专利名称：一种基于环视的道路偏离预警方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能交通技术领域，具体地，涉及一种基于环视的道路偏离预警方法和装置。
背景技术：
近年来随着日益增长的高速公路里程数与汽车保有量，道路交通事故急剧增加，导致惊人的人员伤亡和经济损失。车辆无意识偏离车道是其中的一个重要因素。据统计，在所有致命的事故中约有44%与车辆偏离正常车道行驶有关，其最主要的原因是驾驶员注意力不集中或者疲劳驾驶，造成车辆的无意识偏离。因此，研制出一种原理先进、简单易行、灵敏度高、人机交互好、价格低廉的道路偏离预警装置，是十分必要的。经过文献检索，作者冷坤等在文献“基于车载环视系统的车道偏离预警系统研究”(国外电子测量技术，2012，V.31;N0.21712:42-44.)中，虽然提到可以使用车载环视系统进行车道偏离预警，但文献重点在于论述环视图像中车道线检测方法，对车道偏离预警的装置只是做了简单介绍，没有给出具体的实验装置图；经过专利检索发现，作者曾祎等在专利“一种新型的车道线偏离检测方法及装置”(专利号:201110144128.1，公开号102806913A)中，虽然介绍了车道线偏离检测方法，但是同样在车身四周安装有摄像头，但是与车载环视系统检测车道线原理不同，且专利中还需要使用车速传感器，较为复杂，成本较高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型的道路偏离预警方法和装置，通过车载环视系统采集到的多路视频影像进行简单的图像处理，就能得到较为精确的车身在道路中的位置和方向，有利于驾驶员把握前进方向，并且可以有效针对驾驶员在泊车入位、通过复杂路况、疲劳驾驶等情况下造成无意识车道偏离进行预警，有效减少剐蹭、碰撞、陷落等事故的发生，适合在各种汽车中推广使用。根据本发明的一个方面，提供一种基于环视的道路偏离预警方法，该方法包括:利用车载环视系统进行车道线检测；通过实时合成车载环视系统多路视频，处理成车辆周边的360°车身俯视图，并在车载环视系统显示屏上进行实时显示；根据俯视图中车身中轴线与车道线夹角，进行道路偏离评价，判断车辆是否偏离车道。本发明所述预警方法包括以下几个步骤:1、对车载环视系统进行标定，并采集图像；2、对采集图像进行畸变校正、多点融合，合成拼接成一幅360°全景俯视图，中间盲区使用车辆图片进行合成；3、利用边缘检测处理得到合成图中车道线信息；4、计算车身中轴线与车道线夹角，并与夹角阈值对比；5、若超过夹角阈值，进行语音预警；若未超过，保持原来状态。对于车辆变道、车辆转弯时，同样会发出预警，提醒驾驶员注意。
根据本发明的另一个方面，提供一种基于环视的道路偏离预警装置，该装置包括一个车载环视系统、显示器、处理器和报警器，所述车载环视系统、所述显示器、所述报警器分别与所述处理器连接，其中:所述车载环视系统进行车道线检测，通过实时合成车载环视系统多路视频，所述处理器将多路视频处理成车辆周边的360°车身俯视图，并在所述显示屏上进行实时显示，根据俯视图中车身中轴线与车道线夹角，进行道路偏离评价，判断车辆是否偏离车道，报警器根据判断结果进行报警。优选地，所述的车载环视系统是4-8个广角摄像头，分别设置于车身前后左右，每个方位至少安装一个摄像头。更优选地，所述广角摄像头通过VGA转USB线连接在所述处理器主板的USB接口上。优选地，所述显示器是液晶显示器，通过VGA线与所述处理器主板连接。优选地，所述报警器是语音播放器，通过音频接口与所述处理器主板连接。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:1、成本低，传感器少，布局精简，适合各类汽车进行预装或独立安装；2、安全性高，灵敏度高，可有效降低因驾驶员疲劳驾驶等造成无意识车道偏离事故的发生；3、原理先进，实时性好，显示直观，人机交互良好，具有推广价值。