车道偏离预警系统、方法及车辆与流程

本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种车道偏离预警系统、方法及车辆。

背景技术：

车道偏离预警系统是一种通过报警的方式，辅助驾驶员减少因车道偏离而发生交通事故的系统。该系统提供一种智能的车道偏离预警，在驾驶员无意识(驾驶员未打转向灯)偏离车道时，能做到偏离车道0.5秒之前发出警报，或者以方向盘震动的方式，提醒驾驶员目前车辆的偏离状况，为驾驶员提供更多的反应时间，大大减少因车道偏离引发的交通事故。

现有技术中，基于全球定位系统(globalpositioningsystem，简称gps)/捷联式惯性导航系统(strap-downinertialnavigationsystem，简称sins)技术和磁引导技术的车道偏离预警方式，需要对现有道路进行大规模改进，成本较高。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种车道偏离预警系统，以降低成本。

本发明的第二个目的在于提出一种车道偏离预警方法。

本发明的第三个目的在于提出一种车辆。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车道偏离预警系统，包括：

车载导航，用于定位车辆在地图道路中的位置信息和获取车辆所在地图道路的信息；

摄像头，用于识别车辆前方行驶道路的车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角；

传感器，用于采集车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息；

控制器，用于根据所述车辆在地图道路中的位置信息和所述车辆所在地图道路的信息，预测车辆前方行驶道路的方向，根据所述车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和所述车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，预测车辆的行驶路线，根据预测到的所述车辆前方行驶道路的方向和所述车辆的行驶路线，预测车道偏离风险。

本发明实施例的车道偏离预警系统，根据采集的车辆和道路的相关信息，预测车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，进而预测车道偏离风险，可以实现对车道偏离的预警，无需对现有道路进行大规模改进，降低了成本。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种车道偏离预警方法，包括：

定位车辆在地图道路中的位置信息和获取车辆所在地图道路的信息；

识别车辆前方行驶道路的车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角；

采集车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息；

根据所述车辆在地图道路中的位置信息和所述车辆所在地图道路的信息，预测车辆前方行驶道路的方向；

根据所述车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和所述车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，预测车辆的行驶路线；

根据预测到的所述车辆前方行驶道路的方向和所述车辆的行驶路线，预测车道偏离风险。

本发明实施例的车道偏离预警方法，根据采集的车辆和道路的相关信息，预测车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，进而预测车道偏离风险，可以实现对车道偏离的预警，无需对现有道路进行大规模改进，降低了成本。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种车辆，包括如本发明第一方面实施例所述的车道偏离预警系统。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一实施例提出的车辆偏离预警系统的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提出的车辆偏离预警系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例提出的车辆偏离预警方法的流程示意图；

图4为本发明另一实施例提出的车辆偏离预警方法的流程示意图；以及

图5为本发明一实施例提出的车辆的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的车辆偏离预警系统、方法及车辆。

图1为本发明一实施例提出的车辆偏离预警系统的结构示意图。如图1所示，本发明实施例的车辆偏离预警系统具体包括：车载导航11、摄像头12、传感器13和控制器14，车载导航11、摄像头12和传感器13分别与控制器14连接。

车载导航11，用于定位车辆在地图道路中的位置信息和获取车辆所在地图道路的信息。

具体的，车载导航11可基于gps等定位方式定位车辆的位置，结合电子导航地图，将定位的车辆的位置反映到电子导航地图相应的点上，即定位出车辆在地图道路中的位置信息，同时获取车辆所在地图道路的信息(例如车辆所在地图道路的长度、曲率等信息)，并发送至控制器14。

摄像头12，用于识别车辆前方行驶道路的车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角。

具体的，摄像头12可以安装在驾驶室后视镜后部，指向车辆前方行驶车道，通过采集的图像信息识别车辆前方行驶道路的车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角，并发送至控制器14。

传感器13，用于采集车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息。

具体的，可以通过各种不同功能的传感器13，例如速度传感器、转向角度传感器等，采集车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，并发送至控制器14。

控制器14，用于根据车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息，预测车辆前方行驶道路的方向，根据车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，预测车辆的行驶路线，根据预测到的车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，预测车道偏离风险。

