[發明專利]一種基于圖像傳感器的輔助駕駛裝置及其工作方法

無效

• 申請號: 201019026038.5
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN101804813A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 李舜酩;繆小冬;沈峘
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60W30/08
• 分類號: B60W30/08;B60W30/12;G06K9/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種基于圖像傳感器的輔助駕駛裝置及其工作方法，屬于汽車主動安全 領域。

背景技術

車道線檢測和障礙物檢測是實現智能車輛輔助駕駛和自主避障的前提，主要的傳感 手段有雷達，激光等主動傳感器和基于視覺的被動傳感器。雷達和激光檢測效果好，測 距準確，但不能檢測車道線，并且由于價格等原因尚未實現推廣。而視覺是人類觀察和 認識世界的重要方式，駕駛員在駕駛車輛過程中所需信息的90％來自視覺。視覺圖像傳 感器具有較高的性價比，在很多場合得到了應用，如車道線識別，路標識別等，并且作 為被動式傳感器，對環境幾乎沒有不利的影響。

目前研究車輛輔助駕駛系統的國內外企業或者科研機構很多，但功能單一，成本高， 不能同時實現車道線檢測與障礙物檢測，如寶馬公司的車道偏離報警系統；奔馳的夜視 系統；沃爾沃的輔助換道系統等，一般運用了雷達，紅外等傳感器，系統成本比較高， 難以實現市場推廣。

綜合市場上存在的輔助駕駛方法與裝置，利用圖像處理技術和嵌入式系統，設計一 種低成本的圖像處理與顯示系統，給予駕駛員有關車道線與障礙物的信息，從而實現輔 助駕駛以及智能導航的目的。

發明內容

本發明的目的就是在前人研究的輔助駕駛方法與裝置的基礎上，克服其成本高，功 能單一等缺點，設計一種具有良好的移動性能、較強的車輛適應性、效果可靠、重量較 輕的圖像輔助駕駛裝置及其工作方法。

本發明的技術解決方案是這樣實現的：

一種基于圖像傳感器的輔助駕駛裝置，包括機箱和內部裝置，所述內部裝置包括圖 像傳感器、電源、液晶驅動板及液晶屏、觸摸屏、觸摸屏驅動板、嵌入式處理系統，其 中電源分別輸出電源至嵌入式處理系統、液晶驅動板，圖像傳感器與嵌入式處理系統的 輸入端連接，嵌入式處理系統的第一輸出端依次連接液晶驅動板、液晶屏，嵌入式處理 系統的第二輸出端依次連接觸摸屏驅動板、觸摸屏。

本發明的基于圖像傳感器的輔助駕駛裝置在所述機箱的一側設置有用于對所述內 部裝置進行散熱的風扇，電源給風扇供電。

本發明的基于圖像傳感器的輔助駕駛裝置的內部裝置還包括擴展設備與嵌入式處 理系統相連接，擴展設備為一塊PCB電路板，該PCB電路板包括外部電源接入口、嵌入 式處理系統電源端口、顯示系統電源端口、冷卻風扇電源端口、顯示系統轉接信號端口、 顯示系統控制信號端口、電路保護電容以及通訊端口。

本發明的輔助駕駛裝置的工作方法，具體步驟為：

A、初始化程序，采用圖像傳感器進行圖像采集；將采集到的圖像信息緩存在嵌入 式處理系統的存儲器中；

B、嵌入式處理系統讀取步驟A所述圖像信息的單幀圖片；

C、嵌入式處理系統將步驟B所述圖像信息進行灰度變換，將該圖像信息轉換成灰 度圖像；

D、嵌入式處理系統進行車道線檢測、障礙物檢測處理，提取出車道線與障礙物信 息；

E、在步驟B中讀取的圖像上標示出步驟D提取出的車道線及障礙物信息，一并在 液晶屏上顯示出來，給予駕駛員提示，然后讀取下一幀圖像并進行處理。

本發明的基于圖像傳感器的輔助駕駛裝置的工作方法的步驟D中所述車道線檢測 的方法具體為：

F、對步驟B所述轉換后灰度圖像進行邊緣檢測；

G、設計一套3*3的模板，根據線段的方向性分別對左車道及右車道的灰度圖像進 行模板匹配；

H、對G步驟匹配后的圖像進行Hough變換、濾波操作，濾除部分短線段；

I、進行點的聚類處理，連接長線段，檢測出車道線信息，繼續進行下一幀圖像的 處理。

本發明的基于圖像傳感器的輔助駕駛裝置的工作方法的步驟D中所述車輛障礙物 檢測的方法具體為：

J、對步驟B所述轉換后灰度圖像進行邊緣檢測；

K、根據圖像中的實際目標位置選擇感興趣區域；

L、根據道路背景與車底陰影在灰度圖象中的灰度區別，選擇合適的灰度閾值，在 感興趣區域內進行圖像分割；車底陰影部分形成連通域，與圖像的其余部分有明顯的邊 界差別，由此認為該連通域即為檢測到的車底陰影，標出水平線段；

M、利用車輛尾部的圖像輪廓和灰度信息的垂直對稱性，在感興趣區域內檢測車輛 的對稱軸，結合步驟L的結果，確定障礙物目標的位置；