專利名稱：用于車道偏移警告系統(tǒng)的道路模擬方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車道偏移警告系統(tǒng)的道路模擬方法，更具體地說，涉及ー種用于車道偏移警告系統(tǒng)的方法，其中在驅(qū)動車輛的同時能精確模擬道路，即使由道路圖象信號數(shù)據(jù)中的噪聲引起誤差的產(chǎn)生也是如此。
背景技術(shù)：
一種常規(guī)車道偏移警告系統(tǒng)，參照

圖1，包括一個攝象機，如用來收集車道標(biāo)記線和輸出相應(yīng)圖象信號的串級盤式(CCD)攝象機；一個電子控制單元(ECU)，用來接收從攝象機輸出的圖象信號，使用預(yù)安裝的程序處理圖象信號以確定車輛是否偏離所在的車道，及如果確定車輛偏移出車道則輸出報警信號；及一個報警単元，如果從ECU輸出報警信號，則用來輸出警報以提醒司機注意。在這樣ー種常規(guī)車道偏移系統(tǒng)中，使用圖象信號和預(yù)安裝在E⑶中的程序進行道路模擬，以確定車輛是否偏移出車道。參照圖2a，通過抽取和選擇確定為道路車道標(biāo)記線的可能指示的多個點、然后用直線連接諸點，進行道路模擬。然而，如果作為各種外部力(如無線電波干擾、給系統(tǒng)的物理沖擊、不良零件及系統(tǒng)的操作)的結(jié)果在圖象信號數(shù)據(jù)中產(chǎn)生噪聲，則可能出現(xiàn)道路模擬誤差，從而如圖2b中所示那樣失真車道標(biāo)記線模擬。因而，可能導(dǎo)致兩種嚴(yán)重后果當(dāng)車輛編離車道時不警告司機，及當(dāng)車輛沒有偏移出車道時錯誤地輸出警報。而且，需要復(fù)雜的硬件以抽取如上述那樣確定為道路車道標(biāo)記線的可能指示的點。最后，抽取這樣的點的過程本來很慢，使得實時操作困難。這能導(dǎo)致以不合時的方式警告司機。已經(jīng)形成的本發(fā)明努力解決以上問題。本發(fā)明的ー個目的在于提供一種用于車道偏移警告系統(tǒng)的道路模擬方法，其中在抽取車道標(biāo)記線的一個邊緣之后，精確地進行道路模擬，即使作為抽取車道標(biāo)記線數(shù)據(jù)中的噪聲的結(jié)果產(chǎn)生誤差時也是如此。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種用于車道偏移警告系統(tǒng)的道路模擬方法。該方法包括步驟通過ー個收集車道標(biāo)記線的圖象和輸出相應(yīng)圖象信號的攝象機、從車道標(biāo)記線圖象信號中除去噪聲、及把圖象信號劃分成多種分辨率，抽取其中車輛正在行駛的車道的車道標(biāo)記線的ー個邊緣；通過輸入車道邊緣的最小數(shù)量的可能標(biāo)記點、和通過對諸點使用最小平方法抽取兩條最靠近地定義車道的直線，進行道路模擬，然后確定道路模擬是否完成；如果完成道路模擬，則通過根據(jù)攝象機的定位計算攝象機參數(shù)、及通過確定在圖象坐標(biāo)的象素之間的距離，計算車道寬度；及使用車道寬度的信息確定車輛是否偏離車道，并且如果確定車輛偏離車道則輸出警報。根據(jù)本發(fā)明的一個特征，進行道路模擬的步驟進一歩包括步驟輸入抽取的車道邊緣的最小數(shù)量的可能標(biāo)記點；得到ー個具有與車道邊緣的可能標(biāo)記點具有最小偏差的線性函數(shù)；及使用該線性函數(shù)得到限定車道的車道標(biāo)記線。并入和構(gòu)成說明書一部分的附圖表明本發(fā)明的一個實施例，并且與描述一起用來解釋本發(fā)明的原理
