一种全景车道偏离预警方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种全景车道偏离预警方法及系统，该方法包括：采集车辆周围的视频图像数据；对车辆周围的视频图像数据进行处理获得车辆的360度全景俯视图；根据360度全景俯视图检测出车辆当前所在车道的两侧车道线；实时跟踪监测车辆与两侧车道线的相对位置变化，在符合车道偏离报警规则的情况下生成报警信号；实时采集车辆的状态数据生成动态的报警抑制规则；对报警信号进行分析，判断是否符合当前状态的报警抑制规则，若是则不输出报警信号，若否则输出报警信号进行报警。本发明结合车速、航向、角速度、加速度及转向灯等信息，在保证及时准确报警的同时，充分考虑了驾驶路况，驾驶区域与驾驶习惯，减少了正常车道偏离情况下报警信号对驾驶员的干扰。
【专利说明】一种全景车道偏离预警方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽车安全【技术领域】，涉及一种行车安全报警系统，特别是涉及一种全 景车道偏离预警方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着全球城市化突飞猛进式的发展和汽车的大量普及，交通运输问题越来越受到 人们的重视和关注。如今汽车已不仅仅是人们出行的交通工具，而是逐步智能化的载体，并 具有越来越完善的功能。据统计，当汽车在结构化道路行驶过程中，驾驶员在驾驶员-汽 车-道路三个环节里面是可靠性最差的一个环节，80%以上的交通事故都是由驾驶员的主 观因素造成的，这些主观因素包括过度疲劳、疏忽或者注意力分散等。在所有的交通事故 中，车道偏离事故占据了大约百分之三十的比例。可见开发一个成本低，可靠性好及用户使 用方便的车道偏离预警（Lane Departure Warning,简称LDW)系统对提高汽车的主动安全 性具有多么重要的意义。
[0003] 目前商用的LDW系统普遍采用单独的前置或后置摄像头实现，在前后方视野能见 度低的情况下，系统的可靠性会大大降低。同时国外的一些车道偏离报警系统引入到国内 之后，由于系统报警的频繁发生，使驾驶员逐渐厌烦，最终导致驾驶员对系统报警的不信任 性。所以如何提高LDW系统的可靠性及易用性是目前亟需解决的问题。
【发明内容】
[0004] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种全景车道偏离预警方 法及系统，用于解决现有技术中车道偏离报警过于死板，车道偏离报警的频繁发生对驾驶 员的正常驾驶造成严重干扰的问题。
[0005] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种全景车道偏离预警方法，所述 全景车道偏离预警方法包括：采集车辆周围的视频图像数据；对所述车辆周围的视频图像 数据进行处理获得车辆的360度全景俯视图；根据所述360度全景俯视图检测出所述车辆 当前所在车道的两侧车道线；实时跟踪监测所述车辆与所述两侧车道线的相对位置变化， 在符合车道偏离报警规则的情况下生成报警信号；实时采集所述车辆的状态数据生成动态 的报警抑制规则；对所述报警信号进行分析，判断是否符合当前状态的报警抑制规则，若符 合则不输出所述报警信号，若不符合则输出所述报警信号进行报警。
[0006] 优选地，采集车辆周围的视频图像数据的实现过程包括：在所述车辆上设置摄像 头分别采集车辆的正前方、正后方、正左方、正右方的视频图像数据；或在所述车辆上设置 摄像头分别采集车辆的左前方、左后方、右前方、右后方的视频图像数据。
[0007] 优选地，所述360度全景俯视图的获取过程包括：对所述车辆周围的视频图像数 据进行畸变校正；对校正后的视频图像数据进行图像拼接，合成所述360度全景俯视图。
[0008] 优选地，根据所述360度全景俯视图检测出所述车辆当前所在车道的两侧车道线 的实现过程包括：对校正后的视频图像数据进行Hough直线变换，获得车道线的直线方程； 根据所述直线方程和所述车辆的宽度信息获得当前车道的宽度；当采集到包含一侧车道线 的视频图像数据时，根据所述直线方程和当前车道的宽度获得另一侧车道线。
[0009] 优选地，所述车道偏离报警规则的获得过程包括：采集所述车辆的前向速度；通 过所述车辆与两侧车道线的相对位置变化获得所述车辆相对车道线的切向速度；对所述车 辆前向速度和切向速度进行模糊化处理，获得不同行车状态下的报警线位置。
[0010] 优选地，在符合车道偏离报警规则的情况下生成报警信号的实现过程包括：当检 测到所述车辆的边缘距车道线的距离小于当前行车状态下的报警线位置距车道线的距离 时，则生成报警信号。
