[發明專利]基于車道線模型檢測方法和在線學習方法的車道偏離報警系統

無效

• 申請號: 201210087181.7
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102616241A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 周圣硯
• 主分類號: B60W50/14
• 分類號: B60W50/14;B60W30/12;B60W40/06;B60W40/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及智能交通和智能車輛研究領域，尤其是一種車道偏離報警系統。

本發明能夠通過車輛的前置攝像頭實時采集的圖像信號，通過圖像處理技術對車道線進行檢測，同時，能夠通過模式識別技術來學習駕駛員的駕駛模式，對駕駛員在疲勞駕駛或疏忽駕駛情況下產生的車輛偏離車道的狀態進行警報，提醒駕駛員對車輛進行糾偏操作，從而減少潛在交通事故的發生。

背景技術：

隨著經濟和交通事業的不斷發展，汽車已經成為人們不可或缺的交通工具。但隨著汽車使用率的不斷提高，交通事故率也呈現出了逐年上升的趨勢。據統計，在所有機動車事故中，由于車道偏離而造成的交通事故占所有交通事故的百分之二十，更嚴重的是，由車道偏離而引起的交通事故死亡率占所有交通死亡率的百分之三十七。從這一數據可以看出，車道偏離事故已經嚴重影響到了人們的生命財產安全。因此，近年來國內外許多研究機構開始致力于車道偏離報警系統的研究。

現有技術提供了一種車道偏離報警系統。該系統通過對前視攝像頭實時采集來的圖像信息進行處理，通過使用圖像濾波技術提取車道線特征，然后利用檢測技術將提取到的特征進行參數估計，估計出車道線參數，再通過計算這些參數與車輛之間的相對位置關系，當車輛偏離車道線時，給出警告，提醒駕駛員糾正車輛回到安全行駛狀態。

但是這些研究的重點往往放在了如何提高車道線的檢測精度和系統運行的實時性上，而忽略了一個很關鍵的問題：駕駛員是否是在疲勞駕駛或疏忽駕駛狀態等無意識狀態下使車輛偏離車道。因為，換道和超車等操作本身也會產生車道偏離狀態。如果一種車道偏離報警系統沒有有效的區分駕駛員的換道行為，而簡單的在每一種車道偏離狀態都給出警告，會產生兩種設計缺陷：1，報警信號會對正確駕駛行為下的駕駛員產生注意力干擾，從而引發交通事故；2，頻繁報警會促使駕駛員關閉車道偏離報警系統，從而使系統失去其作用和意義。

另外，基于視覺的車道偏離報警系統，其車道線檢測方法在各種復雜環境和各種路況下的抗干擾性和魯棒性仍然是現有技術的瓶頸。

發明內容：

為了解決現有技術方案所存在的問題，本發明提供了一種基于車道線模型檢測方法和在線學習方法的車道偏離報警系統。以便能夠對各種路況下以及各種復雜環境下的車道線進行精確的檢測，并通過在線學習駕駛員的駕駛模式，只對駕駛員在無意識狀態下時的車道偏離狀態產生警告。

本發明采用分層的設計方法，將系統按照不同的功能分為底層系統(P1)和上層系統(P2)，底層系統(P1)由系統的硬件部分，其中含有信號層(L1)。上層系統(P2)是系統的軟件部分，包括檢測層(L2)和決策層(L3)。信號層(L1)為上層系統計算所需的信號量提供接口、驅動以及信號的計算平臺。在上層系統(P2)中，檢測層(L2)負責接收由信號層(L1)傳遞的車速信號、車輛加速度信號、轉向燈信號、油門信號、制動信號和圖像信號，并通過對圖像信號進行處理，提取出車道線信號；決策層(L3)負責用檢測層(L2)傳遞的信號來量化駕駛模式，然后通過學習這些駕駛模式，并對本次車道偏離狀態進行判斷，對不符合安全駕駛行為下的車道偏離狀態進行警告。

一種基于車道線模型檢測方法和在線學習方法的車道偏離報警系統，硬件系統包括：圖像傳感模塊(H1)，用于實時獲取汽車前方圖像數據；CAN總線通訊模塊(H2)，與汽車CAN總線進行通訊，實時獲取車速信號、轉向燈信號、制動信號、油門信號；中央處理器模塊(H3)，為車道線模型檢測方法(S1)和在線學習方法(S2)提供計算平臺，人機交互模塊(H4)，該模塊包括開關、兩個調節按鈕、LED顯示器和喇叭，開關用于開啟和關閉車道偏離報警系統，兩個調節按鈕分別用來設定危險預警級別，LED顯示器用來顯示左右車道線，喇叭用來提供車道偏離預警聲音；數據存儲器模塊(H5)，用于存儲攝像機標定參數和S2在線學習方法中所使用的樣本數據。軟件系統包括：車道線模型檢測方法(S1)，用于實時檢測汽車前方車道線，并計算車道線與汽車之間的相對位置；在線學習方法(S2)，通過該方法對汽車偏離車道的狀態進行在線學習，有效區分駕駛員有意識的換道操作而造成的車道偏離狀態和駕駛員無意識下使汽車偏離車道行駛的車道偏離狀態，并通過學習結果，對第二種車道偏離狀態進行預警。

本發明在信號層(L1)的設計如下：