專利名稱：車道偏離預(yù)警系統(tǒng)及方法
車道偏離預(yù)警系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車道偏離報警系統(tǒng)。技術(shù)背景目前駕駛員因疏忽、疲勞、瞌睡或狀態(tài)不集中的狀況下導(dǎo)致的車道偏離事故和汽車追尾事故約占整個公路交通事故的60% -70%，死亡人數(shù)約占70%。據(jù)美國聯(lián)邦公路局的估計，利用能檢測車輛運(yùn)行時的橫向位置的系統(tǒng)和能檢測到車輛運(yùn)行時前車距離的系統(tǒng)將能大大降低這些交通事故的發(fā)生，因此，車道偏離預(yù)警和防前車碰撞系統(tǒng)的研究引起了各個國家的高度重視。國內(nèi)外基于機(jī)器視覺的車道偏離系統(tǒng)主要有以下幾種方法基于特征的識別方法、基于模型的識別方法、基于視覺和其他傳感器融合的方法等?；谔卣鞯淖R別方法是從車輛前方的序列灰度圖像中，利用道路邊界及車道標(biāo)識線的灰度特征而完成的對道路邊界及車道標(biāo)識線的識別；基于模型的識別方法主要是基于不同的道路圖像模型采用不同的識別技術(shù)來對道路邊界及車道標(biāo)識線進(jìn)行識別；基于視覺與其他傳感器融合的方法通過融合多傳感器感知到的道路信息，利用多種圖像特征對道路進(jìn)行識別。目前，世界上有些國家已成功研制出一些各具特色的車道偏離警告系統(tǒng)，如M0bileye_AWS系統(tǒng)、AutoVue系統(tǒng)、 GOLD系統(tǒng)、NavLab系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)通過預(yù)先給駕駛員以警告信息，提醒駕駛員采取正確的操作措施，達(dá)到防止這類事故或者降低這類事故的傷害程度的目的。然而，由于道路環(huán)境復(fù)雜，車輛種類多樣，車道偏離預(yù)警和前車防撞預(yù)警系統(tǒng)不僅要有良好的實(shí)時性，而且還要有較強(qiáng)的魯棒性。而現(xiàn)有的系統(tǒng)還不能很好的滿足這些方面的要求，本發(fā)明提出了一種有較好實(shí)時性和魯棒性的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本發(fā)明提出一種車道偏離預(yù)警系統(tǒng)，主要用于防止正在行駛的車輛發(fā)生車道偏離，所述系統(tǒng)包括電連接的攝像單元，用于接收并傳遞路況圖像信號；車道線識別單元，與所述攝像單元連接，接收所述路況圖像信號，并對所述信號進(jìn)行canny邊緣檢測和Hough變換，以識別車道線；偏移檢測單元，與所述車道線識別單元連接，根據(jù)識別出的車道線，計算其與車體之間的距離，當(dāng)所述距離超過預(yù)設(shè)閥值時，發(fā)出預(yù)警指令；預(yù)警單元，與偏移檢測單元連接，接收所述預(yù)警指令，并發(fā)出相應(yīng)預(yù)警信號。本發(fā)明同時提出一種實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警的方法，所述方法包括以下步驟步驟1標(biāo)定攝像單元，以接收并傳遞路況圖像信號；步驟2根據(jù)車輛行駛狀態(tài)設(shè)置檢測車道線的有效區(qū)域，所述有效區(qū)域的面積大于實(shí)際車道線在圖像中的面積；有效區(qū)域范圍根據(jù)此時是否已經(jīng)檢測出車道線來設(shè)定如果此時檢測到了車道線，那么根據(jù)步驟1標(biāo)定的攝像單元，并根據(jù)中國道路的車道大小這一經(jīng)驗(yàn)值來確定有效區(qū)域，這段區(qū)域只要包含檢測到的車道線即可；如果沒有檢測到車道線， 或者發(fā)生車輛壓線的情況，此時的有效區(qū)域是整幅圖像。設(shè)置了有效區(qū)域后能夠去掉大部分的無效區(qū)域，提高算法的實(shí)時性；步驟3對有效區(qū)域內(nèi)的圖像信號進(jìn)行carmy邊緣檢測，得到二值化圖像；步驟4利用二值化后的圖像進(jìn)行Hough變換，查找并匹配車道線；步驟5根據(jù)檢測出的車道線，求取車體和所述車道線之間的距離，并判斷是否發(fā)出預(yù)警指令；步驟6根據(jù)預(yù)警指令發(fā)出預(yù)警信號。所述步驟4進(jìn)一步包括以下步驟步驟41檢測車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)；步驟42查找滿足一定約束條件的車道線參數(shù)；步驟43根據(jù)車道線參數(shù)確定車道線；其中步驟42中所述的約束條件為(thetaThl < Theta