[0011] 优选地，实时采集所述车辆的状态数据生成动态的报警抑制规则的实现过程包 括：通过比较所述报警信号的产生时刻与转向灯关闭时刻之间的第一时间间隔与预定第一 阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理；通过比较所述报警信号的产生时刻与 车辆启动时刻之间的第二时间间隔与预定第二阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑 制处理；通过比较所述报警信号的产生时刻与车辆转弯时刻之间的第三时间间隔与预定第 三阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理；通过比较车辆的加速度数据与预定 第四阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理；通过比较车辆的平均速度数据与 预定第五阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理；通过比较当前车道宽度与预 定第六阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理。
[0012] 本发明还提供一种全景车道偏离预警系统，所述全景车道偏离预警系统包括：视 频图像采集设备，采集车辆周围的视频图像数据；处理器，与所述视频图像采集设备相连， 包括：全景模块，对所述车辆周围的视频图像数据进行处理获得车辆的360度全景俯视图； 车辆状态数据采集模块，实时采集车辆的各项状态数据；车辆偏离报警模块，与所述全景模 块和车辆状态数据采集模块分别相连，根据所述360度全景俯视图检测出所述车辆当前所 在车道的两侧车道线；实时跟踪监测所述车辆与所述两侧车道线的相对位置变化，在符合 车道偏离报警规则的情况下生成报警信号；对所述报警信号进行分析，判断是否符合当前 状态的报警抑制规则，若符合则不输出所述报警信号，若不符合则输出所述报警信号进行 报警；报警抑制模块，与所述车辆偏离报警模块和车辆状态数据采集模块分别相连，用以实 时采集所述车辆的状态数据生成动态的报警抑制规则。
[0013] 优选地，所述视频图像采集设备包括4个摄像头；所述4个摄像头分别设于车辆的 正前方、正后方、正左方、正右方；或所述4个摄像头分别设于车辆的左前方、左后方、右前 方、右后方 。
[0014] 优选地，所述全景模块包括：畸变校正单元，对所述车辆周围的视频图像数据进行 畸变校正；图像拼接单元，与所述畸变校正单元相连，对校正后的视频图像数据进行图像拼 接，合成所述360度全景俯视图；全景输出单元，与所述图像拼接单元相连，输出所述360度 全景俯视图。
[0015] 优选地，所述车辆偏离报警模块包括：车道线检测单元，与所述全景模块相连，根 据所述360度全景俯视图检测出所述车辆当前所在车道的两侧车道线；车道线跟踪单元， 与所述车道线检测单元相连，实时跟踪监测所述车辆与所述两侧车道线的相对位置变化； 报警规则单元，与所述车道线跟踪单元和所述车辆状态数据采集模块分别相连，对所述车 道线跟踪单元获得的车辆切向速度和所述报警抑制模块获得的车辆前向速度进行模糊化 处理，获得不同行车状态下的报警线位置；车道偏离报警单元，与所述车道线跟踪单元和 报警规则单元分别相连，在所述相对位置变化符合车道偏离报警规则的情况下生成报警信 号；报警抑制判断单元，与所述车道偏离报警单元和报警抑制模块分别相连，对所述报警信 号进行分析，判断是否符合报警抑制规则，若符合则不输出所述报警信号，若不符合则输出 所述报警信号；声光报警单元，与所述报警抑制判断单元相连，收到所述报警信号后发出声 光报警。
[0016] 优选地，所述报警抑制模块包括：转向灯抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所 述车辆状态数据采集模块分别相连，通过比较所述报警信号的产生时刻与转向灯关闭时刻 之间的第一时间间隔与预定第一阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理；启动 抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采集模块分别相连，通过比较所 述报警信号的产生时刻与车辆启动时刻之间的第二时间间隔与预定第二阈值的大小，确定 是否对所述报警信号作抑制处理；转弯抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状 态数据采集模块分别相连，通过比较所述报警信号的产生时刻与车辆转弯时刻之间的第三 时间间隔与预定第三阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理；减速抑制单元，与 所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采集模块分别相连，当所述报警信号产生时， 通过比较车辆的加速度数据与预定第四阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处 理；均速抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采集模块分别相连，当所 述报警信号产生时，通过比较车辆的平均速度数据与预定第五阈值的大小，确定是否对所 述报警信号作抑制处理；道宽抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采 集模块分别相连，当所述报警信号产生时，通过比较当前车道宽度与预定第六阈值的大小， 确定是否对所述报警信号作抑制处理。
