一种具有压线报警功能的手机行车记录仪的制作方法

本发明涉及行车记录仪器领域，更具体地，涉及一种具有压线报警功能的手机行车记录仪。

背景技术：

随着汽车的逐渐普及应用，日益增长的交通事故给人们带来了越来越多的人员伤亡和财产损失。行车记录仪可以真实地记录驾驶员的操作状态和车辆的行驶状态，既可以为事故分析提供数据依据，又可以监督驾驶员的驾驶操作，增强驾驶员的自觉性，进而降低交通事故的发生。车辆压线行驶由于占用了两个车道行驶，导致同向后面车辆不能超车或者对向车辆不易避让，从而造成交通事故的发生。同时车辆压线停车影响了交通秩序，造成的危害也比较大。

传统硬件行车记录仪存在着安装不方便、价格贵、功能不够齐全等缺点，同时对于车辆压线的交通违章行为，也不能及时地进行预警，告知驾驶员。另外一些新兴的手机行车记录仪，通过在驾驶员的手机里安装行车记录仪软件实现其功能以及操作方便，受到了越来越多驾驶员的欢迎。但是这些手机行车记录仪普遍存在着功能不够丰富、车载环境下使用不方便等问题。对于常见的车辆压线违章行为，目前的手机行车记录仪也不能进行预警以及监督驾驶员的行为。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足，本发明提出一种具有压线报警功能的手机行车记录仪。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种具有压线报警功能的手机行车记录仪，实现车辆行进过程中的动态压线预警，包括行车信息采集单元、行车信息处理单元、压线信息反馈单元和行车信息存储单元，

所述行车信息采集单元用于采集行车信息，将所采集的行车信息输入到行车信息处理单元进行处理并输入到行车信息存储单元进行存储；

所述行车信息处理单元对采集的行车信息进行处理，得到压线判断结果，将得到的压线判断结果输入到压线信息反馈单元；

所述压线信息反馈单元基于压线判断结果确定是否进行语音报警。

优选的，所述行车信息采集单元包括视频信息采集模块和GPS定位模块。

优选的，所述行车信息处理单元包括图像识别模块和压线判断模块；

所述图像识别模块采用Tsai方法的反推，将图像像素坐标系中点坐标转化成世界坐标系中的点坐标；

所述压线判断模块根据图像识别模块中得到的世界坐标系中特征点重新构建车道线，并根据视频信息采集模块的安放位置和车辆的尺寸参数确定车辆所在的位置，接着依据车辆所在位置与车道线的几何关系，分别针对车道实线压线和路口停车线压线，提出判断方法，进行压线判断。

优选的，所述图像识别模块根据视频信息采集模块采集的视频中的图像像素，建立像素坐标系，提取车道线的特征点和视频信息采集模块的安置点，并根据图像像素坐标系和世界坐标系之间的转换关系，将在图像像素坐标系中提取的点坐标转换成世界坐标系下的点坐标；图像像素坐标系和世界坐标系之间的转换是基于Tsai方法的反推；图像像素坐标系和世界坐标系之间的转换过程为，首先将图像像素坐标系上的特征点坐标经过图像数字化转化成图像物理坐标系的点坐标，接着将图像物理坐标系上的点坐标经过透视投影原理转化成摄像机坐标系上的点坐标，再将摄像机坐标系上的点坐标经过刚体变换转化成世界坐标系上的点坐标。

优选的，所述压线判断模块根据图像识别模块中得到的世界坐标系中的特征点重新构建车道线，并根据视频信息采集模块的安放位置和车辆的尺寸参数确定车辆所在的位置，接着依据车辆所在位置与车道线的几何关系进行压线判断，具体为：

根据视频信息采集模块的安放位置和车辆的尺寸参数确定车辆所在的位置的方法如下：

已知车辆的长度a和宽度b，并根据视频信息采集模块的安放位置，手动输入视频信息采集模块与车辆前端车轮的轴心的水平距离x，与车辆右侧车轮边缘线的水平距离y和与地面的垂直距离h；通过以上参数，首先确定视频信息采集模块在车辆中的位置，进而确定车辆所在的位置；