<thetaTh2)&&(abs(Theta-PreTheta) < DeltaThetaTh)&&(abs(Distance-PreDistance)
<DeltaDisTh)，其中Theta和Iiho是Hough變換后，當(dāng)前車道線對應(yīng)Hough空間中的直線參數(shù)， thetaThl和thetaTh2是車道線夾角Theta的范圍，PreTheta是上一幀中的有效車道線的夾角；DeltaThetaIli為連續(xù)兩幀中間車道線夾角的變化閾值；Distance和PreDistance分別是當(dāng)前車道線和上一幀車道線在底部水平線上的X坐標(biāo)值，DeltaDisTh為前后兩幀中間兩條車道線距離的變化閾值。當(dāng)車輛正常行駛時，計算其中一側(cè)的車道線參數(shù)時，所述thetaThl可以為30_60 之間的正整數(shù)，thetaTh2為90 ；計算另一側(cè)的車道線參數(shù)時，所述thetaThl為-60-30之間的負(fù)整數(shù)，thetaTh2為-90。當(dāng)車輛發(fā)生偏離時，計算其中一側(cè)的車道線參數(shù)時，所述 thetaThl可以為10-30之間的正整數(shù)，thetaTh2為60-80之間的正整數(shù)；計算另一側(cè)的車道線參數(shù)時，所述thetaThl為-30—10之間的負(fù)整數(shù)，thetaTh2為-80—60。當(dāng)車輛發(fā)生偏離時，進(jìn)行中間車道線檢測，所述Theta的范圍為70-90之間。本發(fā)明通過Hough空間變換后，設(shè)計特有的車道線識別單元進(jìn)行車道識別，有效地實(shí)現(xiàn)了一種有較好實(shí)時性和魯棒性的系統(tǒng)。

圖1為本發(fā)明的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)連接示意圖；圖2為本發(fā)明的兩條車道線有效區(qū)域示意圖；圖3為本發(fā)明的三條車道線有效區(qū)域示意圖；圖4為本發(fā)明的預(yù)警流程圖；圖5為本發(fā)明的另一實(shí)施例的系統(tǒng)連接圖；圖6為發(fā)明的硬件連接電路圖；附圖主要標(biāo)識為攝像單元1，車道線識別單元2，偏移檢測單元3，預(yù)警單元4，顯示單元5，控制單元 6，存儲單元7，系統(tǒng)電源8，有效區(qū)域9，車道線10。具體實(shí)施方式
參見圖1-3，本發(fā)明提出一種車道偏離預(yù)警系統(tǒng)，主要用于防止正在行駛的車輛發(fā)生車道偏離，所述系統(tǒng)包括電連接的攝像單元1、車道線識別單元2、偏移檢測單元3和預(yù)警單元4。攝像單元1，可置于車體前部，如汽車擋風(fēng)玻璃或汽車儀表盤處，用于攝錄車體前方路況影像。攝像單元1可以包括攝像頭11和視頻轉(zhuǎn)換芯片12。車道線識別單元2，與所述攝像單元1連接，接收所述路況信號，并對所述信號進(jìn)行Hough變換，以識別車道線10。為提高信號處理的速度，檢測車道線10時，可假設(shè)車道線 10為直線模型，充分利用車道線寬度、車道線灰度比路面灰度值大等特征，有效提高系統(tǒng)魯棒性和實(shí)時性。偏移檢測單元3，與所述車道線識別單元2連接，根據(jù)識別出的車道線10，通過車體中間位置和車道線10之間的距離來判斷是否發(fā)生了車道偏離，當(dāng)所述距離超過預(yù)設(shè)閥值時，發(fā)出預(yù)警指令。預(yù)警單元4，與偏移檢測單元3連接，接收所述預(yù)警指令，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號。 預(yù)警單元4可以包括音頻處理電路41和與之相連的揚(yáng)聲器42。本發(fā)明還提出一種實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警的方法，所述方法包括以下步驟步驟1標(biāo)定攝像單元1，以接收并傳遞路況信號。攝像單元1標(biāo)定的目的主要是為了求的攝像頭的內(nèi)外參數(shù)，用這些參數(shù)來計算車體到左右車道線的距離、車體和前方車輛之間的距離以及計算車輛的真實(shí)高度和寬度等。