[0017] 如上所述，本发明所述的全景车道偏离预警方法及系统，具有以下有益效果：
[0018] 本发明结合车速、航向、角速度、加速度及转向灯等信息，在保证给出及时准确的 报警的同时，充分考虑了驾驶路况，驾驶区域与驾驶习惯，减少了正常车道偏离情况下报警 信号对驾驶员的干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明所述的全景车道偏离预警方法的流程示意图。
[0020] 图2为本实施例提供的一种摄像头的设置结构示意图。
[0021] 图3为本实施例提供的一种车辆的360度全景俯视图获取方法的流程示意图。
[0022] 图4为本实施例提供的一种检测两侧车道线方法的流程示意图。
[0023] 图5为本发明所述的全景车道偏离预警系统的结构示意图。
[0024] 元件标号说明
[0025] 100 视频图像采集设备
[0026] 101 前视摄像头
[0027] 102 后视摄像头
[0028] 103 左视摄像头
[0029] 104 右视摄像头
[0030] 200 处理器
[0031] 210 全景模块
[0032] 211 畸变校正单元
[0033] 212 图像拼接单元
[0034] 213 全景输出单元
[0035] 220 车辆偏离报警模块
[0036] 221 车道线检测单元
[0037] 222 车道线跟踪单元
[0038] 223 报警规则单元
[0039] 224 车道偏离报警单元
[0040] 225 报警抑制判断单元
[0041] 226 声光报警单元
[0042] 230 报警抑制模块
[0043] 231 转向灯抑制单元
[0044] 232 启动抑制单元
[0045] 233 转弯抑制单元
[0046] 234 减速抑制单元
[0047] 235 均速抑制单元
[0048] 236 道宽抑制单元
[0049] 240 车辆状态数据采集模块
[0050] S1 ?S6 步骤
【具体实施方式】
[0051] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0052] 请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明 的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形 状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布 局型态也可能更为复杂。
[0053] 下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。
[0054] 实施例
[0055] 本发明提供一种全景车道偏离预警方法，如图1所示，所述全景车道偏离预警方 法包括：
[0056] S1，采集车辆周围的视频图像数据。
[0057] 进一步，采集车辆周围的视频图像数据的实现过程包括：在所述车辆上设置摄像 头分别采集车辆的正前方、正后方、正左方、正右方的视频图像数据；或在所述车辆上设置 摄像头分别采集车辆的左前方、左后方、右前方、右后方的视频图像数据。本实施例提供一 种摄像头的设置方式，如图2所示，前视摄像头101设置于车头中部位置，以一定俯仰角指 向车辆正前方；后视摄像头102设置于车尾中部位置，以一定俯仰角指向车辆正后方；左视 摄像头103和右视摄像头104分别设置于车辆的左、右两侧后视镜下方，并以一定的俯仰角 指向车辆的左、右两侧。
[0058] S2,对所述车辆周围的视频图像数据进行处理，获得车辆的360度全景俯视图。
[0059] 进一步，本实施例提供一种对所述车辆周围的视频图像数据进行处理获得车辆的 360度全景俯视图的具体实现方式，如图3所示，包括：对所述车辆周围的视频图像数据进 行畸变校正；对校正后的视频图像数据进行图像拼接，合成所述360度全景俯视图。其中， 畸变校正可以通过对摄像头标定的畸变校正表实现。合成后的360度全景俯视图可以输出 到人机接口用于全景泊车和车道偏离屏幕报警等提示。人机接口一般设置于驾驶台的中央 位置。
[0060] S3,根据所述360度全景俯视图检测出所述车辆当前所在车道的两侧车道线。