压线判断由车道实线(白色实线、黄色实线等)压线判断和路口停车线压线判断组成；车道实线压线判断的方法如下：

设点AL(aL1,bL1)、点AR(aR1,bR1)、点BL(aL2,bL2)和点BR(aR2,bR2)是由图像识别模块得到的世界坐标系中的特征点，其中点AL和点BL构建了车道左侧的车道实线，点AR和点BR构建了车道右侧的车道线。点CL(xL1,yL1)、点CR(xR1,yR1)、点DL(xL2,yL2)和点DR(xR2,yR2)是由视频信息采集模块所在位置得到的车辆车轮与地面的边缘接触点，其中，点CL和点DL是车辆左侧车轮与地面的边缘接触点，构建了车辆左侧边缘线；点CR和点DR是车辆右侧车轮与地面的边缘接触点，构建了车辆右侧边缘线，由此确定车辆的位置；

点是点CL和点CR构成线段的中点；点是点DL和点DR构成线段的中点；d1为车辆中轴线到左侧车道实线的距离；d为1/2车道宽度；

当车辆左侧边缘线与车道实线重合，即且车辆左侧车轮压线；

当d1＝d且车辆的中轴线与车道的中轴线重合，车辆不压线；

当d1＜d且车辆左侧边缘线平行于车道实线，但车辆左侧边缘线与车道实线不重合，即车辆不压线；

当d1＜d且车辆左侧边缘线不平行于车道实线，即分两种情况考虑；

情况101，车辆左侧边缘线点CL在车道实线上，即车辆左侧前轮压线；

情况102，车辆左侧边缘线与车道实线不相交，即车辆左侧不压线，车辆左侧前轮具有压线趋势；

当d1＞d且车辆左侧边缘线不平行道路中心横线，即分两种情况考虑；

情况201，车辆左侧边缘线点DL在车道实线上，即车辆左侧后轮压线；

情况202，车辆左侧边缘线与车道实线不相交，即车辆左侧不压线，车辆左侧后轮具有压线趋势；

其中车道实线压线判断的方法对于车道实线两侧行驶的车辆均适用；

路口停车线压线判断的方法如下：

设点AL(aL1,bL1)、点AR(aR1,bR1)、点BL(aL2,bL2)、点BR(aR2,bR2)、点EL(wL,zL)和点ER(wR,zR)是由图像识别模块得到的世界坐标系中的特征点，其中点AL和点BL构建了车道左侧的车道线，点AR和点BR构建了车道右侧的车道线，点EL和点ER构建了路口停车线；点CL(xL1,yL1)、点CR(xR1,yR1)、点DL(xL2,yL2)和点DR(xR2,yR2)是由视频信息采集模块所在位置得到的车辆车轮与地面的边缘接触点，其中，点CL和点CR是车辆前侧车轮与地面的边缘接触点，构建了车辆前侧边缘线；点DL和点DR是车辆后侧车轮与地面的边缘接触点，构建了车辆后侧边缘线，由此确定车辆的位置；点是点CL和点CR构成线段的中点；点是点DL和点DR构成线段的中点；

