中識別和/或檢測車道線。

可選地，所述方法還包括：

根據(jù)所述識別和/或所述檢測的結(jié)果，判斷車輛的狀態(tài)和位置是否正常；

當(dāng)判斷出發(fā)生異常時(shí)，發(fā)出提醒信息和/或發(fā)出控制信號操控所述車輛的狀態(tài)。

可選地，所述方法還包括：

根據(jù)所述圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換后的正投影平面上進(jìn)行所述判斷和所述控制信號的決策。

可選地，所述方法還包括：

通過對路況和車況的預(yù)測，來輔助進(jìn)行所述攝像頭的位置和/或角度的所述動(dòng)態(tài)調(diào)整。

可選地，所述對路況和車況的預(yù)測包括：

根據(jù)當(dāng)前車輛狀態(tài)和當(dāng)前道路情況，預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)所述車輛在所述道路中的運(yùn)動(dòng)軌跡；

根據(jù)當(dāng)前攝像頭狀態(tài)和所述運(yùn)動(dòng)軌跡，預(yù)測所述未來一段時(shí)間內(nèi)車道線偏離所述攝像頭視野中心區(qū)域的位置和持續(xù)時(shí)間；

根據(jù)所述車道線偏離所述攝像頭視野中心區(qū)域的位置，預(yù)測將所述攝像頭調(diào)整到位需要的時(shí)間；

根據(jù)所述持續(xù)時(shí)間和所述調(diào)整到位需要的時(shí)間，判斷在所述車輛到達(dá)所述車道線偏離所述攝像頭視野中心區(qū)域的位置時(shí)，是否需要調(diào)整攝像頭。

可選地，所述方法還包括：

當(dāng)預(yù)測到多個(gè)臨近位置可能發(fā)生多次調(diào)整時(shí)，在所述攝像頭調(diào)整的范圍閾值內(nèi)，優(yōu)先采用使得所述多次調(diào)整的總調(diào)整量最小的方式進(jìn)行調(diào)整。

在本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測裝置，包括：

圖像采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集攝像頭當(dāng)前視野范圍內(nèi)的圖像；

車道線檢測模塊，用于在所述圖像中識別車道線并檢測所述車道線的中心線是否位于所述圖像的中心區(qū)域；

攝像頭控制模塊，用于在未識別到車道線、或檢測到所述車道線的中心線不位于所述圖像的中心區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述識別和/或所述檢測的結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整所述攝像頭的位置和/或角度，以使所述車道線的中心線位于所述攝像頭視野范圍的中心區(qū)域。

可選地，所述裝置還包括：

搜索模塊，用于當(dāng)未在所述圖像中識別到車道線時(shí)，在所述攝像頭的可調(diào)整范圍內(nèi)持續(xù)搜索，直到在所述攝像頭當(dāng)前視野范圍內(nèi)采集的圖像中識別到與車頭方向相一致的、或者與車輛行駛方向相一致的車道線。

可選地，所述裝置還包括：

輔助調(diào)整模塊，用于通過對路況和車況的預(yù)測，來輔助進(jìn)行所述攝像頭的位置和/或角度的所述動(dòng)態(tài)調(diào)整。

可選地，所述裝置還包括：

優(yōu)化調(diào)整模塊，用于當(dāng)預(yù)測到多個(gè)臨近位置可能發(fā)生多次調(diào)整時(shí)，在所述攝像頭調(diào)整的范圍閾值內(nèi)，優(yōu)先采用使得所述多次調(diào)整的總調(diào)整量最小的方式進(jìn)行調(diào)整。

在本發(fā)明實(shí)施例的再一方面，還提供了一種車載設(shè)備，包括：攝像頭、云臺(tái)、存儲(chǔ)器和一個(gè)或多個(gè)處理器；其中，

所述攝像頭安裝在所述云臺(tái)上，所述攝像頭用于實(shí)時(shí)采集當(dāng)前視野范圍內(nèi)的圖像；

所述攝像頭與所述存儲(chǔ)器及所述一個(gè)或多個(gè)處理器通信連接，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述一個(gè)或多個(gè)處理器能夠?qū)崿F(xiàn)如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的方法；

所述云臺(tái)與所述一個(gè)或多個(gè)處理器耦接，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)調(diào)整的信號驅(qū)動(dòng)調(diào)整所述攝像頭的位置和/或角度。