圖1是用于車輛的常規(guī)車道偏移警告系統(tǒng)的方塊 圖2a是用來表明在圖1酌常規(guī)車道偏移警告系統(tǒng)中車道標(biāo)記線模擬的 圖2b是用來表明在圖1的常規(guī)車道偏移警告系統(tǒng)中車道標(biāo)記線模擬的圖，其中在圖象信號數(shù)據(jù)中產(chǎn)生噪聲；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例用于車道偏移警告系統(tǒng)的道路模擬方法的流程
圖4是流程圖，用來詳細描述根據(jù)本發(fā)明ー個最佳實施例的道路模擬方法；
圖5是曲線圖，用來表明根據(jù)本發(fā)明一個最佳實施例的使用最小平方法的道路模擬?，F(xiàn)在參照附圖將詳細地描述本發(fā)明的最佳實施例。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例用于車道偏移警告系統(tǒng)的道路模擬方法的流程圖。首先，在步驟S20，攝象機收集其中車輛正在行駛的車道的車道標(biāo)記線的圖象，然后把圖象轉(zhuǎn)換成圖象信號并且輸出。其次，在步驟S21從車道標(biāo)記線圖象除去噪聲，此后在步驟S22把圖象劃分成多分辨率。以后，在保持多種分辨率的同時，在步驟S23迅速抽取車道標(biāo)記線邊緣。在步驟S23迅速抽取車道標(biāo)記線邊緣之后，在步驟S24進行道路模擬。就是說，輸入車遭邊緣的最小數(shù)量的可能標(biāo)記，然后通過使用最小平方法(即“最小平方擬合-)抽取最緊密跟隨標(biāo)記的直線。其次，在步驟S25確定是否完成道路模擬過程。如果在步驟S25沒有完成道路模擬，則過程返回步驟S23。然而，如果在步驟S25完成道路模擬，則在步驟S26計算根據(jù)攝象機的定位的攝象機參數(shù)，并且確定根據(jù)圖象坐標(biāo)的象素之間的距離的車道寬度。在該步驟之后，在步驟S27確定車輛是否偏離車道。如果在步驟S27車輛不偏離車道，則過程返回步驟S23。然而，如果在步驟S27車輛偏移出車道，則在步驟S28輸出警報以提醒司機注意。圖4是流程圖，用耒詳細描述根據(jù)本發(fā)明ー個最佳實施例的道路模擬方法。首先，在步驟S40輸入抽取車遭邊緣的最小數(shù)量的可能標(biāo)記。其次，在步驟S41通過使用最小平方法由車道邊緣的可能標(biāo)記得到ー個具有最小偏差的線性函數(shù)。接著該步驟，在步驟S42使用線性函數(shù)得到限定車道標(biāo)記的直線，由此完成道路模擬過程。圖5是曲線圖，用來表明根據(jù)本發(fā)明一個最佳實施例的使用最小平方法的道路模擬。如圖中所示，使用最小平方法、或“最小平方擬合丹得到直線標(biāo)記數(shù)據(jù)的ー種折衷擬合。就是說，在得到用于車道標(biāo)記線的多個可能點之后，使用最小平方法找到跟隨諸點流線的折衷直線。參照車道偏移警告系統(tǒng)的元件，下文將描述本發(fā)明以上方法的操作。ー個CXD攝象機安裝在車輛上的預(yù)定位置處，并且該攝象機連接到ー個電子控制単元(ECU)上，ECU帶有安裝在其中的預(yù)定程序。當(dāng)操作車輛時，攝象機收集車道標(biāo)記線的圖象，并且把相應(yīng)圖象信號輸出到ECU，由此進行其中把圖象信號輸入到ECU的步驟S20。其次，執(zhí)行其中使用中間濾波器從圖象信號除去噪聲的步驟S210在該操作之后，執(zhí)行其中把圖象信號劃分成多種分辨率的步驟S22，由此能夠迅速處理圖象信號。就是說，在ECU中減小輸入到其中的圖象信號的象素數(shù)量，并且把象素劃分成具有不同的分辨率。