当车辆前侧边缘线平行于路口停车线时，即分两种情况考虑；

情况301，车辆前侧边缘线与路口停车线重合，即车辆前侧车轮压线；

情况302，车辆前侧边缘线与路口停车线不重合，即车辆不压线；

当车辆前侧边缘线不平行于路口停车线时，即分三种情况考虑；

情况401，车辆前侧边缘线与路口停车线相交于点CL，即车辆前侧左轮压线；

情况402，车辆前侧边缘线与路口停车线相交于点CR，即车辆前侧右轮压线；

情况403，车辆前侧边缘线与路口停车线不相交，车辆不压线。

优选的，所述视频信息采集模块为手机摄像头。

优选的，所述压线信息反馈单元包括信息反馈模块和语音报警模块；信息反馈模块接收行车信息处理单元的压线判断结果，语音报警模块基于压线判断结果进行语音报警。

优选的，所述语音报警模块包括手机内置扬声器和预存的报警语音信息；语音报警模块根据信息反馈模块接收到的压线判断结果，利用手机内置扬声器进行语音报警提醒。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用本手机行车记录仪，根据实时的车辆行进录像视频，能够判断车辆是否压线(道路实线，包括车道实线压线和路口停车线压线)。另外，根据实时的行进录像视频，可以进行违章记录回看。同时利用GPS定位功能，可以获取行车轨迹和车辆的位置信息。车辆的行进信息和压线信息都会被存储到手机行车记录仪中，以便需要时进行查看。

附图说明

图1为本发明具有压线报警功能的手机行车记录仪的安放位置侧视示意图。

图2为本发明具有压线报警功能的手机行车记录仪的安放位置俯视示意图。

图3为本发明进行车道实线压线判断时，车辆正常行驶示意图。

图4为本发明进行车道实线压线判断时，车辆左侧车轮压线示意图。

图5为本发明进行车道实线压线判断时，车辆中轴线和车道中轴线重合时的正常行驶示意图。

图6为本发明进行车道实线压线判断时，车辆左侧前轮压线示意图。

图7为本发明进行车道实线压线判断时，车辆不压线，车辆左侧前轮具有压线趋势示意图。

图8为本发明进行车道实线压线判断时，车辆左侧后轮压线示意图。

图9为本发明进行车道实线压线判断时，车辆不压线，车辆左侧后轮具有压线趋势示意图。

图10为本发明进行道路路口停车线压线判断时，车辆正常行驶示意图。

图11为本发明进行道路路口停车线压线判断时，车辆前侧车轮压线示意图。

图12为本发明进行道路路口停车线压线判断时，车辆左侧前轮压线示意图。

图13为本发明进行道路路口停车线压线判断时，车辆右侧前轮压线示意图。

图14为本发明进行道路路口停车线压线判断时，车辆不压线，车辆左侧前轮具有压线趋势示意图。

图15为本发明进行道路路口停车线压线判断时，车辆不压线，车辆右侧前轮具有压线趋势示意图。

图16为本发明具有压线报警功能的手机行车记录仪的组成构架示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

一种具有压线报警功能的手机行车记录仪，适用于机动车行驶过程中实时动态地进行压线报警，包括行车信息采集单元，行车信息处理单元，压线信息反馈单元和行车信息存储单元。

行车信息采集单元和行车信息处理单元分别与行车信息存储单元连接；

行车信息采集单元由视频信息采集模块和GPS定位模块组成；

在本实施例中，视频信息采集模块包括手机内置摄像头；视频信息采集模块采用时间水印功能包括时间、视频长度的方式进行视频录制；GPS定位模块包括手机内置GPS定位装置；GPS定位模块可以实时显示行驶车辆当前的GPS数据，包括当前时间、方向和当前车辆时速，也可以记录车辆的行车轨迹；

行车信息处理单元由图像识别模块和压线判断模块组成，依托手机内置处理器和相应的程序完成行车信息处理；

在本实施例中，图像识别模块根据视频中的图像像素，建立像素坐标系，提取车道线的特征点和手机摄像头的安置点，并根据图像像素坐标系和世界坐标系之间的转换关系，将在图像像素坐标系中提取的点坐标转换成世界坐标系下的点坐标；图像像素坐标系和世界坐标系之间的转换是基于Tsai方法的反推；图像像素坐标系和世界坐标系之间的转换过程为，首先将图像像素坐标系上的特征点坐标经过图像数字化转化成图像物理坐标系的点坐标，接着将图像物理坐标系上的点坐标经过透视投影原理转化成摄像机坐标系上的点坐标，再将摄像机坐标系上的点坐标经过刚体变换转化成世界坐标系上的点坐标；