在本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案中，采用可調(diào)整位置和/或角度的攝像頭，通過動(dòng)態(tài)調(diào)控手段來使得車道中心線目標(biāo)點(diǎn)位于攝像頭視野中間，從而保證了車道線檢測的準(zhǔn)確性和有效性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測裝置的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中車載設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

現(xiàn)有技術(shù)中，車載攝像頭通常是固定安裝在目標(biāo)車輛上，攝像頭的位置和角度固定，同時(shí)車道線檢測算法使用的標(biāo)定參數(shù)也是基于這些固定安裝位置的。但該方式實(shí)際僅適合于車輛在平直路面上行駛的情況，當(dāng)車輛在有起伏顛簸的路面上或在曲率較大的彎道上行駛時(shí)，車道線和車輛之間的對應(yīng)關(guān)系會(huì)發(fā)生變化，甚至車道線會(huì)從攝像頭視野中消失，此時(shí)基于固定攝像頭的標(biāo)定參數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的車道線檢測結(jié)果甚至無法進(jìn)行車道線檢測。目前，通過廣角攝像頭擴(kuò)大檢測區(qū)域的方式并不能有效解決上述問題。

在本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案中，采用可調(diào)整位置和/或角度的攝像頭，通過動(dòng)態(tài)調(diào)控手段來使得車道中心線目標(biāo)點(diǎn)位于攝像頭視野中間，從而保證了車道線檢測的準(zhǔn)確性和有效性。

實(shí)施例一：

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例公開的一種基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測方法包括：

S1，實(shí)時(shí)采集攝像頭當(dāng)前視野范圍內(nèi)的圖像；

S2，在所述圖像中識別車道線并檢測所述車道線的中心線是否位于所述圖像的中心區(qū)域；

S3，在未識別到車道線、或檢測到所述車道線的中心線不位于所述圖像的中心區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述識別和/或所述檢測的結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整所述攝像頭的位置和/或角度，以使所述車道線的中心線位于所述攝像頭視野范圍的中心區(qū)域。

其中，本發(fā)明實(shí)施例中的攝像頭為車載攝像頭，所述車載攝像頭可以為單目攝像頭、雙目攝像頭或更多攝像頭的組合，單個(gè)攝像頭可采用常規(guī)鏡頭、廣角鏡頭、長焦鏡頭或變焦鏡頭等，攝像頭傳感器可為CCD(Charge-coupled Device，電耦合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等傳感器，攝像頭類型可為多色攝像頭(比如RGB彩色攝像頭)或單色攝像頭(比如黑白攝像頭、紅外攝像頭、R/G/B單色攝像頭)等，在此攝像頭的具體形式不作為對本發(fā)明實(shí)施方式的限制。

可選地，所述車載攝像頭設(shè)置在車輛的頂部、尾部、內(nèi)后視鏡處、外后視鏡處或任意可能的安裝位置，以使所述車載攝像頭的視野范圍內(nèi)至少包括部分道路情況。本發(fā)明實(shí)施例中的攝像頭可自動(dòng)調(diào)整其位置和/或角度，可選地，通過可受程序控制的驅(qū)動(dòng)部件，比如電動(dòng)馬達(dá)等來自動(dòng)調(diào)整所述攝像頭的位置和/或角度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述攝像頭安裝在云臺(tái)上，所述云臺(tái)可微調(diào)所述攝像頭的位置和/或旋轉(zhuǎn)調(diào)整所述攝像頭的角度；可選地，所述云臺(tái)可移動(dòng)地設(shè)置在至少一個(gè)導(dǎo)軌上，通過在所述導(dǎo)軌上移動(dòng)所述云臺(tái)來大幅調(diào)整所述攝像頭的位置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述攝像頭為防抖攝像頭；在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述云臺(tái)和/或所述導(dǎo)軌設(shè)有穩(wěn)定器，可保持所述攝像頭在車輛行駛和/或調(diào)整過程中的穩(wěn)定性，比如可減震和/或可保持所述攝像頭的動(dòng)態(tài)平衡。此外，對于具有變焦能力的攝像頭，還可通過對攝像頭焦距/放大倍數(shù)的調(diào)整，使得車道線的中心線位于攝像頭視野范圍的中心區(qū)域。