[0061] 进一步，本实施例提供一种根据所述360度全景俯视图检测出所述车辆当前所 在车道的两侧车道线的具体实现过程，如图4所示，包括：对校正后的视频图像数据进行 Hough直线变换，获得车道线的直线方程；根据所述直线方程和所述车辆的宽度信息获得 当前车道的宽度；当采集到包含一侧车道线的视频图像数据时，根据所述直线方程和当前 车道的宽度获得另一侧车道线。
[0062] S4,实时跟踪监测所述车辆与所述两侧车道线的相对位置变化，在符合车道偏离 报警规则的情况下生成报警信号。
[0063] 进一步，本实施例提供一种跟踪监测方法，其可以采用Kalman滤波算法实现，具 体过程为：将车辆相对车道线的距离，距离的变化，相对车道线的角度，角度的变化作为 Kalman滤波的状态变量，将相对车道线的距离和相对车道线的角度作为Kalman滤波的量 测变量，判断每一帧更新后的滤波结果是否符合车道偏离报警规则。
[0064] 本实施例还提供一种所述车道偏离报警规则的具体获得过程，包括：采集所述车 辆的前向速度；通过所述车辆与两侧车道线的相对位置变化获得所述车辆相对车道线的切 向速度；对所述车辆前向速度和切向速度进行模糊化处理，获得不同行车状态下的报警线 位置。例如：通过GNSS定位系统或CAN总线得到车速数据，通过车道线跟踪算法估计出车 辆相对车道线距离的变化并结合时间信息计算出车辆相对车道线的切向速度，将横向速度 (即切向速度），汽车车速按表1的模糊逻辑规则做模糊化处理得到报警线的位置。表1中 的具体参数可以根据不同车型及客户的需求进行修改。
[0065] 表1 :报警线位置规则表
[0066]
【权利要求】
1. 一种全景车道偏离预警方法，其特征在于，所述全景车道偏离预警方法包括： 采集车辆周围的视频图像数据； 对所述车辆周围的视频图像数据进行处理获得车辆的360度全景俯视图； 根据所述360度全景俯视图检测出所述车辆当前所在车道的两侧车道线； 实时跟踪监测所述车辆与所述两侧车道线的相对位置变化，在符合车道偏离报警规则 的情况下生成报警信号； 实时采集所述车辆的状态数据生成动态的报警抑制规则； 对所述报警信号进行分析，判断是否符合当前状态的报警抑制规则，若符合则不输出 所述报警信号，若不符合则输出所述报警信号进行报警。
2. 根据权利要求1所述的全景车道偏离预警方法，其特征在于，采集车辆周围的视频 图像数据的实现过程包括： 在所述车辆上设置摄像头分别采集车辆的正前方、正后方、正左方、正右方的视频图像 数据；或 在所述车辆上设置摄像头分别采集车辆的左前方、左后方、右前方、右后方的视频图像 数据。
3. 根据权利要求1所述的全景车道偏离预警方法，其特征在于，所述360度全景俯视图 的获取过程包括： 对所述车辆周围的视频图像数据进行畸变校正； 对校正后的视频图像数据进行图像拼接，合成所述360度全景俯视图。
4. 根据权利要求3所述的全景车道偏离预警方法，其特征在于，根据所述360度全景俯 视图检测出所述车辆当前所在车道的两侧车道线的实现过程包括： 对校正后的视频图像数据进行Hough直线变换，获得车道线的直线方程； 根据所述直线方程和所述车辆的宽度信息获得当前车道的宽度； 当采集到包含一侧车道线的视频图像数据时，根据所述直线方程和当前车道的宽度获 得另一侧车道线。
5. 根据权利要求1所述的全景车道偏离预警方法，其特征在于，所述车道偏离报警规 则的获得过程包括： 采集所述车辆的前向速度； 通过所述车辆与两侧车道线的相对位置变化获得所述车辆相对车道线的切向速度； 对所述车辆前向速度和切向速度进行模糊化处理，获得不同行车状态下的报警线位 置。
6. 根据权利要求5所述的全景车道偏离预警方法，其特征在于，在符合车道偏离报警 规则的情况下生成报警信号的实现过程包括： 当检测到所述车辆的边缘距车道线的距离小于当前行车状态下的报警线位置距车道 线的距离时，则生成报警信号。
7. 根据权利要求1所述的全景车道偏离预警方法，其特征在于，实时采集所述车辆的 状态数据生成动态的报警抑制规则的实现过程包括： 通过比较所述报警信号的产生时刻与转向灯关闭时刻之间的第一时间间隔与预定第 一阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理； 通过比较所述报警信号的产生时刻与车辆启动时刻之间的第二时间间隔与预定第二 阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理； 通过比较所述报警信号的产生时刻与车辆转弯时刻之间的第三时间间隔与预定第三 阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理； 通过比较车辆的加速度数据与预定第四阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制 处理； 通过比较车辆的平均速度数据与预定第五阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑 制处理； 通过比较当前车道宽度与预定第六阈值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处 理。
