车道偏移计算系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型有关于一种车道偏移计算系统，特别是有关于一种利用图框(frame)影像提升辨识率及其效能的车道偏移计算系统。
【背景技术】
[0002]驾驶汽车这件事包含许多一连串的动作，包括驾驶者对当时环境的知觉、做出判断、然后再控制汽车的行进方向，在安全的驾车程序中，驾驶者对周遭环境做出正确的判断是一个关键时刻，但是驾驶者很容易被分散注意力，也因为人的生理知觉系统无法同时处理很多突发的事件，为了协助和保护驾驶人，目前正研宄一系列有关智能型运输系统(intelligent transportat1n systems, ITS)，而其中的智慧车(intelligent vehicle,IV)技术强调利用先进的车道辨识方式，达到主动式安全的目的，在事故可能发生之前，主动察觉并提供辅助以避免事故的发生。
[0003]利用霍氏转换(Hough Transform)作为车道辨识，是目前最主流的技术之一。已知车道辨识系统是需要每一张图框(frame)都对整张影像进行霍氏转换(HoughTransform)。利用霍氏转换(Hough Transform)将影像中分散的点位置找出特定形状的参数值，每一个点通过一对多的映像(由影像空间映像到参数空间)产生参数的所有可能值，再累计全部点所产生的参数值，最后得以在参数空间决定表现最明显的形状参数。需要每一张图框(frame)都对整张影像进行霍氏转换(Hough Transform)。
[0004]然而，此转换的计算量相当大，占车道侦测的整体计算量的80%以上，需要的运算资源太大，效率差，不适用于一般规格的车用电子系统。
[0005]另一个问题是，已知车道辨识系统只适用于简单的直线型车道，当画面有异物或者是前方车辆变换车道时，容易造成误判。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种车道偏移计算系统。
[0007]为了达到上述的目的，本实用新型提供一种车道偏移计算系统，包含:
[0008]—用以拍摄路面的复数个原始影像的影像擷取单元；
[0009]一影像处理单元，其电性连接于该影像擷取单元并通过接收该影像擷取单元所拍摄的复数个原始影像而输出复数个图框影像；
[0010]一辨识单元，其电性连接于该影像处理单元并接收该影像处理单元的复数个图框影像；以及
[0011]一控制点区域侦测单元，其电性连接于该辨识单元及该影像处理单元。
[0012]优选地，其中该车道偏移计算系统结合于一车辆的车道偏移警告装置。
[0013]本实用新型所提供的车道偏移计算系统，其利用连续的影像信息进行比对，使用第一张图框(frame)影像有效地辨识结果，不需要每一张图框影像都对整张影像进行霍氏转换(Hough Transform);其利用第一张图框影像，配合车道直线的控制点进行比对，更新控制点位置，适时地省去每一张图框影像转换的计算，在不影响辨识率的前提之下降低计算量，大幅提升系统效能，并能提高辨识率；同时，其所提出的方式也可以避免对遇到突然产生的异物或噪声产生误判。
【附图说明】
[0014]图1是一系统架构图，说明本实用新型一实施例的车道偏移计算系统；
[0015]图2是一示意图，说明本实用新型一实施例的影像擷取单元拍摄路面的复数个原始影像；
[0016]图3是一示意图，说明本实用新型一实施例的视觉水平线M及消失点Q ;
[0017]图4是一示意图，说明本实用新型一实施例的影像擷取单元的具有控制点的复数个原始影像。
[0018]主要部件名称:
[0019]10-影像擷取单元；100_车道偏移计算系统；
[0020]20-影像处理单元；
[0021]30-控制点区域侦测单元；31_控制点；32_控制点搜寻区域；
[0022]40-辨识单元；
[0023]50-车道偏移警告装置；
[0024]M-视觉水平线；
[0025]Q-消失点。
【具体实施方式】
[0026]本实用新型将揭示一种车道偏移计算系统。在本实用新型的以下详细说明中，将描述多种特定的细节以便提供本实用新型的完整说明。然而，对本领域的普通技术人员来说，并可以不需要使用该等特定细节便可以实施本实用新型，或者可以借着利用替代的组件或方法来实施本实用新型。在其它的状况下，并不特别详细地说明已知的方法、程序、部件、以及电路，以免不必要地混淆本实用新型的重点。
[0027]请参阅图1，其显示一种车道偏移计算系统100。该车道偏移计算系统100包括一影像擷取单元10、一影像处理单元20、一控制点区域侦测单元30及一辨识单元40。该车道偏移计算系统100可应用于一车辆的车道偏移警告装置50。
[0028]该影像擷取单元10拍摄路面的复数个原始影像。该影像处理单元20电性连接于该影像擷取单元10，并接收该影像擷取单元10所拍摄的复数个原始影像，用以输出复数个图框(frame)影像(如图2所示)。该辨识单元40电性连接于该影像处理单元20，用以接收该影像处理单元20的复数个图框影像。
[0029]请参阅图3，该辨识单元40利用素描常用的透视图法，只要找出二度平面中的消失点Q位置，即可还原三度空间中的并行线。因为在三度空间中相互平行的所有对象边缘，如果没有与视觉水平线M呈垂直或平行，其延伸线必在远方交于同一点，该点即是消失点Q。而车道边缘的切线就是并行线，即使是弯弯曲曲的车道也是一样，其边缘的切线必通过该消失点Q。