實(shí)施例二：

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，主要通過圖像處理方式來進(jìn)行車道線的識別與檢測。通常情況下，車道線的顏色、形狀及其出現(xiàn)在圖像中的位置相對固定，通過對攝像頭采集的圖像進(jìn)行處理即可分離識別出絕大多數(shù)的車道線標(biāo)志。典型地，圖像處理和圖像識別的步驟包括：預(yù)處理、灰度處理、邊緣檢測、圖像分割和特征提取等，相關(guān)算法及具體實(shí)施已經(jīng)成熟，在此不再贅述，圖像處理和圖像識別的具體過程不應(yīng)視作對本發(fā)明實(shí)施方式的限制。

需要注意的是，現(xiàn)有技術(shù)中為簡化車道線檢測，一般僅在圖像的ROI(region of interest，感興趣區(qū)域)內(nèi)進(jìn)行識別和檢測。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，為進(jìn)一步利用檢測結(jié)果控制調(diào)整攝像頭的位置和/或角度，優(yōu)選對圖像整體進(jìn)行識別和檢測，尤其是在未識別到車道線的情況下，可能會(huì)進(jìn)一步對圖像兩側(cè)邊緣的物體進(jìn)行重點(diǎn)檢測。

其中，為了防止云臺(tái)和/或攝像頭頻繁移動(dòng)，影響云臺(tái)使用壽命和攝像頭檢測的穩(wěn)定性，在本發(fā)明的實(shí)施例中，圖像/視野范圍的中心區(qū)域是一個(gè)具有一定寬度的范圍區(qū)域。理想情況下，車道線的中心線與圖像/視野范圍的中心線重合當(dāng)然是最利于車輛控制的方式，但這會(huì)給系統(tǒng)控制帶來極大的壓力，因此并不強(qiáng)制要求兩中心線重合，只要車道線的中心線位于圖像/視野范圍的中心線附近的一定區(qū)域內(nèi)即可接受。故在本發(fā)明的實(shí)施例中，設(shè)置有一中心區(qū)域的范圍閾值，在車道線中心線與圖像/視野范圍的中心線的距離和/或角度的偏差在該范圍閾值內(nèi)時(shí)，即認(rèn)為車道線的中心線位于圖像/視野范圍的中心區(qū)域，此時(shí)無需進(jìn)行或可以結(jié)束對攝像頭位置和/或角度的調(diào)整；僅當(dāng)車道線中心線與圖像/視野范圍的中心線的距離或角度的偏差超出該范圍閾值時(shí)，才開始執(zhí)行攝像頭的調(diào)整操作。

實(shí)施例三：

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述識別和/或所述檢測的結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整所述攝像頭的位置和/或角度包括多種決策手段和調(diào)整策略。

典型地，當(dāng)在圖像中識別到車道線，但檢測到所述車道線的中心線不位于所述圖像的中心區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述車道線的中心線與所述圖像的中心線的偏離情況相應(yīng)調(diào)整所述攝像頭。比如，當(dāng)檢測到車道線的中心線與圖像的中心線之間有第一位移的偏差和/或第一角度的偏差時(shí)，向第一位移偏差的相反方向調(diào)整攝像頭的位置移動(dòng)第二位移，和/或向第一角度偏差的相反方向調(diào)整攝像頭的角度旋轉(zhuǎn)第二角度。其中，第一位移與第二位移的對應(yīng)關(guān)系、第一角度與第二角度的對應(yīng)關(guān)系根據(jù)攝像頭參數(shù)和標(biāo)定參數(shù)等計(jì)算得到。

而當(dāng)未在圖像中識別到車道線時(shí)，則需要在攝像頭的可調(diào)整范圍內(nèi)持續(xù)搜索，直到與車頭方向相一致的、或者與車輛行駛方向相一致的車道線出現(xiàn)在攝像頭當(dāng)前視野范圍內(nèi)(由采集圖像識別確認(rèn))，隨后再根據(jù)車道線的中心線與圖像的中心線的偏離情況相應(yīng)調(diào)整攝像頭(即上文所述調(diào)整方式)?？蛇x地，搜索方式包括：

