[發明專利]一種行車過程中駕駛員前視預瞄區域的獲取方法

有效

• 申請號: 202010696894.8
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111797810B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 胡宏宇;程銘;趙宇婷;盛愈歡
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06V20/56
• 分類號: G06V20/56;G06V10/20;G06V10/40;G06V10/75
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

本發明公開了一種行車過程中駕駛員前視預瞄區域的獲取方法，包括如下步驟：步驟一、在行駛過程中同步采集駕駛員視角的前視圖像及行車記錄儀獲取的路況圖像，并獲取駕駛員視角圖像坐標系下的行車眼動數據；步驟二、對所述駕駛員視角圖像進行圖像矯正；步驟三、獲得所述駕駛員視角圖像坐標系下的注視點，并且計算采樣周期內的修正注視點圖像坐標；步驟四、對所述駕駛員視角圖像和所述行車記錄以獲取的路況圖像進行匹配，消除駕駛員視角圖像的動態抖動，獲取消除抖動后的修正注視點圖像坐標；步驟五、將所述消除抖動后的修正注視點圖像坐標投影到世界坐標系，得到駕駛員前視預瞄區域。

技術領域

本發明屬于駕駛員視覺建模技術領域，特別涉及一種行車過程中駕駛員前視預瞄區域的獲取方法。

背景技術

在行車過程中，駕駛員通過眼睛觀察道路環境，如道路標識，紅綠燈，周圍車輛，行人等目標，然后大腦對視覺輸入信息進行加工處理，在保證安全駕駛的前提下，產生行車決策，進而指導手腳對車輛的方向盤、油門踏板、剎車踏板進行操縱，實現預期的車輛控制。因此，駕駛員的視覺行為在行車過程具有重要的作用，是大腦產生行車決策的先行條件，是指導車輛按照預期軌跡行駛的基礎。

駕駛車輛是一項動態控制任務，在該任務中，駕駛員必須從大量主要是視覺輸入中選擇相關信息，以做出決策并執行適當的控制響應。盡管有時司機必須對一些意外事件做出反應，但一般來說，司機執行的計劃行動是由他們對前方展開的道路、行人和交通場景的期望以及他們實際觀察到的現實所決定的。駕駛員從道路的視覺觀察中獲取信息，將這些幾何信息轉換為駕駛決策與操縱行為。視覺在人類控制自我運動方面起著主導作用，駕駛員和車輛之間的交互取決于駕駛員如何處理來自前方道路和周圍環境的信息。在考慮視覺認知的駕駛員模型中，可以通過駕駛員駕駛過程中注視點的位置及前方視野，對駕駛員進行可靠的操縱穩定性評價，駕駛員自身也能夠及時感知前方道路信息，做出決策和適當的控制行為，使控制效果更具人性化。

駕駛過程中，駕駛員可以根據前方車道、障礙車輛等信息，提前預判是否需要進行轉向操作，這一過程被稱為預瞄，駕駛員的預瞄行為可以提升車輛控制的穩定性。駕駛員預瞄行為是模擬一個真實駕駛員的視覺預瞄輸入-控制輸出的實際駕駛過程，進而通過一個以側向偏差或航向角偏差作為反饋量的PI控制器模型形式來進行表征。通過模擬了駕駛員真實的預瞄行為，提取獲取前方道路的信息來進行車輛橫向控制，能夠取得較高的路徑跟蹤精度。駕駛員預瞄建模不僅可以用于汽車操縱穩定性的評價，在智能汽車軌跡跟蹤中也有著廣泛的應用前景。那么如何獲取真實駕駛過程中的預瞄點以及構建鳥瞰視角投影，對于研究行車過程的駕駛員行為，與構建人性化的駕駛員橫向控制模型具有重要的意義；對于獲得控制精度接近甚至優于真實駕駛員的控制模型，研究人-車-路交互、獲得更人性化的控制效果具有重要的作用。

目前駕駛員視覺預瞄的很多研究都是從理論推導或者模擬假設進行求解，缺乏真實行車過程獲取駕駛員前視預瞄行為的方法。

發明內容

本發明設計開發了一種能夠在行車過程中獲取駕駛員前視預瞄點及鳥瞰投影視圖的方法，在行駛過程中同步采集駕駛員視角的前視圖像及行車記錄儀獲取的路況圖像，并獲取駕駛員視角圖像坐標系下的行車注視點坐標，對所述駕駛員視角圖像進行圖像矯正，根據所述圖像坐標系下的注視點坐標進行變化得到注視點的空間坐標，進而得到所述駕駛員前視預瞄點，將所述注視點的空間坐標投影到鳥瞰視角視圖，得到前視預瞄的鳥瞰投影視圖。本發明的目的是通過實車駕駛利用圖像處理技術得到駕駛員真實的預瞄點。

本發明提供的技術方案為：

一種行車過程駕駛員前視預瞄點及鳥瞰視角投影獲取方法，包括如下步驟：

步驟一、在行駛過程中同步采集駕駛員視角的前視圖像及行車記錄儀獲取的路況圖像，并獲取駕駛員視角圖像坐標系下的行車眼動數據；

步驟二、對所述駕駛員視角圖像進行圖像矯正；

步驟三、獲得所述駕駛員視角圖像坐標系下的注視點，并且計算采樣周期內的修正注視點圖像坐標；