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本发明方法实施步骤示意图；图2-图4为本发明实施例中装置布置示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。如图1所示，本实施例提供一种基于环视的道路偏离预警方法，包括以下几个步骤:1、对车载环视系统进行标定，并采集图像；2、对采集图像进行畸变校正、多点融合，合成拼接成一幅360°全景俯视图，中间盲区使用车辆图片进行合成；3、利用边缘检测处理得到合成图中车道线信息；4、计算车身中轴线与车道线夹角，并与夹角阈值对比；5、若超过夹角阈值，进行语音预警；若未超过，保持原来状态。对于车辆变道、车辆转弯时，装置同样会发出预警，提醒驾驶员注意。如图2-4所示，本实施例提供一种基于环视的道路偏离预警装置，包括前置摄像头1、后置摄像头2、左车身摄像头3、右车身摄像头4、液晶显示器5、语音播放器6和处理器7，其中:所述前置摄像头I设置于车头中部位置；所述后置摄像头2设置于车头中部位置；所述左车身摄像头3设置于左车身中部位置；所述右车身摄像头4设置于右车身中部位置；所述液晶显示器5通过VGA线与所述处理器7的主板连接；所述语音播放器6通过音频接口与所述处理器7的主板连接；所述液晶显示器5、所述语音播放器6和所述处理器7均设置在车内。本实施例所述前置摄像头I采用真空吸盘固定安装，使所述前置摄像头I主轴与水平面夹角较小，感知区域为5米左右。本实施例所述后置摄像头2采用真空吸盘固定安装，使所述前置摄像头I主轴与水平面夹角较小，感知区域为5米左右。本实施例所述左车身摄像头3采用真空吸盘固定安装，使所述前置摄像头I主轴与水平面夹角较小，感知区域为3米左右。本实施例所述右车身摄像头4采用真空吸盘固定安装，使所述前置摄像头I主轴与水平面夹角较小，感知区域为3米左右。本实施例所述的方法利用车载环视系统进行车道线检测，通过实时合成车载环视系统多路视频，处理成车辆周边的360°全景俯视图，并在车载环视系统显示屏上进行实时显示；根据俯视图中车身中轴线与车道线夹角，进行道路偏离评价，判断车辆是否偏离车道；本实施例所述的装置在车辆的每个方位安装一个所述广角摄像头1、2、3、4，所述广角摄像头1、2、3、4对同一时刻采集多路视频影像并通过所述处理器7进行简单的图像处理成车辆周边360度的车身俯视图，并传输到所述的液晶显示器5上显示，让驾驶员清楚查看车辆周边是否存在障碍物并了解障碍物的相对方位与距离，根据俯视图中车身中轴线与车道线夹角，所述处理器7进行道路偏离评价，判断车辆是否偏离车道，并通过所述语音播放器6提供语音预警信号。本实施例中，360°全景俯视图的合成步骤为:1.使用Matlab标定工具箱对摄像头进行标定，并得到一张畸变图像与校正图像像素点映射关系表；2.根据上表中映射关系表，将实时采集的四幅图像的像素点分别映射到新合成图中；3.用一幅与真车比例缩小的图像填充新合成图像中没有映射关系部分；4.得到汽车实时360°俯视全景图像。本发明通过车载环视系统采集到的多路视频影像进行简单的图像处理，就能得到较为精确的车身在道路中的位置和方向，有利于驾驶员把握前进方向，并且可以有效针对驾驶员在泊车入位、通过复杂路况、疲劳驾驶等情况下造成无意识车道偏离进行预警，有效减少剐蹭、碰撞、陷落等事故的发生，适合在各种汽车中推广使用。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
权利要求
1.一种基于环视的道路偏离预警方法，其特征在于，该预警方法包括利用车载环视系统进行车道线检测，通过实时合成车载环视系统多路视频，处理成车辆周边的360°全景俯视图，并在车载环视系统显示屏上进行实时显示，根据俯视图中车身中轴线与车道线夹角，进行道路偏离评价，判断车辆是否偏离车道。