從當(dāng)前位置調(diào)整攝像頭進(jìn)行搜索；

或者，將攝像頭旋轉(zhuǎn)到與車頭方向相一致的、或者與車輛行駛方向相一致后，再調(diào)整攝像頭進(jìn)行搜索；

或者，根據(jù)在先的車道線識別情況，從車道線消失的位置和方向開始調(diào)整攝像頭進(jìn)行搜索；

或者，根據(jù)電子地圖預(yù)測的車道線位置來調(diào)整攝像頭進(jìn)行搜索。

為提高效率、可靠性和安全性，最有可能存在車道線的位置應(yīng)最優(yōu)先搜索；但同時(shí)應(yīng)考慮攝像頭的調(diào)整是依賴機(jī)械部件，不應(yīng)過于頻繁和大幅度地動(dòng)作，搜索過程應(yīng)盡量保持簡短和平滑。因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，優(yōu)選通過水平旋轉(zhuǎn)攝像頭進(jìn)行車道線的初步搜索；進(jìn)一步地，根據(jù)車輛狀態(tài)、在先的車道線識別情況、車載傳感器和/或電子地圖等來確定旋轉(zhuǎn)方向(是順時(shí)針還是逆時(shí)針)。比如，車輛右轉(zhuǎn)彎時(shí)，優(yōu)先向右(即順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)來搜索；或者，車輛直線行駛時(shí)、車道線消失前處于在先的視野圖像中的最右側(cè)，則優(yōu)先向右(即順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)來搜索；又或者，車輛直線行駛時(shí)、根據(jù)一定的手段(包括但不限于在先車道線識別后的定位、電子地圖或其他傳感器等信息)確定車輛處于最左側(cè)車道，則優(yōu)先向右(即順時(shí)針)旋轉(zhuǎn)來搜索。旋轉(zhuǎn)攝像頭的優(yōu)先方向還可根據(jù)更多的信息來綜合判斷和決策，在此不再一一例舉，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，旋轉(zhuǎn)方向的具體確定手段不應(yīng)視作對本發(fā)明實(shí)施方式的限制。

此外，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員可以理解，水平旋轉(zhuǎn)搜索只是理論上較為便捷的搜索方式，在某些極端情況下，比如道路起伏較大、車輛事故、車道線被遮擋或車道線中斷等，也可采用全向旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)攝像頭的方式來進(jìn)行搜索，在此具體的搜索方式不應(yīng)視作對本發(fā)明實(shí)施方式的限制。

實(shí)施例四：

通常，車載攝像頭拍攝的圖像一般會(huì)有些變形，最典型地，被攝物體(比如車道線)會(huì)有近大遠(yuǎn)小的問題，若是使用廣角鏡頭則圖像中物體的變形會(huì)更嚴(yán)重，因而單純根據(jù)攝像頭采集的圖像直接進(jìn)行判斷和決策可能會(huì)有些偏差，并不能準(zhǔn)確地為自動(dòng)駕駛或輔助駕駛提供控制信號，反而會(huì)引發(fā)一定的安全問題。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，先對攝像頭采集的圖像進(jìn)行矯正和處理后再用于車道線的檢測和自動(dòng)駕駛/輔助駕駛的決策，以提供更準(zhǔn)確、安全、可靠的車輛控制信號。具體地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，對攝像頭采集的圖像進(jìn)行矯正后再在所述圖像中識別和/或檢測車道線。典型地，所述矯正為對梯形物體圖像的矯正，即把被拍攝成梯形的物體圖像通過對兩端的拉伸和/或收縮而矯正為矩形物體圖像。進(jìn)一步地，對于廣角鏡頭所采集的圖像，先進(jìn)行廣角畸變的矯正后，再進(jìn)行梯形物體圖像到矩形物體圖像的矯正。由于不同攝像頭及鏡頭所產(chǎn)生的形變不盡相同，在此具體的矯正方式不應(yīng)視作對本發(fā)明實(shí)施方式的限制。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，矯正后的圖像雖然已經(jīng)可以有效用于車道線的識別與檢測，但為了更精確地對車輛進(jìn)行控制，進(jìn)一步地，還通過正投影處理將車輛相關(guān)的信息全部轉(zhuǎn)換到同一個(gè)正投影平面上進(jìn)行綜合分析和決策。典型地，根據(jù)拍攝和/或矯正后的圖像(也可結(jié)合其他傳感器采集數(shù)據(jù)及電子地圖等)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將車輛、攝像頭及被攝物體等均轉(zhuǎn)換到正投影平面(即從上往下看的俯視圖)上，再在正投影平面上判斷車輛行駛狀態(tài)、攝像頭姿態(tài)以及車輛/攝像頭與被攝物的關(guān)系(距離、角度等)等等，從而決定是否需要調(diào)整以及具體如何控制車輛狀態(tài)和/或攝像頭姿態(tài)。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過對攝像頭拍攝的圖像進(jìn)行矯正，消除了圖像中的形變，使得車道線識別和檢測的結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠。此外，通過正投影轉(zhuǎn)換處理，使得車輛與車道線的關(guān)系更接近實(shí)際真實(shí)狀況，進(jìn)而使得后續(xù)決策更精確有效。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，正投影轉(zhuǎn)換和后續(xù)的控制決策需要有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息支持，數(shù)據(jù)信息包括但不限于車速、行駛方向、攝像頭相對初始位置/角度的偏移量、攝像頭高度、車道線位置、車道線方向和車道線曲率等，進(jìn)一步地還可以與識別到的物體、其他傳感器和/或其他車輛采集的信息數(shù)據(jù)結(jié)合，比如路標(biāo)、里程碑、障礙物位置、GPS定位、車載雷達(dá)數(shù)據(jù)、后車視野中本車位置等。通過這些數(shù)據(jù)信息的組合運(yùn)算，可以準(zhǔn)確地在正投影平面中得到當(dāng)前時(shí)刻車輛在道路中的位置、攝像頭方向、攝像頭位置、車道線在道路中的位置和道路中其他物體情況等等，從而可以根據(jù)攝像頭采集的圖像來合理而精確地控制車輛進(jìn)行必要的機(jī)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高效安全可靠的自動(dòng)駕駛/輔助駕駛。