具体的，控制器14具体可以为先进驾驶辅助系统(advanceddriverassistantsystem，简称adas)控制器。控制器14可以根据车载导航11发送的车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息，预测车辆前方行驶道路的方向(例如直道、弯道)。根据摄像头12发送的车辆前方行驶道路的车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角，以及传感器13发送的车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，预测车辆的行驶路线。将预测到的车辆的行驶路线映射到车辆前方行驶道路的方向上，预测车道偏离风险，即预测车辆是否会发生车道偏离。如果预测车辆会发生车道偏离，则对车辆驾驶员进行报警。

本实施例中，根据采集的车辆和道路的相关信息，预测车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，进而预测车道偏离风险，可以实现对车道偏离的预警，无需对现有道路进行大规模改进，降低了成本。

为了清楚说明上一实施例，本实施例提供了另一种车辆偏离预警系统。图2为本发明另一实施例提出的车辆偏离预警系统的结构示意图。如图2所示，在上一实施例的基础上，车载导航11具体可包括：定位模块111和导航模块112。

定位模块111，用于定位车辆的经纬度信息。

具体的，定位模块111可以基于gps等定位方式，利用gps星系，通过本地覆盖范围的多颗卫星精确定位车辆的经纬度信息。

导航模块112，用于根据车辆的经纬度信息和导航地图信息，定位车辆在地图道路中的位置信息，并获取车辆所在地图道路的信息。

具体的，导航模块112中的汽车导航地图软件将定位模块111定位的车辆的经纬度信息，反映到电子导航地图相应的点上，即定位出车辆在地图道路中的位置信息，同时获取车辆所在地图道路的信息(例如车辆所在地图道路的长度、曲率等信息)，并发送至控制器14。定位模块111每秒中进行多次刷新定位，导航模块112将每次定位的车辆的经纬度信息，反映到电子导航地图相应的点上。

进一步的，控制器14具体可包括：第一模型建立模块141，用于根据实时采集的多个车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息，确定车辆行驶道路模型的参数，以建立车辆行驶道路模型，并将当前车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息输入至车辆行驶道路模型，预测车辆前方行驶道路的方向。

具体的，第一模型建立模块141将实时采集的多个车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息作为样本数据，采用车辆行驶道路模型算法进行训练，确定车辆行驶道路模型的参数，从而建立车辆行驶道路模型。将当前车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息作为车辆行驶道路模型的输入，车辆行驶道路模型的输出即为对车辆前方行驶道路的方向的预测。另外，第一模型建立模块141可以根据实时采集的车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息，实时更新车辆行驶道路模型。

进一步的，控制器14具体还可包括：第二模型建立模块142，用于根据实时采集的多个车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，确定车辆行驶路线模型的参数，以建立车辆行驶路线模型，并将当前车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息输入至车辆行驶路线模型，预测车辆的行驶路线。

具体的，第二模型建立模块142将实时采集的多个车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，作为样本数据，采用车辆行驶路线模型算法进行训练，确定车辆行驶路线模型的参数，从而建立车辆行驶路线模型。将当前车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息作为车辆行驶路线模型的输入，车辆行驶路线模型的输出即为对车辆的行驶路线的预测。另外，第二模型建立模块142可以根据实时采集的车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，实时更新车辆行驶路线模型。

进一步的，控制器14具体还可包括：车道偏离预测模块143，用于拟合预测到的车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，根据拟合结果，预测车道偏离风险。

具体的，车道偏离预测模块143拟合预测到的车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，即将预测到的车辆的行驶路线映射到车辆前方行驶道路的方向上，根据拟合结果，预测车道偏离风险，即预测车辆是否会发生车道偏离。如果预测车辆会发生车道偏离，则对车辆驾驶员进行报警。

本发明实施例的车辆偏离预警系统的具体工作过程如下：

1)操作开始。

2)启动车辆。

3)打开控制器14。

4)选择启用车道偏离功能。

5)车辆开启车载导航11、摄像头12和传感器13。

6)车载导航11定位车辆在地图道路中的位置信息和获取车辆所在地图道路的信息，发送至控制器14。

7)摄像头12采集实时图像信息，识别车辆前方行驶道路的车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角，并发送至控制器14。

