[發明專利]一種基于碰撞預警算法的輔助駕駛系統

在審

• 申請號: 201910561949.1
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110276988A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 蔡林沁;周思桐;董建功;曹世洲;牟志豪
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G08G1/16
• 分類號: G08G1/16;G08B21/24;H04N5/76;H04L29/08;B60W30/095;B60W50/14;G05D1/00;G05D1/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種基于碰撞預警算法的輔助駕駛系統，屬于計算機視覺和智能輔助駕駛技術領域。該系統包括：檢測與測距模塊，通過攝像頭采集汽車行駛過程中的路況信息，使用YOLOv3模型對障礙物進行檢測、識別和距離測量；碰撞預警模塊，進行碰撞預測分類，并計算出發生碰撞需要的時間及時給出預警判斷并對駕駛員進行預警播報；定位模塊：利用GPS/IMU組合導航對車輛的行駛位置信息進行采集，當GPS信號缺失時系統自動轉換為IMU進行定位，當GPS信號正常時重新轉為GPS定位；GUI顯示與云端視頻備份模塊，對識別視頻流、行駛狀態及地圖軟件標注信息進行實時顯示并進行云端備份。本發明能夠提高輔助駕駛系統的預測精度及實時性。

技術領域

本發明屬于計算機視覺和智能輔助駕駛技術領域，涉及一種基于碰撞預警算法的輔助駕駛系統。

背景技術

近年來隨著我國經濟的飛速發展，公路和高速公路里程數不斷刷新記錄，人們在享受汽車帶來便捷的同時，交通事故的發生數量也在顯著增加，為了能減少交通事故的發生，開發更先進的汽車安全輔助駕駛系統，及時提醒駕駛人或主動接管汽車的部分功能，能夠有效避免交通事故的發生。

在輔助駕駛系統的應用研究中，如何提高碰撞預警算法的準確率一直是其中難點。當前文獻中已提出許多行之有效的基于深度學習的自然語句理解模型來解決該問題，其中就有基于眼電圖的安全輔助駕駛系統、基于車路協同的特種車輛輔助駕駛系統、基于圖像識別的信號燈路口輔助駕駛方法、一種霧天高速公路輔助駕駛系統等等，這些模型都在不同的應用場景下取得了良好的實驗效果。然而這些輔助駕駛系統目前都存在著相應的缺陷，主要體現在以下方面：其一是現有的基于不同場景下的輔助駕駛系統欠缺具體的碰撞預警算法；其二是多數輔助駕駛系統都將重心放在了不同的場景應用上面，忽視了其中GPS信號實時獲取與信號丟失該如何處理的問題；其三是現有的大多數輔助駕駛系統忽略了在人機交互中GUI顯示的流暢性應用。

綜上所述，雖然基于計算機視覺技術的輔助駕駛系統在智能輔助駕駛領域取得了一定程度的研究進展，但如何降低外界環境因素對檢測效果的干擾，提升系統對目標的檢測精度；如何更高的檢測率和實時性能極大地提升輔助駕駛性能，提升駕駛安全性能，降低行車事故發生；如何解決車輛行駛過程中進入隧道時丟失GPS信號的問題；如何拓展輔助駕駛系統的應用范圍等都是需要繼續深究和實踐的課題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于碰撞預警算法的輔助駕駛系統，用于提高輔助駕駛系統的的檢測精度，并解決車輛行駛過程中進入隧道時丟失GPS信號的問題。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于碰撞預警算法的輔助駕駛系統，包括：

檢測與測距模塊：使用YOLOv3模型實現車輛前方行人和車等物體的檢測，通過基于單目視覺的車輛車距測量方法實現前方所有障礙物的距離測量；

碰撞預警模塊：利用GPS檢測的車輛位置坐標、車輛速度和YOLOv3模型檢測的前方障礙物及車輛距離，分類預測發生碰撞需要的時間；通過考慮駕駛員反應時間及制動車輛所需時間得出安全防撞時間，當預測碰撞時間小于安全防撞時間，語音播報及時預警；

定位模塊：利用GPS/IMU組合導航方式對車輛的行駛位置信息進行采集；通過對GPS信號的提取顯示出用戶在地圖上的位置信息，當GPS信號缺失時，系統將自動轉換為慣性導航(IMU)對車輛進行定位，當GPS信號正常時重新轉為GPS進行定位；

GUI顯示與云端視頻備份模塊：利用攝像頭采集視頻顯示區域對當前車輛前方的路況信息進行實時顯示并結合導航系統的路況信息數據，對車輛實時位置在地圖軟件上進行標注，進行可視化展示。

進一步，所述檢測與測距模塊中，車輛前方行人與車輛的檢測與測距具體包括以下步驟：

S11：將單目測距算法編寫入YOLOv3模型中，訓練好模型的權重及其他參數并將單目測距算法編寫入模型中；