其中，為使計(jì)算快捷準(zhǔn)確，車輛和攝像頭的部分?jǐn)?shù)據(jù)信息可采用事先檢測標(biāo)定的方式來設(shè)置。具體來說，在整個(gè)系統(tǒng)初始啟動(dòng)時(shí)，亦即在攝像頭進(jìn)行圖像采集之前，先將攝像頭調(diào)整至默認(rèn)的初始位置，通過較為完備的設(shè)施和手段預(yù)先檢查和測量得到各項(xiàng)數(shù)據(jù)，將其作為攝像頭相關(guān)的標(biāo)定參數(shù)，隨后在工作過程中，實(shí)時(shí)調(diào)用標(biāo)定參數(shù)參與計(jì)算和/或校正，以保證數(shù)據(jù)精確性。

實(shí)施例五：

由于車道線檢測是自動(dòng)駕駛/輔助駕駛最基本的技術(shù)手段之一，故在本發(fā)明的實(shí)施例中，首要目的是將車道線盡量保持在攝像頭視野中心，以保證可以進(jìn)行最有效的車道線檢測。其次，則是根據(jù)車道線檢測的結(jié)果，判斷車輛的狀態(tài)和位置是否正常，以進(jìn)行必要的提醒和/或控制來保證行駛安全。再次，則是根據(jù)道路情況、車輛狀態(tài)和位置進(jìn)行合理的決策和規(guī)劃，使得車輛可以自動(dòng)以最適宜的方式持續(xù)行駛在各種路況下，實(shí)現(xiàn)真正無需人工干預(yù)的無人駕駛。

其中，考慮到攝像頭的調(diào)整主要是基于機(jī)械組件，從圖像采集到車道線檢測、再到控制決策、最后到啟動(dòng)調(diào)整乃至調(diào)整到位有一定的時(shí)延，為避免攝像頭調(diào)整到位時(shí)已不能適應(yīng)最新路況，比如車輛快速通過小彎道時(shí)，很可能攝像頭還未調(diào)整到位車輛就已經(jīng)重新進(jìn)入直道；或者為避免過于頻繁地調(diào)整攝像頭，比如道路存在連續(xù)的起伏或小彎道時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例中還通過對路況和車況的預(yù)測來優(yōu)化攝像頭的調(diào)整。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過對路況和車況的預(yù)測來優(yōu)化攝像頭的調(diào)整包括：

根據(jù)當(dāng)前車輛狀態(tài)(包括但不限于車速和行駛方向等)和當(dāng)前道路情況(包括但不限于車道線位置、方向和曲率等)，預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)所述車輛在所述道路中的運(yùn)動(dòng)軌跡；

根據(jù)當(dāng)前攝像頭狀態(tài)(包括但不限于位置、角度等)和所述運(yùn)動(dòng)軌跡，預(yù)測所述未來一段時(shí)間內(nèi)車道線偏離所述攝像頭視野中心區(qū)域的位置和持續(xù)時(shí)間；

