一种基于图像处理的车道检测系统的制作方法

本发明涉及汽车配件的技术领域，具体为一种基于图像处理的车道检测系统。

背景技术：

据交通部统计，约有50％的汽车交通事故是因为汽车偏离正常的行驶车道引起的，究其主要原因主要是驾驶员心神烦乱、注意力不集中或驾驶疲劳。23％的汽车驾驶员一个月内至少在转向盘上睡着一次；66％的卡车驾驶员自己在驾驶过程中打瞌睡；28％的卡车驾驶员在一个月内有在转向盘上睡着的经历，如此惊人的比例足以证明防止车道偏离的重要意义，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汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。

现有的车道偏离系统中通过摄像头采集车道线进行车辆偏移的判断，但当出现能见度差的道路时，入大雾天气等，摄像头不能捕捉较远的距离，车辆预警系统的准确度会大大降低，且现有的车道偏移预警通常只能通过语音、图片等提醒驾驶者，但当驾驶者睡眠、设置休克等情况时，无法有效的提醒驾驶者。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于图像处理的车道检测系统，解决了当出现能见度差的道路时，入大雾天气等，摄像头不能捕捉较远的距离，车辆预警系统的准确度会大大降低的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于图像处理的车道检测系统，包括：

第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和所述第二摄像头均安装在车体的后视镜上，且所述第一摄像头和所述第二摄像头分别拍摄车体的前轮和后轮处的车道；

图像预处理模块，所述图像预处理模块用于对第一摄像头和第二摄像头传输的图片进行增强以及去除图像干扰、阴影；

数据特征提取模块，所述数据特诊提取模块用于分别提取来自第一摄像头和第二摄像头的图片中车体的边侧与车道线的距离值；

判断对比模块，所述判断对比模块用于对比两组车体边侧与车道线的距离值进行判断是否存在偏移；

预警模块，所述预警模块用于当判断车体出现偏移时，对驾驶者进行提醒；

强制制动模块，所述强制制动模块用于当所述预警模块提醒后，车体并没有改变方向的趋势时，自动刹车停止车辆的行驶。

通过将两个摄像头均设置于后视镜上，两个后视镜只需拍摄车体前后侧的道路状况，不需要照射足够远的距离即可进行检测车道的偏移情况，在能见度低的情况下可以更好的识别车道线，更加准确的判断车体是否出现偏移，通过设置强制制动模块，当预警模块提醒后，车体仍然没有改变方向时，可以判断驾驶者睡着或者休克等情况，自动制动车体，提高驾驶者的安全和其他车体的安全。

进一步地，所述第一摄像头和第二摄像头可监控的横向距离不小于一点五米。

不小于一点五米保证车体有足够的反应的时间。

进一步地，所述图像预处理模块包括图片的边缘增强，二值化以及去除阴影。

通过对图片进行边缘增强、二值化和去除阴影，使图片中的车道线特征更加的清除，便于后续的数据的提起。

进一步地，所述判断对比模块的判断方法包括以下步骤：

s1，对车体前侧与车道线之间距离值l1和车体后侧与车道线之间的距离值l2之间进行比较；

s2，当l1小于l2的数值且同时没有打转向灯时，即此时车头偏向车道线；

s3，然后将l1的数值与设定好的第一警示值l3进行对比，当l1小于或者等于第一警示值l3时，此时通过预警模块向驾驶者发出警告；

s4，当放出警告后车体方向没有发生改变，此时l1的数值小于或等于设定好的第二警示值l4时，此时通过所述强制制动模块刹车停止车体的行动。

进一步地，所述第一警示值l3不小于50厘米，所述第二警示值l4不小于15厘米。

进一步地，所述第一摄像头和第二摄像头上且位于镜头的外侧设置有防护罩，所述防护罩的截面为圆弧形。

通过设置防护罩可以对摄像头的镜头进行保护。

进一步地，所述第一摄像头和所述第二摄像头的顶部和底部均设置有转动件，两个所述转动件的端部均固定连接有传动杆，所述传动杆的表面套设有连接件。

进一步地，所述连接件的一侧固定连接有弧形清扫刷，所述弧形清扫刷的内侧粘接有清扫棉；

进一步地，所述传动杆的表面且位于所述连接件的上侧套设有第一锥齿轮，所述第一摄像头和所述第二摄像头的顶部均固定连接有舵机，所述舵机输出轴的一端套设有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合；

舵机通过第一锥齿轮通过第二锥齿轮带动第一锥齿轮转动，从而带动传动杆转动，传动杆带动连接件转动从而带动弧形清扫刷往复转动，清扫刷带动内测的清扫棉对防护罩表面的雾气等进行清理，可以保持摄像头的拍摄的清晰度。

进一步地，所述舵机4的转动角度为不小于150度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)、该基于图像处理的车道检测系统，通过将两个摄像头均设置于后视镜上，两个后视镜只需拍摄车体前后侧的道路状况，不需要照射足够远的距离即可进行检测车道的偏移情况，在能见度低的情况下可以更好的识别车道线，更加准确的判断车体是否出现偏移。

(2)、该基于图像处理的车道检测系统，通过设置强制制动模块，当预警模块提醒后，车体仍然没有改变方向时，可以判断驾驶者睡着或者休克等情况，自动制动车体，提高驾驶者的安全和其他车体的安全。

(3)、该基于图像处理的车道检测系统，通过在摄像头的外侧设置清扫组件，可以根据需要对摄像头进行清扫，保证摄像头可以尽量保持清晰，提高检测的准确度。

附图说明

图1为本发明系统原理框图；

图2为本发明第一摄像头的结构示意图；

图3为本发明图2中a部的放大图。

图中：1-防护罩、2-弧形清扫刷、3-清扫棉、4-舵机、5-转动件、6-连接件、7-传动杆、8-第一锥齿轮、9-第二锥齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种基于图像处理的车道检测系统，包括：