压线判断模块根据图像识别模块中得到的世界坐标系中的特征点重新构建车道线，并根据手机摄像头的安放位置和车辆的尺寸参数确定车辆所在的位置，接着依据车辆所在位置与车道线的几何关系进行压线判断；

根据手机摄像头的安放位置和车辆的尺寸参数确定车辆所在的位置的方法如下：

如图1和图2所示，车辆的长度a和宽度b已载入到手机行车记录仪中，驾驶员根据手机摄像头的安放位置，手动在手机行车记录仪中输入手机摄像头与车辆前端车轮的轴心的水平距离x，与车辆右侧车轮边缘线的水平距离y和与地面的垂直距离h。通过以上参数，首先确定手机摄像头在车辆中的位置，进而确定车辆所在的位置。

压线判断由车道实线(白色实线、黄色实线等)压线判断和路口停车线压线判断组成；车道实线压线判断的方法如下，

如图3所示，点AL(aL1,bL1)、点AR(aR1,bR1)、点BL(aL2,bL2)和点BR(aR2,bR2)是由图像识别模块得到的世界坐标系中的特征点，其中点AL和点BL构建了车道左侧的车道实线，点AR和点BR构建了车道右侧的车道线。点CL(xL1,yL1)、点CR(xR1,yR1)、点DL(xL2,yL2)和点DR(xR2,yR2)是由手机摄像头所在位置得到的车辆车轮与地面的边缘接触点，其中，点CL和点DL是车辆左侧车轮与地面的边缘接触点，构建了车辆左侧边缘线；点CR和点DR是车辆右侧车轮与地面的边缘接触点，构建了车辆右侧边缘线，由此确定车辆的位置。点是点CL和点CR构成线段的中点。点是点DL和点DR构成线段的中点。d1为车辆中轴线到车道实线的距离。d为1/2车道宽度。

当车辆左侧边缘线与车道实线重合，即且车辆左侧车轮压线，如图4。

当d1＝d且车辆的中轴线与车道的中轴线重合，车辆不压线，如图5。

当d1＜d且车辆左侧边缘线平行于车道实线，但车辆左侧边缘线与车道实线不重合，即车辆不压线，如图3。

当d1＜d且车辆左侧边缘线不平行于车道实线，即分两种情况考虑。

情况1，车辆左侧边缘线点CL在车道实线上，即车辆左侧前轮压线，如图6。

情况2，车辆左侧边缘线与车道实线不相交，即车辆左侧不压线，车辆左侧前轮具有压线趋势，如图7。

当d1＞d且车辆左侧边缘线不平行道路中心横线，即分两种情况考虑。

情况1，车辆左侧边缘线点DL在车道实线上，即车辆左侧后轮压线，如图8。

情况2，车辆左侧边缘线与车道实线不相交，即车辆左侧不压线，车辆左侧后轮具有压线趋势，如图9。

其中车道实线压线判断的方法对于车道实线两侧行驶的车辆均适用。

路口停车线压线判断的方法如下：

如图10所示，点AL(aL1,bL1)、点AR(aR1,bR1)、点BL(aL2,bL2)、点BR(aR2,bR2)、点EL(wL,zL)和点ER(wR,zR)是由图像识别模块得到的世界坐标系中的特征点，其中点AL和点BL构建了车道左侧的车道线，点AR和点BR构建了车道右侧的车道线，点EL和点ER构建了路口停车线。点CL(xL1,yL1)、点CR(xR1,yR1)、点DL(xL2,yL2)和点DR(xR2,yR2)是由手机摄像头所在位置得到的车辆车轮与地面的边缘接触点，其中，点CL和点CR是车辆前侧车轮与地面的边缘接触点，构建了车辆前侧边缘线；点DL和点DR是车辆后侧车轮与地面的边缘接触点，构建了车辆后侧边缘线，由此确定车辆的位置。点是点CL和点CR构成线段的中点。点是点DL和点DR构成线段的中点。