2.根据权利要求1所述的一种基于环视的道路偏离预警方法，其特征在于，所述预警方法包括以下步骤: 1)对车载环视系统进行标定，并采集图像； 2)对采集图像进行畸变校正、多点融合，合成拼接成一幅360°全景俯视图，中间盲区使用车辆图片进行合成； 3)利用边缘检测处理得到合成图中车道线信息； 4)计算车身中轴线与车道线夹角，并与夹角阈值对比； 5)若超过夹角阈值，进行语音预警；若未超过，保持原来状态。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于环视的道路偏离预警方法，其特征在于，所述360°全景俯视图的合成步骤为: 0.使用Matlab标定工具箱对摄像头进行标定，并得到一张畸变图像与校正图像像素点映射关系表； 2).根据上表中映射关系表，将实时采集的四幅图像的像素点分别映射到新合成图 中； 3).用一幅与真车比例缩小的图像填充新合成图像中没有映射关系部分； 4).得到汽车实时360°俯视全景图像。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于环视的道路偏离预警方法，其特征在于，所述的车载环视系统是分别设置于车身前后左右的4-8个广角摄像头，每个方位至少安装一个摄像头，感知范围覆盖车辆四周。
5.一种基于环视的道路偏离预警装置，其特征在于，该装置包括一个车载环视系统、显示器、处理器和报警器，所述车载环视系统、所述显示器、所述报警器分别与所述处理器连接，其中:所述车载环视系统进行车道线检测，通过实时合成车载环视系统多路视频，所述处理器将多路视频处理成车辆周边的360°车身俯视图，并在所述显示屏上进行实时显示，根据俯视图中车身中轴线与车道线夹角，进行道路偏离评价，判断车辆是否偏离车道，报警器根据判断结果进行报警。
6.根据权利要求5所述的一种基于环视的道路偏离预警装置，其特征在于，所述处理器使用Matlab标定工具箱对摄像头进行标定，并得到一张畸变图像与校正图像像素点映射关系表，然后根据表中映射关系表，将实时采集的四幅图像的像素点分别映射到新合成图中，再用一幅与真车比例缩小的图像填充新合成图像中没有映射关系部分，得到汽车实时360°俯视全景图像。
7.根据权利要求5所述的一种基于环视的道路偏离预警装置，其特征在于，所述的车载环视系统是分别设置于车身前后左右的4-8个广角摄像头，每个方位至少安装一个摄像头，感知范围覆盖车辆四周。
8.根据权利要求6所述的一种基于环视的道路偏离预警装置，其特征在于，所述广角摄像头通过VGA转USB线连接在所述处理器主板的USB接口上。
9.根据权利要求5-8任一项所述的一种基于环视的道路偏离预警装置，其特征在于，所述显示器是液晶显示屏，通过VGA线与所述处理器主板连接。
10.根据权利要求5-8任一项所述的一种基于环视的道路偏离预警装置，其特征在于，所述报警器是语 音播放器，通过音频接口与所述处理器主板连接。
全文摘要
本发明提供了一种基于环视的道路偏离预警方法和装置，所述方法包括利用车载环视系统进行车道线检测；通过实时合成车载环视系统多路视频，处理成车辆周边的360°车身俯视图，并在车载环视系统显示屏上进行实时显示；根据俯视图中车身中轴线与车道线夹角，进行道路偏离评价，判断车辆是否偏离车道；所述装置包括一个车载环视系统、显示器、处理器和报警器，所述车载环视系统、所述显示器、所述报警器分别与所述处理器连接。本发明通过简单的图像处理，就能得到较为精确的车身在道路中的位置和方向，有利于驾驶员把握前进方向，并且可以有效针对驾驶员疲劳驾驶或路况不佳情况下造成无意识车道偏离进行预警，适合在各种汽车中推广使用。
文档编号B60W30/12GK103192829SQ201310095289
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者武文汉, 杨明, 王春香, 王冰 申请人:上海交通大学