根據(jù)所述車道線偏離所述攝像頭視野中心區(qū)域的位置，預(yù)測將所述攝像頭調(diào)整到位需要的時(shí)間；

根據(jù)所述持續(xù)時(shí)間和所述調(diào)整到位需要的時(shí)間，判斷在所述車輛到達(dá)所述車道線偏離所述攝像頭視野中心區(qū)域的位置時(shí)，是否需要調(diào)整攝像頭。

進(jìn)一步地，上述通過預(yù)測來優(yōu)化調(diào)整的方法可采用迭代的方式深入分析，亦即：若在上述預(yù)測過程中判定所述攝像頭、所述車輛和/或所述道路的情況發(fā)生了變化，則將變化后的情況信息代入上述預(yù)測，以得到新的預(yù)測信息。

此外，可選地，當(dāng)預(yù)測到多個(gè)臨近位置可能發(fā)生多次調(diào)整時(shí)，在調(diào)整的范圍閾值內(nèi)，優(yōu)先采用使得所述多次調(diào)整的總調(diào)整量最小的方式進(jìn)行。進(jìn)一步可選地，可通過適當(dāng)放寬所述范圍閾值來降低所述總調(diào)整量。

其中，所述當(dāng)前道路情況除根據(jù)所述攝像頭采集的圖像進(jìn)行識別外，還可進(jìn)一步依據(jù)電子地圖、GIS(Geographic Information System，地理信息系統(tǒng))信息、其他傳感器、其他車輛和/或人工經(jīng)驗(yàn)等提供的信息(包括但不限于車道變窄、車道加寬、車道線變更、限速信息、超車信息、指示燈信息、擁塞控制信息、事故信息、路標(biāo)信息等)來綜合分析，從而來預(yù)測得到更為準(zhǔn)確的車輛運(yùn)動(dòng)軌跡。

通過提前預(yù)測，本發(fā)明的實(shí)施例可以對攝像頭的調(diào)整進(jìn)行有效的優(yōu)化，從而保證了攝像頭調(diào)整的效率和可靠性，避免了調(diào)整的時(shí)延對系統(tǒng)可靠性的影響。同時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例還可通過減少無效的調(diào)整和減少頻繁的調(diào)整來延長機(jī)械組件的壽命。

實(shí)施例六：

基于上述實(shí)施例，參閱圖2所示，與上述方法一一對應(yīng)地，在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，還提供一種基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測裝置，包括：

圖像采集模塊10，用于實(shí)時(shí)采集攝像頭當(dāng)前視野范圍內(nèi)的圖像；

車道線檢測模塊11，用于在所述圖像中識別車道線并檢測所述車道線的中心線是否位于所述圖像的中心區(qū)域；

攝像頭控制模塊12，用于在未識別到車道線、或檢測到所述車道線的中心線不位于所述圖像的中心區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述識別和/或所述檢測的結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整所述攝像頭的位置和/或角度，以使所述車道線的中心線位于所述攝像頭視野范圍的中心區(qū)域。

可選地，所述裝置還包括：

搜索模塊，用于當(dāng)未在所述圖像中識別到車道線時(shí)，在所述攝像頭的可調(diào)整范圍內(nèi)持續(xù)搜索，直到在所述攝像頭當(dāng)前視野范圍內(nèi)采集的圖像中識別到與車頭方向相一致的、或者與車輛行駛方向相一致的車道線。

可選地，所述攝像頭控制模塊中包括：

偏離控制模塊，用于當(dāng)在所述圖像中識別到車道線，但檢測到所述車道線的中心線不位于所述圖像的中心區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述車道線的中心線與所述圖像的中心線的偏離情況相應(yīng)調(diào)整所述攝像頭。

可選地，所述偏離控制模塊中包括：

偏差檢測模塊，用于檢測所述車道線的中心線與所述圖像的中心線之間的第一位移偏差和/或第一角度偏差，

位置調(diào)整模塊，用于向所述第一位移偏差的相反方向調(diào)整所述攝像頭的位置移動(dòng)第二位移，

和/或，

角度調(diào)整模塊，用于向所述第一角度偏差的相反方向調(diào)整所述攝像頭的角度旋轉(zhuǎn)第二角度。

可選地，所述搜索模塊包括：

即時(shí)搜索模塊，用于從當(dāng)前位置調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索；

或者，同向搜索模塊，用于將所述攝像頭旋轉(zhuǎn)到與車頭方向相一致的、或者與車輛行駛方向相一致后，再調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索；