当车辆前侧边缘线平行于路口停车线时，即分两种情况考虑。

情况1，车辆前侧边缘线与路口停车线重合，即车辆前侧车轮压线，如图11。

情况2，车辆前侧边缘线与路口停车线不重合，即车辆不压线，如图10。

当车辆前侧边缘线不平行于路口停车线时，即分三种情况考虑。

情况1，车辆前侧边缘线与路口停车线相交于点CL，即车辆前侧左轮压线，如图12。

情况2，车辆前侧边缘线与路口停车线相交于点CR，即车辆前侧右轮压线，如图13。

情况3，车辆前侧边缘线与路口停车线不相交，车辆不压线，如图14和图15。

在本实施例中，压线信息反馈单元由信息反馈模块和语音报警模块组成；信息反馈模块接收行车信息处理单元的压线判断结果；语音报警模块由手机内置扬声器和预存的报警语音信息组成；语音报警模块根据信息反馈模块收到的压线判断结果，利用扬声器对预存的报警语音信息进行播报。

在本实施例中，行车信息存储单元由正常存储模块和应急存储模块组成；正常存储模块通过手机行车记录仪的内置存储卡进行存储，用于存储行车信息采集单元采集到的车辆行车信息和行车信息处理单元的压线信息；应急存储模块通过手机内存空间的进行存储，用于独自存储一些重要的行车信息，可进行一些应急存储，以确保存储数据的安全性。同时应急存储模块可作为正常存储模块的存储补充。

如图16，一种具有压线报警功能的手机行车记录仪，适用于车辆行车状态时的使用，能够为驾驶员提供压线报警、实时的行车录像视频和记录位置信息等功能。这种手机行车记录仪包括行车信息采集单元1，行车信息处理单元2，压线信息反馈单元3和行车信息存储单元4。其中行车信息采集单元1和行车信息处理单元2分别和行车信息存储单元4连接。

所述行车信息采集单元1由视频信息采集模块11和GPS定位模块12组成。视频信息采集模块11由手机内置摄像头组成；GPS定位模块12由手机内置GPS定位装置组成。

所述行车信息处理单元2由图像识别模块21和压线判断模块22组成。图像识别模块21和压线判断模块22依托手机内置处理器和相应的程序完成图像识别和压线判断。

图像识别模块21依据Tsai方法的反推，将图像像素坐标系中的点转化成世界坐标系中的点。压线判断模块22根据图像识别模块21中得到的世界坐标系中的特征点重新构建车道线，并根据手机摄像头的安放位置和车辆的尺寸参数确定车辆所在的位置，接着根据车辆位置与车道线的几何关系，判断车辆是否压线。压线判断模块22中压线判断包括车道实线压线判断和路口停车线压线判断。

所述压线信息反馈模块3由信息反馈模块31和语音报警模块32组成。信息反馈模块31接收行车处理模块的压线结果。语音报警模块32由手机内置扬声器和预存的报警语音信息组成。语音报警模块32根据信息反馈模块31接收到的压线信息利用内置扬声器，进行语音报警。

所述行车信息存储单元4由正常存储模块41和应急存储模块42组成。行车信息存储单元4用于存储行车信息采集单元1中的行车信息和行车信息处理单元2中的压线信息。正常存储模块41通过手机行车记录仪中的内置存储卡进行存储。应急存储模块42由通过手机行车记录仪中的内存空间进行存储。应急存储模块42用于存储一些重要的信息以及作为正常存储模块41的存储补充。

采用本手机记录仪，根据实时的车辆行进录像视频，能够判断车辆是否压线(道路实线，包括车道实线压线和路口停车线压线)。另外，可以获取实时的行进录像视频、行车轨迹和车辆的位置信息。同时车辆的行进信息和压线信息都会被存储到手机行车记录仪中，以供后期查看。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。