攝像頭標(biāo)定的方法比較成熟，而且有大量的文獻(xiàn)對其進(jìn)行了深入的講解，所以便不再詳細(xì)介紹。步驟2根據(jù)車輛行駛狀態(tài)設(shè)置檢測車道線10的有效區(qū)域9。如果此時車輛正常行駛，且此時車道線10的檢測穩(wěn)定(連續(xù)幾幀都檢測到車道線10)，那么車道線10的有效區(qū)域9設(shè)置為前幀已檢測出的車道線10頂部左右寬各10個像素，底部左右寬各15個像素的一個梯形區(qū)域，如圖2中所標(biāo)定的區(qū)域9。如果我們認(rèn)為車道線10近似為一條直線，那么車道線10可以表示為y = k*x+b在已知感興趣區(qū)域的上下縱坐標(biāo)的情況下，可以計算出梯形區(qū)域的4個頂點(diǎn)，從而確定這個有效區(qū)域。如果車道線10處于偏離狀態(tài)，且此時車道線10的檢測穩(wěn)定，車道線 10的有效區(qū)域9為三條車道線分別確定的梯形區(qū)域，如圖3所示，設(shè)置方法同上。如果車道線10的檢測不穩(wěn)定，車道線10的有效區(qū)域9設(shè)置為整幅圖片。無特殊說明，以下關(guān)于車道線10的操作都將在這個有效區(qū)域中進(jìn)行。步驟3在有效區(qū)域9內(nèi)進(jìn)行有條件的carmy邊緣檢測，得到二值化圖像。車道線 10具有具有以下固有特征i、車道標(biāo)識線主要顏色是白色或黃色；ii、雖然由于透視變換的影響，車道線10在圖像中的寬度不一樣，但車道線10在圖像中還是有一定寬度的；iii、車道線10灰度值大于路面的灰度值；iv、車道線10由連續(xù)的或間斷的車道標(biāo)識組成，在一定程度上可以假定車道線10是連續(xù)的；V、車道線10可以近似由直線描述一般情況下，公路彎道曲率較小，在車輛前方某范圍內(nèi)可以將車道線10作為直線來對待。在車道線檢測時可利用上述車道線10的固有特征，去除不屬于車道線10邊緣的點(diǎn)，不僅能提高車道線識別的準(zhǔn)確性，而且大大提高了系統(tǒng)的實(shí)時性。在邊緣檢測時，約束條件為(grad_right21eft[x] [y] > thl) &&(grad_left2right [χ] [y] < th2)&&(gray_ right—average[χ][y] > th3)，其中g(shù)rad_right21eft[X] [y]是當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]右側(cè)灰度值與左側(cè)灰度值之差，其計算公式為grad_right21eft [x] [y] = gray[x + 3] [y]+gray [x + 4] [y]-gray [χ-1] [y]-gray[x-2][y],所述gray [χ] [y]是圖像[χ] [y]處灰度值；thl為圖像中車道線10右側(cè)灰度值與左側(cè)灰度值差的閾值，該閾值的取值范圍可以取30-50的非負(fù)整數(shù)；grad_left2right[X] [y]是當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]右側(cè)一定距離的灰度值與左側(cè)灰度值之差，其計算公式為grad_left2right [x] [y] = gray[x+L+l] [y]+gray [x+L+2] [y]-gray [x+1] [y]-gray[x+2] [y],所述的L為車道線10的寬度；th2為圖像中車道線10右側(cè)一定距離后灰度值與左側(cè)灰度值差的閾值，該閾值的取值范圍可以取-10-0的負(fù)數(shù)；gray_right_average[x] [y] 是當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]右側(cè)某鄰域內(nèi)像素的平均灰度值，其計算公式為gray_right_average [χ] [y] = (gray[x+1][y]+gray[x+2][y]+gray [x+3] [y])/3，其中，th3為路面灰度閾值，由于在整幅圖像中路面灰度值并不一樣，所以th3的值可以采用行掃描的方式給出。條件grad_right21eft[X] [y] > thl使用了車道線灰度值大于路面的灰度值這個先驗(yàn)知識；grad_left2right[X] [y] < th2使用了車道線10有一定寬度且車道線灰度值大于路面的灰度值這兩個先驗(yàn)知識。在符合上述約束條件的情況下，根據(jù)canny算法進(jìn)行邊緣增強(qiáng)和邊緣二值化處理，由于carmy邊緣檢測后的得到的是單像素寬的邊緣，提高程序運(yùn)行的實(shí)時性和魯棒性。