[發明專利]基于雙低成本攝像頭的車道偏離預警方法

有效

• 申請號: 201610423005.4
• 申請日: 2016-06-15
• 公開（公告）號: CN105966314B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 劉宏哲;袁家政;李超;宣寒宇;牛小寧;門曉杰
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: B60R1/00
• 分類號: B60R1/00;H04N7/18;B60W50/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明是基于雙低成本攝像頭的車道偏離預警方法，屬于智能輔助駕駛技術領域。

背景技術

車道偏離預警是智能輔助駕駛系統研究的一個關鍵方面，隨著安全駕駛、智能交通越來越受人們關注和重視，車道偏離預警方法研究已經成為研究的熱點問題。車道偏離預警方法的設計是根據前方道路環境和本車位置關系，判斷車輛偏離車道距離并進行及時提醒，防止由于駕駛員疏忽造成的車道偏離事故的發生。根據研究表明，車道偏離預警方法的實現與應用可以避免30-70％的車道偏離交通事故的發生，對提高道路交通安全，減少交通事故引發具有重大意義。傳統的車道偏離預警方法其設計在單目攝像機下的前視位置進行，包括圖像采集模塊、車道線檢測模塊與預警模塊。一般首先通過圖像傳感器獲取車輛行駛過程中實時的道路圖像，接著在硬件處理平臺上的對車道線檢測獲取車輛的偏離車道線距離參數等，然后通過預警方法對當前行駛狀態是否有發生車道偏離的可能性進行評估，最后顯示預警信息。

發明內容

本發明利用車輛車耳朵(后視鏡)正下方的兩個低成本的攝像頭進行的車道偏離預警方法，能夠正確、實時地提供車道偏離預警信息。其優點是對攝像頭的成本要求非常低，并且保證了運算開銷最小和實時性。算法的設計是基于雙低成本的攝像頭，能夠適應車輛生產家對成本、實時性及準確的要求，市場前景將非常好。

為了實現上述目的，本發明采取了如下的技術方案：

步驟1：傳感器安裝；

將攝像機分別安裝在智能車輛兩側后視鏡的正下方并與車體的縱向坐標軸平行，安裝攝像機時，應保證兩攝像機必須位于同一平面內，并能夠采集到車輛兩側車道線圖像；

步驟2：攝像頭標定；

分別對兩攝像頭進行標定，標定的視野范圍為：寬600cm,遠1000cm。調整攝像頭的左右、上下角度，使標定后左右攝像頭的位置要在同一平面內(要求獲取的圖片能夠在同一平面內處理)；

步驟3：圖像的預處理；

根據車道線特征，先對圖像進行灰度處理，灰度處理的公式為

G_ray＝R*0.5+G*0.5，其中R、G分別代表紅藍通道分量值，G_ray表示轉換后的像素的灰度值。然后對圖像進行中值濾波，本實驗中采用3×3的方形領域對圖像進行濾波處理。

步驟4：IPM；

對灰度圖像進行逆透視處理得到鳥瞰圖像，透視矩陣是標定后的H矩陣。

步驟5：特征點提取；

車道線的灰度值要比其兩邊的值要高，形成一個波峰；呈現從左到右是先升后降趨勢；車道線區域內均值較高時，均值與其峰頂值相差較大。我們利用這些特性，通過計算相鄰圖像像素的變化來判斷車道線的邊緣。

步驟5-1：計算相鄰圖像像素的均值；

設某點是(x,y)，滿足y∈[0,h)且x∈[2,w-2)。x,y分別是像素點的列和行，w是圖像的寬度，h是圖像的高度。則有相鄰圖像像素的均值為：

其中t∈[1,3,5,7,……]，t＝5能取得很好的效果。

步驟5-2：計算邊緣提取閾值T,其計算公式表達如下：

其中avg_(x,y)為點(x,y)水平線附近的均值。

步驟5-3：計算邊緣的升變點e_p和降變點e_v。

e_p∈{f(x+2,y)-f(x,y)>T}

e_v∈{f(x+2,y)-f(x,y)<-T}

f(x,y)為當前點(x,y)的灰度值，f(x+2,y)為該點水平方向的間隔點的灰度值。

步驟5-4：車道線的升變點和降變點在圖像中是成對出現的，并且之間滿足一定的距離。比較升變點和降變點的寬度，剔除不滿足的點。

Δw＝e_p(x)-e_v(x)

若Δw>W，則認為是不可能出現的車道線，則要舍棄。其中，e_p(x)和e_v(x)分別表示升變點和降變點的列像素坐標，W為車道線在圖像中占有的最大的像素個數。

步驟6：基于車道線的聚類方法。