8. -种全景车道偏离预警系统，其特征在于，所述全景车道偏离预警系统包括： 视频图像采集设备，采集车辆周围的视频图像数据； 处理器，与所述视频图像采集设备相连，包括： 全景模块，对所述车辆周围的视频图像数据进行处理获得车辆的360度全景俯视图； 车辆状态数据采集模块，实时采集车辆的各项状态数据； 车辆偏离报警模块，与所述全景模块和车辆状态数据采集模块分别相连，根据所述360 度全景俯视图检测出所述车辆当前所在车道的两侧车道线；实时跟踪监测所述车辆与所述 两侧车道线的相对位置变化，在符合车道偏离报警规则的情况下生成报警信号；对所述报 警信号进行分析，判断是否符合当前状态的报警抑制规则，若符合则不输出所述报警信号， 若不符合则输出所述报警信号进行报警； 报警抑制模块，与所述车辆偏离报警模块和车辆状态数据采集模块分别相连，用以实 时采集所述车辆的状态数据生成动态的报警抑制规则。
9. 根据权利要求8所述的全景车道偏离预警系统，其特征在于：所述视频图像采集设 备包括4个摄像头；所述4个摄像头分别设于车辆的正前方、正后方、正左方、正右方；或所 述4个摄像头分别设于车辆的左前方、左后方、右前方、右后方。
10. 根据权利要求8所述的全景车道偏离预警系统，其特征在于，所述全景模块包括： 畸变校正单元，与所述视频图像采集设备相连，对所述车辆周围的视频图像数据进行 畸变校正； 图像拼接单元，与所述畸变校正单元相连，对校正后的视频图像数据进行图像拼接，合 成所述360度全景俯视图； 全景输出单元，与所述图像拼接单元相连，输出所述360度全景俯视图。
11. 根据权利要求8所述的全景车道偏离预警系统，其特征在于：所述车辆偏离报警模 块包括： 车道线检测单元，与所述全景模块相连，根据所述360度全景俯视图检测出所述车辆 当前所在车道的两侧车道线； 车道线跟踪单元，与所述车道线检测单元相连，实时跟踪监测所述车辆与所述两侧车 道线的相对位置变化； 报警规则单元，与所述车道线跟踪单元和所述车辆状态数据采集模块分别相连，对所 述车道线跟踪单元获得的车辆切向速度和所述报警抑制模块获得的车辆前向速度进行模 糊化处理，获得不同行车状态下的报警线位置； 车道偏离报警单元，与所述车道线跟踪单元和报警规则单元分别相连，在所述相对位 置变化符合车道偏离报警规则的情况下生成报警信号； 报警抑制判断单元，与所述车道偏离报警单元和报警抑制模块分别相连，对所述报警 信号进行分析，判断是否符合报警抑制规则，若符合则不输出所述报警信号，若不符合则输 出所述报警信号； 声光报警单元，与所述报警抑制判断单元相连，收到所述报警信号后发出声光报警。
12.根据权利要求8所述的全景车道偏离预警系统，其特征在于，所述报警抑制模块包 括： 转向灯抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采集模块分别相连， 通过比较所述报警信号的产生时刻与转向灯关闭时刻之间的第一时间间隔与预定第一阈 值的大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理； 启动抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采集模块分别相连，通 过比较所述报警信号的产生时刻与车辆启动时刻之间的第二时间间隔与预定第二阈值的 大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理； 转弯抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采集模块分别相连，通 过比较所述报警信号的产生时刻与车辆转弯时刻之间的第三时间间隔与预定第三阈值的 大小，确定是否对所述报警信号作抑制处理； 减速抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采集模块分别相连，当 所述报警信号产生时，通过比较车辆的加速度数据与预定第四阈值的大小，确定是否对所 述报警信号作抑制处理； 均速抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采集模块分别相连，当 所述报警信号产生时，通过比较车辆的平均速度数据与预定第五阈值的大小，确定是否对 所述报警信号作抑制处理； 道宽抑制单元，与所述车辆偏离报警模块和所述车辆状态数据采集模块分别相连，当 所述报警信号产生时，通过比较当前车道宽度与预定第六阈值的大小，确定是否对所述报 警信号作抑制处理。
【文档编号】B60W30/12GK104085396SQ201410314210
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】唐锐, 孙海鹏 申请人:上海纵目科技有限公司