步驟4利用二值化后的圖像進(jìn)行Hough變換，查找并匹配車道線10 ；由于車輛行駛的速度較快，車道線10在前后幾幀中的位置不會發(fā)生較大的變化， 利用這個特性，我們可以對前后幾幀中檢測出來的車道線10進(jìn)行匹配，只有連續(xù)幾幀都匹配的情況下，我們才認(rèn)為此時檢測出的車道線10確實(shí)是一條車道線。Hough變換后，在 Hough空間中查找車道線10的步驟為步驟41、檢測此時車輛行駛的狀態(tài)，包括正常行駛狀態(tài)和發(fā)生車道偏離狀態(tài)。步驟42、在得知車輛行駛狀態(tài)后，查找車道線10。如果此時是正常行駛狀態(tài)，只查找行駛車輛的左右兩條車道線10 ；如果此時發(fā)生了車道偏離，在查找行駛車輛左右兩條車道線10的同時，還有查找此時車輛壓或即將壓上的那條車道線10。下面以查找行駛車輛左邊的車道線10為例，詳述查找車道線10的方法左側(cè)車道線參數(shù)是滿足一定約束條件的 Hough空間中最大值和次大值對應(yīng)的Theta和Iih0的平均值，約束條件為
(thetaThl< Theta <thetaTh2)&&(abs(Theta-PreTheta) <DeltaThetaTh)&&(a bs (Distance-PreDistance) < DeltaDisTh),其中(Thetajho)是Hough變換后，當(dāng)前車道線10對應(yīng)Hough空間中的直線參數(shù)； thetaThl和thetaTh2是左側(cè)車道線夾角Theta的范圍，如果此時車輛為正常行駛狀態(tài)，可以選擇thetaThl為45左右的正整數(shù)，最好為30-60之間的正整數(shù)，thetaTh2為90，即左側(cè)車道線最大角度，如果此時車輛發(fā)生偏離可以選擇thetaThl為20左右的正整數(shù)，最好為 10-30之間的正整數(shù)，thetaTh2為70左右正整數(shù)，最好為60-80之間的正整數(shù)；I^reTheta 為上一幀檢測得到的左側(cè)有效車道線10的夾角；DeltaThetaTh為連續(xù)兩幀中間車道線夾角的變化閾值，DeltaThetaTh可以取5_8之間的正整數(shù)；Distance和I^reDistance分別是此時和前一幀中車道線10在底部水平線上的X坐標(biāo)值，DeltaDisTh為前后兩幀中間兩條車道線10距離變化閾值，DeltaDisTh可以取10_15之間的正整數(shù)。右側(cè)車道線10和中間車道線10的檢測方法和左側(cè)車道線10檢測方法基本相同， 僅僅是車道線夾角的范圍不同。右側(cè)車道線10的夾角約束可以為，正常行駛時thetaThl 為-45左右，thetaTh2為-90，發(fā)生偏離時，thetaThl可以選為-20，thetaTh2可以選為-70 ； 中間車道線10僅在發(fā)生車道偏離時才檢測，Theta的范圍滿足abs (Theta)在70至90之間。步驟43、在檢測到符合條件的兩條直線后，如果這兩條直線的距離相差不大，求這兩條直線對應(yīng)參數(shù)的平均值即為此時車道線10的參數(shù)；如果這兩條直線的距離相差較大， 取在Hough變化時檢測到的像素數(shù)最多的那條直線作為車道線，在Hough算法內(nèi)部，檢測到的所有直線上的像素數(shù)是可知的，Hough算法詳細(xì)的說明如下當(dāng)在XY坐標(biāo)系中有一點(diǎn)時，過這一點(diǎn)會有無數(shù)條直線，而每一條直線可以用一組唯一的極坐標(biāo)系坐標(biāo)(P，θ )值來表示。因此XY坐標(biāo)系中的一點(diǎn)在極坐標(biāo)系統(tǒng)對應(yīng)一條曲線。那么XY平面上的一條直線上的無數(shù)點(diǎn)會在極坐標(biāo)平面上對應(yīng)無數(shù)條曲線，而這些曲線的交點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)(P，θ )可用來表示該直線。車道線經(jīng)過canny邊緣檢測，可以獲取到很多邊緣點(diǎn)，將這些邊緣點(diǎn)進(jìn)行Hough變換轉(zhuǎn)換成Hough空間中的一條曲線。以Hough空間的坐標(biāo)參數(shù)Theta和Iih0的不同值為標(biāo)志建立一個累加器數(shù)組。