8)传感器13采集车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，并发送至控制器14。

9)控制器14分析接收到的信号。

10)控制器14实时更新车辆行驶道路模型。

11)控制器14实时更新车辆行驶路线模型。

12)控制器14拟合两个模型的输出结果，输出车道偏离风险预测信号。

13)控制器14判断车辆是否会车道偏离。

本实施例中，根据采集的车辆和道路的相关信息，预测车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，进而预测车道偏离风险，可以实现对车道偏离的预警，无需对现有道路进行大规模改进，降低了成本。

基于上述实施例，本发明还提出一种车辆偏离预警方法。本发明实施例的车辆偏离预警方法可应用于前述实施例的车辆偏离预警系统中。图3为本发明一实施例提出的车辆偏离预警方法的流程示意图。如图3所示，该车辆偏离预警方法具体可包括：

s301，定位车辆在地图道路中的位置信息和获取车辆所在地图道路的信息。

s302，识别车辆前方行驶道路的车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角。

s303，采集车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息。

s304，根据车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息，预测车辆前方行驶道路的方向。

s305，根据车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，预测车辆的行驶路线。

s306，根据预测到的车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，预测车道偏离风险。

需要说明的是，前述对车辆偏离预警系统实施例的解释说明也适用于该实施例的车辆偏离预警方法，此处不再赘述。

本实施例中，根据采集的车辆和道路的相关信息，预测车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，进而预测车道偏离风险，可以实现对车道偏离的预警，无需对现有道路进行大规模改进，降低了成本。

为了清楚说明上一实施例，本实施例提供了另一种车辆偏离预警方法。图4为本发明另一实施例提出的车辆偏离预警方法的流程示意图。如图4所示，在上一实施例的基础上，本发明实施例的车辆偏离预警方法具体包括以下步骤：

上一实施例中的在步骤s301具体可包括以下步骤s401和s402。

s401，定位车辆的经纬度信息。

s402，根据车辆的经纬度信息和导航地图信息，定位车辆在地图道路中的位置信息，并获取车辆所在地图道路的信息。

s403，识别车辆前方行驶道路的车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角。

s404，采集车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息。

具体的，步骤s403和s404与上一实施例中的步骤s302和s303相同，此处不再赘述。

上一实施例中的步骤s304具体可包括以下步骤s405和s406。

s405，根据实时采集的多个车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息，确定车辆行驶道路模型的参数，以建立车辆行驶道路模型。

s406，将当前车辆在地图道路中的位置信息和车辆所在地图道路的信息输入至车辆行驶道路模型，预测车辆前方行驶道路的方向。

上一实施例中的步骤s305具体可包括以下步骤s407和s408。

s407，根据实时采集的多个车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息，确定车辆行驶路线模型的参数，以建立车辆行驶路线模型。

s408，将当前车道线标志、车道曲率半径、车辆横向偏移和航向角和车辆的速度信息、车辆行驶偏离角度信息和转向灯信息输入至车辆行驶路线模型，预测车辆的行驶路线。

上一实施例中的步骤s306具体可包括以下步骤s409。

s409，拟合预测到的车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，根据拟合结果，预测车道偏离风险。

需要说明的是，前述对车辆偏离预警系统实施例的解释说明也适用于该实施例的车辆偏离预警方法，此处不再赘述。

本实施例中，根据采集的车辆和道路的相关信息，预测车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，进而预测车道偏离风险，可以实现对车道偏离的预警，无需对现有道路进行大规模改进，降低了成本。

为了实现上述实施例，本发明还提供一种车辆。包括如前述实施例的车道偏离预警系统。图5为本发明一实施例提出的车辆的结构示意图。如图5所示，该车辆51包括如前述实施例的车道偏离预警系统52。

本实施例中，根据采集的车辆和道路的相关信息，预测车辆前方行驶道路的方向和车辆的行驶路线，进而预测车道偏离风险，可以实现对车道偏离的预警，无需对现有道路进行大规模改进，降低了成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。