[發(fā)明專利]一種基于圖像投影變化的車道偏離快速預(yù)警方法

有效

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• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112026780B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常嘉偉;施衛(wèi);劉斌;李展峰;張晨
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號: B60W40/06
• 分類號: B60W40/06;G06K9/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 杭行

本發(fā)明公開一種基于圖像投影變化的車道偏離快速預(yù)警方法，具體包括相機(jī)位置坐標(biāo)系和車身坐標(biāo)系的統(tǒng)一、車道線位置獲取、車身是否處于車道內(nèi)的判斷、車身偏離快速預(yù)警和偏移預(yù)警過程，在車道線位置獲取時需通過常規(guī)方法處理每秒第一幀圖像，而在車身偏離快速預(yù)警過程中，在確保準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上僅需對剩余大量幀數(shù)圖像進(jìn)行簡化快速處理，在安全的基礎(chǔ)上大幅度的縮減了計算量，使偏離預(yù)警更為實時有效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及行車安全輔助技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖像投影變化的車道偏離快速預(yù)警方法。

背景技術(shù)

汽車的誕生與發(fā)展至今已有一百多年的歷史，由汽車所構(gòu)建的交通模式是現(xiàn)代社會文明的重要標(biāo)志之一。隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的日益提高，絕大多數(shù)家庭都買了屬于自己的小汽車作為日常代步工具，出行的便捷性有顯著提升。

但是，隨著車輛基數(shù)的快速增長，人們在享受汽車所帶來的便利的同時，也面臨著越來越嚴(yán)峻的交通情況。據(jù)美運輸局測量預(yù)估報告顯示，21世紀(jì)初，美國平均每天發(fā)生兩萬多起事故，這些事故直接帶來數(shù)以千億計的損失。同樣作為發(fā)達(dá)國家的日本，其首府東京每年因為交通擁堵所帶來的經(jīng)濟(jì)損失超過十萬億日元。英國作為老牌資本主義強(qiáng)國，也飽受交通堵塞所帶來的困擾，據(jù)相關(guān)資料顯示，英國每年由交通擁擠問題所造成的經(jīng)濟(jì)損失超過十億英鎊，而且在未來的幾十年這個數(shù)字會不斷上漲。

此外，隨著車輛基數(shù)的提高，交通事故率也越來越高，人們的行駛安全性受到威脅，在茫茫車流中不僅要保護(hù)別人，還要保護(hù)自己，操作難度也越來越大。據(jù)統(tǒng)計，約有50%的交通事故是由于車輛偏離正常車道所導(dǎo)致的。研究表明：在車輛偏離車道或遇到突發(fā)狀況時，駕駛員如能提前0.5s做出相應(yīng)地應(yīng)急措施，交通事故發(fā)生率可減少60%。因此，研究車輛偏離預(yù)警系統(tǒng)對防止交通事故的發(fā)生、緩解交通路況、提高駕駛安全性及行駛舒適度等方面具有重要意義，高級輔助駕駛（ADAS）系統(tǒng)的概念應(yīng)運而生。

車道偏離輔助系統(tǒng)（Lane departure assistance system， LDAS）是高級輔助駕駛系統(tǒng)的其中一種，其主要通過攝像頭或雷達(dá)對車道線進(jìn)行檢測，結(jié)合車輛自身定位信息和狀態(tài)信息確定車輛是否偏離，進(jìn)而發(fā)出預(yù)警信息提醒駕駛員進(jìn)行相應(yīng)操作。

目前LDAS的研究主要集中在基于機(jī)器視覺的車道線識別以及識別出車道后的預(yù)警決策算法上。然而現(xiàn)在主流的車道線識別方法都是在圖像預(yù)處理基礎(chǔ)上進(jìn)行霍夫變換檢測和提取直線，再重新擬合得到車道線，這種方法對于芯片的數(shù)據(jù)處理能力要求極高且仍然無法保證處理速度以及處理結(jié)果的實時性。同時，車道線的檢測與之后的預(yù)警決策算法研究存在割裂現(xiàn)象，沒有充分融合考慮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于圖像投影變化的車道偏離快速預(yù)警方法，在目前主流車道線檢測方法以及預(yù)警決策方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行改進(jìn)和融合，減少芯片的運算處理量，達(dá)到實時快速的目的，解決現(xiàn)有的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)及時性差的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于圖像投影變化的車道偏離快速預(yù)警方法，具體包括如下步驟：

（1）相機(jī)標(biāo)定，確定相機(jī)內(nèi)外參數(shù)，統(tǒng)一相機(jī)位置坐標(biāo)系和車身坐標(biāo)系；

（2）車載相機(jī)獲取道路行駛視頻，視頻錄取選定每秒24幀，提取每秒第一幀圖像，對圖像進(jìn)行預(yù)處理，再通過霍夫變換檢測直線，獲取車道線位置；

（3）根據(jù)標(biāo)定所得坐標(biāo)系中車身位置以及左右車道線位置信息判斷車身是否處于車道內(nèi)，如在車道內(nèi)則繼續(xù)步驟（4），反之則返回步驟（2）；

（4）當(dāng)判定車輛已正常行駛在車道上時，進(jìn)行車身偏離快速預(yù)警：快速預(yù)警過程需預(yù)處理相機(jī)獲取的每一幀圖像，將預(yù)處理所得二值圖像進(jìn)行豎直方向投影，獲取每一列上所有像素灰度值之和，作灰度值統(tǒng)計直方圖，由于車道線為白色，明顯區(qū)分于兩側(cè)道路顏色，車道線所處位置的灰度值之和會更高，因此所得直方圖左右兩側(cè)波峰處即為車輛兩旁最近的車道線位置，通過波峰位置即可判定兩側(cè)車道線在坐標(biāo)系中位置；