當(dāng)曲線經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)值時，該坐標(biāo)值對應(yīng)得累加器值加1。這樣對所有邊緣點(diǎn)進(jìn)行Hough變換后，當(dāng)Hough空間坐標(biāo)對應(yīng)的累加器的值大于設(shè)定的參數(shù)時， 則認(rèn)為該坐標(biāo)值的Theta和Iih0值對應(yīng)一條車道線。步驟5根據(jù)檢測出的車道線10，求取車體和所述車道線10之間的距離，并判斷是否發(fā)生了車道偏離。如果此時車輛行駛狀態(tài)為正常行駛，檢測此時是否發(fā)生車道偏離，是否發(fā)生車道偏離程度可以由此時下式來確定LeftDis < SafeDisanceTh 或 RightDis < SafeDisanceTh其中LeftDis是車體中間位置和左側(cè)車道線10之間距離；RightDis是車體中間位置和右側(cè)車道線10之間距離；SafeDisanceTh為車體和車道線10之間預(yù)警距離閾值，當(dāng)車體中間位置和任何一條車道線10之間的距離小于這個預(yù)警距離閾值時，認(rèn)為發(fā)生了車道偏離，發(fā)出進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)警指令。步驟6預(yù)警單元根據(jù)報警指令發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號，預(yù)警信號可以為聲光信號。
根據(jù)圖4，其預(yù)警流程可簡述如下當(dāng)啟動車道偏離預(yù)警系統(tǒng)時，需預(yù)先標(biāo)定攝像單元1 ；再設(shè)置檢測車道線10的有效區(qū)域9，在有效區(qū)域9中邊緣檢測，以查找出車道線10 ； 查找出車道線10后，將車體的位置與車道線10對比，得出車體是否偏離的判斷，若結(jié)果為偏離，則進(jìn)行預(yù)警。如圖5所示所述系統(tǒng)還進(jìn)一步包括顯示單元5，其與所述偏移檢測單元相連接，將車體的速度、距離和路況信號中的一個或多個顯示于IXD顯示屏上。如圖6所示所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制單元6和存儲單元7，所述控制單元6與所述攝像單元1和預(yù)警單元4相連接，并包括所述車道線識別單元2和偏移檢測單元3，用于控制并調(diào)度系統(tǒng)的整體運(yùn)行。其可以為高性能的DSP芯片，用來控制并調(diào)度系統(tǒng)電路的整體運(yùn)行，識別車道線，并根據(jù)車道線參數(shù)與位置等信息與車體位置信息計算車體和車道線的距離，如果這個距離小于某設(shè)定的閾值，則輸出車道偏離預(yù)警指令。所述存儲單元7用于存儲系統(tǒng)運(yùn)行程序、數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)參數(shù)，與所述控制單元6連接，并受其控制?？刹捎肍LASH72或存儲器71存儲。系統(tǒng)電源8通過控制單元6給各單元提供電力。本發(fā)明通過Hough空間變換后，設(shè)計特有的車道線識別單元進(jìn)行車道識別，有效地實(shí)現(xiàn)了一種有較好實(shí)時性和魯棒性的系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種車道偏離預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括電連接的攝像單元，用于接收并傳遞路況的圖像信號；車道線識別單元，與所述攝像單元連接，接收所述圖像信號，并對所述圖像信號進(jìn)行 canny邊緣檢測和Hough變換，以識別車道線；偏移檢測單元，與所述車道線識別單元連接，根據(jù)識別出的車道線，計算其與車體之間的距離，當(dāng)所述距離超過預(yù)設(shè)閥值時，發(fā)出預(yù)警指令；預(yù)警單元，與偏移檢測單元連接，接收所述預(yù)警指令，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警信號。
2.如權(quán)利要求1所述的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括顯示單元，其與所述偏移檢測單元相連接，將車體的速度、距離和路況圖像信號中的一個或多個顯示于IXD顯示屏上。