第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和所述第二摄像头均安装在车体的后视镜上，且所述第一摄像头和所述第二摄像头分别拍摄车体的前轮和后轮处的车道；

图像预处理模块，所述图像预处理模块用于对第一摄像头和第二摄像头传输的图片进行增强以及去除图像干扰、阴影；

数据特征提取模块，所述数据特诊提取模块用于分别提取来自第一摄像头和第二摄像头的图片中车体的边侧与车道线的距离值；

判断对比模块，所述判断对比模块用于对比两组车体边侧与车道线的距离值进行判断是否存在偏移；

预警模块，所述预警模块用于当判断车体出现偏移时，对驾驶者进行提醒；

强制制动模块，所述强制制动模块用于当所述预警模块提醒后，车体并没有改变方向的趋势时，自动刹车停止车辆的行驶。

强制制动模块基于汽车的自主刹车功能，预警模块的方式可以为通过语音、图片等方式进行提醒驾驶者，车体左右两个后视镜上均设置有第一摄像头和第二摄像头，且第一摄像头和第二摄像头均设置在后视镜的壳体内部，其中镜头端位于外部，第一摄像头和第二摄像头分别监控车体的车轮前侧和车轮后侧的道路情况。

所述第一摄像头和第二摄像头可监控的横向距离不小于一点五米。

所述图像预处理模块包括图片的边缘增强，二值化以及去除阴影。

边缘增强方法主要有基于一阶微分的边缘检测方法、基于二阶微分的边缘检测方法、基于小波变换和小波包的边缘检测法、基于数学形态学、模糊理论和神经网络的边缘检测法；

图像二值化将边缘增强后的图像选择合适的阈值进行二值化，将高于该阈值的像素部分置为最高灰度级，将低于该阈值的灰度部分置为最低灰度级。图像二值化的核心在于如何选择出合理的阈值。阈值的大小决定图像二值化的好坏。

所述判断对比模块的判断方法包括以下步骤：

s1，对车体前侧与车道线之间距离值l1和车体后侧与车道线之间的距离值l2之间进行比较；

s2，当l1小于l2的数值且同时没有打转向灯时，即此时车头偏向车道线；

s3，然后将l1的数值与设定好的第一警示值l3进行对比，当l1小于或者等于第一警示值l3时，此时通过预警模块向驾驶者发出警告；

s4，当放出警告后车体方向没有发生改变，此时l1的数值小于或等于设定好的第二警示值l4时，此时通过所述强制制动模块刹车停止车体的行动。

所述第一警示值l3不小于50厘米，所述第二警示值l4不小于15厘米。

所述第一摄像头和第二摄像头上且位于镜头的外侧设置有防护罩1，所述防护罩1的截面为圆弧形。

防护罩1为透明材质构成，可以为玻璃材质或者塑料材质。

所述第一摄像头和所述第二摄像头的顶部和底部均设置有转动件5，两个所述转动件5的端部均固定连接有传动杆7，所述传动杆7的表面套设有连接件6。

转动件5可以相对摄像头转动，连接件6与传动杆7的接触面为固定连接，固定方式为粘接。

所述连接件的一侧固定连接有弧形清扫刷2，所述弧形清扫刷2的内侧粘接有清扫棉3。

弧形清扫刷2的弧度与防护罩1的弧面的弧度相同，弧形清扫刷2位于防护罩1的一侧，弧形清扫刷2与连接件通过螺钉进形固定，便于安装拆卸，弧形清扫刷2进行定期更换。

所述传动杆7的表面且位于所述连接件6的上侧套设有第一锥齿轮8，所述第一摄像头和所述第二摄像头的顶部均固定连接有舵机4，所述舵机4输出轴的一端套设有第二锥齿轮9，所述第二锥齿轮9与所述第一锥齿轮8啮合；

舵机4的控制开关设置为车体的内部便于驾驶员操作的位置，舵机4可以连接定时装置，类似雨刮器使用方式。

所述舵机4的转动角度为不小于150度。

舵机4的转动角度优选为180度。

工作时，通过后视镜上的第一摄像头和第二摄像头监控车体的前侧和后侧与道路车道线的距离情况，即车体前轮至车头部分和后轮至车尾部分的车道线的距离情况；

第一摄像头和第二摄像头将拍摄的图像传送至图像处理模块，对传图进行处理，增强车道线的特征取出图片中的干扰，阴影，使图片更加的清晰；

然后通过数据特征提取模块提取第一摄像头和第二摄像头的图片中车体的边侧与车道线的距离值，并将车体前侧与车道线之间距离值l1和车体后侧与车道线之间的距离值l2之间进行比较，当l1小于l2的数值且同时没有打转向灯时，即此时车头偏向车道线；

然后将l1的数值与设定好的第一警示值l3进行对比，当l1小于或者等于第一警示值l3时，此时通过预警模块向驾驶者发出警告；

当放出警告后车体方向没有发生改变，此时l1的数值小于或等于设定好的第二警示值l4时，此时通过所述强制制动模块刹车停止车体的行动；

且当在雾霾天气或者雨水天气等时，可以通过开关开启舵机4，舵机4一百八十度往复转动，舵机4通过第二锥齿轮9带动第一锥齿轮8转动，从而带动传动杆7转动，传动杆7带动连接件6转动从而带动弧形清扫刷2往复转动，清扫刷2带动内测的清扫棉3对防护罩1表面的雾气等进行清理，可以保持摄像头的拍摄的清晰度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。