[0030]请再参阅图1，该辨识单元40电性连接于该影像处理单元，用以接收该影像处理单元20的复数个图框(frame)影像，其中该辨识单元40从该影像处理单元20收到第一张图框影像中辨识出至少一消失点后，将所有通过该消失点的直线作像素梯度值累计，累计值最大的二直线即是该车道的左、右车道。同时，该辨识单元40设定该左、右车道直线的控制点31 (如图4所示)，并被传送到一控制点区域侦测单元30。
[0031]详细而言，该辨识单元40是利用霍氏转换(Hough Transform)及霍氏反转换从该影像中辨识出该消失点。霍氏转换是将直角坐标平面上的直线转换成极坐标平面上的点，以法线的距离及法线与X轴之间的夹角表示。该辨识单元40先将收到的影像分成复数小区域，再对一小区域中的每一像素作霍氏转换，以在极坐标平面上产生复数曲线，当该等曲线有交点时，即在直角坐标平面上有直线，找出该等曲线的交点，再换下一小区域继续作霍氏转换，直到所有小区域都做完转换。此时，该辨识单元40将所有找到的交点作霍氏反转换，以在直角坐标平面上产生复数直线，其中，有最多直线通过的点即为该消失点。因为影像处理产生的误差，找到的消失点可能不只一个。该辨识单元40将通过找到的该消失点或该等消失点的直线作像素梯度值累计，累计值最大的二直线即是辨识出的左、右边线，而该二边线的交点即是辨识出的消失点。该辨识单元40利用三度空间中的任何对象辨识该消失点及左、右边线，而且将收到的影像分成复数小区域分别作霍氏转换。
[0032]请再参阅图1及图4，该控制点区域侦测单元30电性连接于该辨识单元40及该影像处理单元20，其中该控制点区域侦测单元30根据该两车道直线的控制点31而输出一控制点搜寻区域32至该影像处理单元20。该影像处理单元20将下一张图框影像及其控制点搜寻区域32送到该辨识单元40，该辨识单元40只针对下一张图框影像的控制点搜寻区域32进行两车道直线的辨识以及该左、右车道直线的控制点31的更新。此时，若串流影像的下一张图框(frame)欲搜寻的范围，若在控制点搜寻区域32范围内能找到任一直线讯号，则会将其视为控制点更新的位置。该辨识单元40只需要对控制点搜寻区域(小范围)做更新控制点的动作，亦即该辨识单元40只需要对下一张图框(frame)的影像的小范围做更新控制点的动作，而非影像的整个范围，因此计算效能也因而大幅提升。在一些实施例中，辨识单元40更可通过比对图框影像而取得车道直线偏移的速度及向量，以辅助更新控制点的精确性。最后，该辨识单元40会将该车道的左、右边线的最终结果传送至该车道偏移警告装置50。
[0033]本实用新型利用连续的影像信息做比对，使用第一张图框(frame)影像有效的辨识结果，不需要每一张图框影像都对整张影像进行霍氏转换(Hough Transform)。本实用新型利用第一张图框影像，配合车道直线的控制点进行比对，更新控制点位置，适时省去每一张图框影像转换的计算，在不影响辨识率的前提之下降低计算量，大幅提升系统效能，并能提高辨识率。同时，本实用新型所提出的方式也可以避免对遇到突然产生的异物或噪声产生误判。
[0034]在驾驶行为的分析中，我们不难发现，一般的驾驶在切换车道时，跟因为打瞌睡或不专心而偏离车道，车子平移的速度是有差异的；利用前后图框影像的比对，我们可获得车道线偏移的速度及向量，若在合理的范围内，我们可以将之视为是正常的切换车道行为，不需要发出警示。
[0035]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的专利保护范围，其它运用本实用新型专利精神所作的等效变化等，均应同理属于本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种车道偏移计算系统，其特征在于，包含: 一用以拍摄路面的复数个原始影像的影像擷取单元； 一影像处理单元，其电性连接于该影像擷取单元并通过接收该影像擷取单元所拍摄的复数个原始影像而输出复数个图框影像； 一辨识单元，其电性连接于该影像处理单元并接收该影像处理单元的复数个图框影像；以及 一控制点区域侦测单元，其电性连接于该辨识单元及该影像处理单元。
2.如权利要求1所述的车道偏移计算系统，其特征在于，该车道偏移计算系统结合于一车辆的车道偏移警告装置。
【专利摘要】本实用新型关于一种车道偏移计算系统，包含：一用以拍摄路面的复数个原始影像的影像撷取单元；一影像处理单元，其电性连接于该影像撷取单元并通过接收该影像撷取单元所拍摄的复数个原始影像而输出复数个图框影像；一辨识单元，其电性连接于该影像处理单元并接收该影像处理单元的复数个图框影像；控制点区域侦测单元，其电性连接于该辨识单元及该影像处理单元。本实用新型所提供的车道偏移计算系统，其利用第一张图框影像，配合车道直线的控制点进行比对，更新控制点位置，适时地省去每一张图框影像转换的计算，在不影响辨识率的前提之下降低计算量，大幅提升系统效能，并能提高辨识率。
【IPC分类】G06K9-00
【公开号】CN204406425
【申请号】CN201420854539
【发明人】简良益, 陈威良
【申请人】上海研亚软件信息技术有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月30日