3.如權(quán)利要求1所述的車道偏離預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括 控制單元，與所述攝像單元和預(yù)警單元相連接，并包括所述車道線識別單元和偏移檢測單元，用于控制并調(diào)度系統(tǒng)的整體運(yùn)行；存儲單元，與所述控制單元連接，并受其控制，用于存儲系統(tǒng)運(yùn)行程序、數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)參數(shù)。
4.一種實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟 步驟1標(biāo)定攝像單元，以接收并傳遞路況圖像信號；步驟2根據(jù)車輛行駛狀態(tài)設(shè)置檢測車道線的有效區(qū)域，所述有效區(qū)域的面積大于實(shí)際車道線在圖像中的面積；步驟3對有效區(qū)域內(nèi)的圖像信號進(jìn)行carmy邊緣檢測，得到二值化圖像； 步驟4利用二值化后的圖像進(jìn)行Hough變換，查找并匹配車道線； 步驟5根據(jù)檢測出的車道線，求取車體和所述車道線之間的距離，并判斷是否發(fā)出預(yù)警指令；步驟6根據(jù)預(yù)警指令發(fā)出預(yù)警信號。
5.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警的方法，其特征在于所述步驟3進(jìn)行carmy 邊緣檢測時，約束條件為(grad_right21eft[x] [y] > thl)&&(grad_left2right[x] [y] < th2)&&(gray_right_ av erage[x][y] > th3)，其中[χ] [y]是計算機(jī)中的二維數(shù)組索弓I，[χ] [y]所在的坐標(biāo)系為以圖像左上角為原點(diǎn)，水平向右為X軸正方向，水平向下為y軸正方向，grad_right21eft[X] [y]是當(dāng)前檢測幀的圖像[χ] [y]右側(cè)灰度值與左側(cè)灰度值之差，其計算公式為grad_right21eft[x][y] = gray[x+3][y]+gray[x+4][y]-gray[x-1][y]-gray[x~2][y]，所述gray[x] [y]是所述當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]處灰度值；gray[x+3] [y]是X正方向上距所述當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]處3個像素位置處的像素灰度值，gray [x+4] [y]是X正方向上距所述當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]處4個像素位置處的像素灰度值，gray [x-1] [y]是 X負(fù)方向上距所述當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]處1個像素位置處的像素灰度值，gray [x-2] [y] 是負(fù)方向上距所述當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]處2個像素位置處的像素灰度值；thl為所述當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]右側(cè)灰度值與前檢測幀圖像[χ] [y]左側(cè)灰度值的差必須滿足的最小值；grad_left2right[X] [y]是所述當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]右側(cè)一定距離的灰度值與左側(cè)一定距離灰度值之差，其計算公式為grad_left2right[x] [y] = gray[x+L+l] [y]+gray[x+L+2] [y]-gray[x + 1] [y]-gray[x+2] [y]，gray[x+L+l] [y]是X正方向上距當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]處L+1個像素寬度位置處的像素灰度值，gray [x+L+2] [y]是X正方向上距所述當(dāng)前檢測幀圖像[x] [y] 處L+2個像素寬度位置處的像素灰度值，gray [x+1] [y]是X正方向上距所述當(dāng)前檢測幀圖像[X] [y]處1個像素寬度位置處的像素灰度值，gray[x+2] [y]是X正方向上距所述當(dāng)前檢測幀圖像[χ] [y]處2個像素寬度位置處的像素灰度值，L為有效區(qū)域中假設(shè)的車道線的寬度)；th2為所述當(dāng)前檢測幀圖像[x][y]X正方向上大于L距離的灰度值與前檢測幀圖像[X] [y]X正方向上相鄰像素灰度值差必須滿足的最大值；gray_right_average[X] [y]是所述當(dāng)前檢測幀的圖像[χ] [y]X正方向上四個相鄰像素范圍內(nèi)的平均灰度值，其計算公式為gray_right_average[x][y] = (gray[x+1][y]+gray[x+2][y]+gray[x+3][y])/3,其中，th3為路面灰度閾值。
6.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警的方法，其特征在于所述步驟4進(jìn)一步包括以下步驟步驟41檢測車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)；步驟42確定車輛行駛狀態(tài)后，查找滿足一定約束條件的車道線；步驟43檢測到符合條件的車道線后，確定車道線；其中步驟42中所述的約束條件為(thetaThl < Theta<thetaTh2)&&(abs(Theta-PreTheta) < DeltaThetaTh)&&(abs(Distance-PreDistance)<DeltaDisTh)，其中Theta和I ho是Hough變換后，當(dāng)前車道線對應(yīng)Hough空間中的直線參數(shù)，thetaThl和thetaTh2是車道線夾角Theta的范圍，PreTheta是上一幀中的車道線的夾角；DeltaThetaIli為連續(xù)兩幀中間車道線夾角的變化閾值；Distance和PreDistance分別是當(dāng)前車道線和上一幀車道線在底部水平線上的X坐標(biāo)值，DeltaDisTh為前后兩幀中間兩條車道線距離的變化閾值。
7.如權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警的方法，其特征在于車輛正常行駛時，所述 thetaThl為30-60之間的正整數(shù)，thetaTh2為90 ；或所述thetaThl為-60—30之間的負(fù)整數(shù)，thetaTh2 為-90。
8.如權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警的方法，其特征在于車輛發(fā)生偏離時，所述thetaThl為10-30之間的正整數(shù)，thetaTh2為60-80之間的正整數(shù)；或所述thetaThl 為-30—10之間的負(fù)整數(shù)，thetaTh2為-80—60。
9.如權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警的方法，其特征在于所述DeltaThetaTh為 5-8之間的正整數(shù)。所述DeltaDisTh為10-15之間的正整數(shù)。
10.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)車道偏離預(yù)警的方法，其特征在于車輛發(fā)生偏離時，進(jìn)行中間車道線檢測，Hough變換后Theta的范圍為70_90之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車道偏離報警系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括電連接的攝像單元，用于接收并傳遞路況信號；車道線識別單元，與所述攝像單元連接，接收所述路況信號，并對所述信號進(jìn)行Hough變換，以識別車道線；偏移檢測單元，與所述車道線識別單元連接，根據(jù)識別出的車道線，計算其與車體之間的距離，當(dāng)所述距離超過預(yù)設(shè)閥值時，發(fā)出預(yù)警指令；預(yù)警單元，與偏移檢測單元連接，接收所述預(yù)警指令，并發(fā)出相應(yīng)預(yù)警信號。所述方法包括以下步驟標(biāo)定攝像單元，設(shè)置有效區(qū)域，進(jìn)行邊緣檢測，查找車道線，判斷是否偏離和發(fā)出報警信號。
文檔編號B60W50/08GK102303609SQ20111016215
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者李植滔 申請人:廣東鐵將軍防盜設(shè)備有限公司