或者，消失位搜索模塊，用于根據(jù)在先的車道線識別情況，從車道線消失的位置和方向開始調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索；

或者，預(yù)測搜索模塊，用于根據(jù)電子地圖預(yù)測的車道線位置來調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索。

可選地，所述搜索模塊中，所述調(diào)整所述攝像頭進(jìn)行搜索為水平順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)所述攝像頭進(jìn)行搜索。

可選地，所述裝置還包括：

圖像矯正模塊，用于對所述攝像頭采集的所述圖像進(jìn)行矯正后，再在所述圖像中識別和/或檢測車道線。

可選地，所述裝置還包括：

異常判斷模塊，用于根據(jù)所述識別和/或所述檢測的結(jié)果，判斷車輛的狀態(tài)和位置是否正常；

車輛控制模塊，用于當(dāng)判斷出發(fā)生異常時(shí)，發(fā)出提醒信息和/或發(fā)出控制信號操控所述車輛的狀態(tài)。

可選地，所述裝置還包括：

正投影處理模塊，用于根據(jù)所述圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換后的正投影平面上進(jìn)行所述判斷和所述控制信號的決策。

可選地，所述裝置還包括：

輔助調(diào)整模塊，用于通過對路況和車況的預(yù)測，來輔助進(jìn)行所述攝像頭的位置和/或角度的所述動(dòng)態(tài)調(diào)整。

可選地，所述輔助調(diào)整模塊包括：

軌跡預(yù)測模塊，用于根據(jù)當(dāng)前車輛狀態(tài)和當(dāng)前道路情況，預(yù)測未來一段時(shí)間內(nèi)所述車輛在所述道路中的運(yùn)動(dòng)軌跡；

偏離預(yù)測模塊，用于根據(jù)當(dāng)前攝像頭狀態(tài)和所述運(yùn)動(dòng)軌跡，預(yù)測所述未來一段時(shí)間內(nèi)車道線偏離所述攝像頭視野中心區(qū)域的位置和持續(xù)時(shí)間；

耗時(shí)預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述車道線偏離所述攝像頭視野中心區(qū)域的位置，預(yù)測將所述攝像頭調(diào)整到位需要的時(shí)間；

調(diào)整決策模塊，用于根據(jù)所述持續(xù)時(shí)間和所述調(diào)整到位需要的時(shí)間，判斷在所述車輛到達(dá)所述車道線偏離所述攝像頭視野中心區(qū)域的位置時(shí)，是否需要調(diào)整攝像頭。

可選地，所述裝置還包括：

優(yōu)化調(diào)整模塊，用于當(dāng)預(yù)測到多個(gè)臨近位置可能發(fā)生多次調(diào)整時(shí)，在所述攝像頭調(diào)整的范圍閾值內(nèi)，優(yōu)先采用使得所述多次調(diào)整的總調(diào)整量最小的方式進(jìn)行調(diào)整。

實(shí)施例七：

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施中，還提供了一種非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可執(zhí)行上述任意方法實(shí)施例中所描述的方法。

又或者，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施中，還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可執(zhí)行上述任意方法實(shí)施例中所描述的方法。

實(shí)施例八：

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用于執(zhí)行上述基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測方法的車載設(shè)備的一種硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示，該車載設(shè)備包括：

攝像頭530、云臺(tái)540、一個(gè)或多個(gè)處理器510以及存儲(chǔ)器520，圖3中以一個(gè)處理器510為例。

存儲(chǔ)器520作為一種非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，可用于存儲(chǔ)非易失性軟件程序、非易失性計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序以及模塊，如本發(fā)明前述實(shí)施例中的基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測方法所對應(yīng)的程序指令/模塊。處理器510通過運(yùn)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器520中的非易失性軟件程序、指令以及模塊，從而執(zhí)行服務(wù)器的各種功能應(yīng)用以及數(shù)據(jù)處理。

存儲(chǔ)器520可以包括存儲(chǔ)程序區(qū)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)區(qū)，其中，存儲(chǔ)程序區(qū)可存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、至少一個(gè)功能所需要的應(yīng)用程序；存儲(chǔ)數(shù)據(jù)區(qū)可存儲(chǔ)根據(jù)基于雙卡上網(wǎng)的裝置的使用所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)等。此外，存儲(chǔ)器520可以包括高速隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，還可以包括非易失性存儲(chǔ)器，例如至少一個(gè)磁盤存儲(chǔ)器件、閃存器件、或其他非易失性固態(tài)存儲(chǔ)器件。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器520可選包括相對于處理器510遠(yuǎn)程設(shè)置的存儲(chǔ)器，這些遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器可以通過網(wǎng)絡(luò)連接至該車載設(shè)備。上述網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例包括但不限于互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、局域網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)及其組合。