接著上面，E⑶執(zhí)行步驟S23，并且從劃分成具有不同分辨率的車道標(biāo)記圖象信號抽取車道標(biāo)記邊緣。其次，ECU進行其中執(zhí)行道路模擬的步驟S24。更詳細地，參照圖4，在步驟S40輸入抽取車道邊緣的最小數(shù)量的可能標(biāo)記。其次，執(zhí)行步驟S41，通過使用最小平方法由車道邊緣的可能標(biāo)記得到具有最小偏差的線性函數(shù)。最后，在步驟S42，使用在步驟S41中的線性函數(shù)得到限定車道標(biāo)記的直線，由此完成道路模擬過程。下面概述執(zhí)行該操作的公式推導(dǎo)。、b:未知量…(I)
為了得到公式(I)中每個點的偏差(ri)，
ri=y1-y (x) =y1-(a+bx), i = 1,2,3, iL :測量坐標(biāo)的總數(shù)量…(2)
偏差平方之和(R)
R= E (ri) 2=E (y1-a-bxi)2... (3)
得到使R的值最小的值把R相對于a和b的差分設(shè)置到O。差分(R/ a) = -2 E (y1-a-bxi) =0 差分(R/b)= -2E (x1-a-bxi) =0... (4)
如果把公式(4)寫成矩陣形式
(A(l, 1)A(1，2)，A(2，1)A(2, 2)) (a，b) = (Zl，Z2)... (5)
用
A(Ll)=L A(l, I)= E xi zi= E yi A(l, 1)=E xj A(l, I)= E (xi)2 zi= L xi yi a和b是
a= [A (2，2) Zl-A (1，2)22]/d b=L A(l, 1)A(2, 2)- A(l, 2)A(2, I) 1/d... (6) d=A(l，l)A(l，2). A(1，2)A(2，1):確定的 測量車道標(biāo)記點的輪廓如下
權(quán)利要求
1.一種用于車道偏移警告系統(tǒng)的道路模擬方法，包括步驟通過一個收集車遭標(biāo)記線的圖象和輸出相應(yīng)圖象信號的攝象機、從車道標(biāo)記線圖象信號中除去噪聲、及把圖象信號劃分成多種分辨率，抽取其中車輛正在行駛的車道的車道標(biāo)記線的一個邊緣；通過輸入車道邊緣的最小數(shù)量的可能標(biāo)記點、和通過對諸點使用最小平方法抽取兩條最靠近地定義車道的直線，進行道路模擬，然后確定道路模擬是否完成；如果完成道路模擬，則通過根據(jù)攝象機的定位計算攝象機參數(shù)、及通過確定在圖象坐標(biāo)的象素之間的距離，計算車道寬度；及使用車道寬度的信息確定車輛是否偏離車道，并且如果確定車輛偏離車道則輸出警報。
2.根據(jù)本權(quán)利要求1所述的道路模擬方法，其中進行道路模擬的 步驟進一步包括步驟輸入抽取的車道邊緣的最小數(shù)量的可能標(biāo)記點；得到一個具有與車道邊緣的可能標(biāo)記點具有最小偏差的線性函 數(shù)；及使用該線性函數(shù)得到限定車道的車道標(biāo)記線。
全文摘要
一種用于車道偏移警告系統(tǒng)的道路模擬方法。該方法包括步驟抽取其中車輛正在行駛的車道的車道標(biāo)記線的一個邊緣；通過輸入車道邊緣的最小數(shù)量的可能標(biāo)記點、和通過對諸點使用最小平方法抽取兩條最靠近地定義車道的直線，進行道路模擬，然后確定道路模擬是否完成；如果完成道路模擬，則計算車道寬度；及使用車道寬度的信息確定車輛是否偏離車道，并且如果確定車輛偏離車道則輸出警報。
文檔編號G06T7/20GK103049917SQ201110307688
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:上海日浦信息技術(shù)有限公司