攝像頭530安裝在所述云臺(tái)540上，所述攝像頭530用于實(shí)時(shí)采集當(dāng)前視野范圍內(nèi)的圖像。所述攝像頭530與所述存儲(chǔ)器520及所述一個(gè)或多個(gè)處理器510通信連接，該通信連接可以通過總線、無線通信或者其他方式連接，圖3中以通過總線連接為例。

所述云臺(tái)540與所述一個(gè)或多個(gè)處理器耦接，根據(jù)所述動(dòng)態(tài)調(diào)整的信號驅(qū)動(dòng)調(diào)整所述攝像頭的位置和/或角度。

一個(gè)或者多個(gè)功能模塊存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器520中，當(dāng)被所述一個(gè)或者多個(gè)處理器510執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行上述任意方法實(shí)施例中的基于動(dòng)態(tài)控制的車道線檢測方法。

上述產(chǎn)品可執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法，具備執(zhí)行方法相應(yīng)的功能模塊和有益效果。未在本實(shí)施例中詳盡描述的技術(shù)細(xì)節(jié)，可參見本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法。

本發(fā)明實(shí)施例的車載設(shè)備優(yōu)選以車載中控設(shè)備實(shí)現(xiàn)，但集成于車輛中控臺(tái)的車載中控設(shè)備并非本發(fā)明實(shí)施例的唯一實(shí)施形式。實(shí)質(zhì)上，與車輛相對獨(dú)立的電子設(shè)備同樣可適用于本發(fā)明的實(shí)施例，只要其與車輛控制系統(tǒng)能進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕换?包括但不限于接收提醒信息、接收車輛控制信號等)即可。故本發(fā)明實(shí)施例的車載設(shè)備還可以以多種形式存在，包括但不限于：

(1)通用計(jì)算終端：提供基本的計(jì)算機(jī)處理能力的通用設(shè)備，通常包括處理器和存儲(chǔ)器，通過讀取和運(yùn)行計(jì)算機(jī)指令來完成相應(yīng)的功能執(zhí)行。這類終端包括：個(gè)人計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、嵌入式設(shè)備，以及各種用于工業(yè)、商業(yè)或民用的小型/微型計(jì)算機(jī)等。

(2)服務(wù)器：提供計(jì)算服務(wù)的設(shè)備，服務(wù)器的構(gòu)成包括處理器、硬盤、內(nèi)存、系統(tǒng)總線等，服務(wù)器和通用的計(jì)算機(jī)架構(gòu)類似，但是由于需要提供高可靠的服務(wù)，因此在處理能力、穩(wěn)定性、可靠性、安全性、可擴(kuò)展性、可管理性等方面要求較高。

(3)移動(dòng)通信設(shè)備：這類設(shè)備的特點(diǎn)是具備移動(dòng)通信功能，并且以提供話音、數(shù)據(jù)通信為主要目標(biāo)。這類終端包括：智能手機(jī)(例如iPhone)、多媒體手機(jī)、功能性手機(jī)，以及低端手機(jī)等。

(4)超移動(dòng)個(gè)人計(jì)算機(jī)設(shè)備：這類設(shè)備屬于個(gè)人計(jì)算機(jī)的范疇，有計(jì)算和處理功能，一般也具備移動(dòng)上網(wǎng)特性。這類終端包括：PDA、MID和UMPC設(shè)備等，例如iPad。

(5)便攜式娛樂設(shè)備：這類設(shè)備可以顯示和播放多媒體內(nèi)容。該類設(shè)備包括:音頻、視頻播放器(例如iPod)，掌上游戲機(jī)，電子書，以及智能玩具和便攜式車載導(dǎo)航設(shè)備。

(6)其他具有數(shù)據(jù)交互功能的電子裝置。

綜上所述，在本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案中，采用可調(diào)整位置和/或角度的攝像頭，通過動(dòng)態(tài)調(diào)控手段來使得車道中心線目標(biāo)點(diǎn)位于攝像頭視野中間，從而保證了車道線檢測的準(zhǔn)確性和有效性。

以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。

通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到各實(shí)施方式可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件。基于這樣的理解，上述技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。