本發(fā)明涉及汽車電子控制技術(shù)，特別是涉及汽車高級輔助駕駛中的車道偏離預(yù)警的控制方法。

背景技術(shù)：

近年來，中國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展使得國內(nèi)汽車數(shù)量有著大幅的增加，為了吸引越多的消費(fèi)者，各大汽車廠商在車輛的設(shè)計(jì)制造過程中引入了各種先進(jìn)技術(shù)，來增強(qiáng)車輛的安全性和通過性。包括自適應(yīng)巡航(ACC-Adaptive Cruise Control)、車道偏移報(bào)警系統(tǒng)(LDW-Lane Departure Warning System)、車道保持系統(tǒng)(LKA-Lane Keeping Assist)、前方碰撞預(yù)警系統(tǒng)(FCW-Forward Collision Warning)等，其中LDW是最為普及功能之一，其控制簡單易實(shí)現(xiàn)，且不會影響車輛操縱性，而且可以大大增加行車安全。它可以通過實(shí)時(shí)判定車輛的行駛位置，對因駕駛員瞌睡、扭頭等情況下造成車輛偏離原來行駛發(fā)出預(yù)警信息，以提醒駕駛員及時(shí)糾正車輛方向，保證行車安全。當(dāng)前已有的車道偏離預(yù)警算法有多種，其中大部分方法是利用攝像頭作為感知元件，利用車道線識別技術(shù)進(jìn)行車輛位置預(yù)判的，這些方法可以分為：基于角度和距離兩種，主要有角平分線法、左右車道線傾斜度法、中點(diǎn)距離法，垂線距離法等如Wu在《Applying a Functional Neurofuzzy Network to Real-Time Lane Detection and Front-Vehicle Distance Measurement》一文中使用了車道線同識別區(qū)域夾角來計(jì)算車輛偏離的方法；Vijay在《Lane Departure Identification for Advanced Driver Assistance》一文中同樣是基于圖像識別，在算法上使用了中點(diǎn)距離法來計(jì)算車輛偏離程度。

現(xiàn)有的車道偏離預(yù)警方法可以為駕駛員提供準(zhǔn)確的預(yù)警信息，但這些方法只能對車輛危險(xiǎn)度進(jìn)行逐步報(bào)警，這就造成了在高速行駛情況下，駕駛員很難對突發(fā)重度偏離車輛進(jìn)行糾正，從而造成嚴(yán)重事故。同時(shí)這些方法無法判斷車輛出現(xiàn)的偏離方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種基于單目視覺獲取車道線信息，運(yùn)用所提出的控制算法，完成車道偏離預(yù)警的方法。

本發(fā)明給出了一種基于駕駛員視角的車道偏離預(yù)警控制方法，包括以下幾個(gè)步驟：

步驟一：當(dāng)車輛行駛在道路上時(shí)，駕駛員未開啟轉(zhuǎn)向燈但車輛偏離當(dāng)前行駛路線，通過圖像識別獲取車道線信息，得出車輛偏離程度函數(shù)：其中，L1、L2分別為攝像頭視角中左側(cè)車道線擬合線同ROI上下邊界交點(diǎn)到ROI左右對稱軸的距離，L3、L4分別為攝像頭視角中右側(cè)車道線擬合線同ROI上下邊界交點(diǎn)到ROI左右對稱軸的距離，設(shè)D1＝L2-L1，D2＝L4-L3。首先判斷D1和D2，如果D1≤0或D2≤0，則表明車輛偏離程度較大，直接給出嚴(yán)重警告(包括聲音、警示燈閃爍、方向盤及座椅震動(dòng))指令。否則進(jìn)行步驟二。

步驟二：當(dāng)D1≥D2時(shí)，判定車輛出現(xiàn)右偏離，否則車輛為左偏離。此處以左偏離為例進(jìn)行說明，執(zhí)行步驟三；

步驟三：設(shè)K0為左側(cè)嚴(yán)重偏離臨界值，K1為左側(cè)輕微偏離臨界值，K2為右側(cè)輕微偏離臨界值，K3為右側(cè)嚴(yán)重偏離度臨界值，考慮駕駛員實(shí)際駕駛情況，避免因輕微偏離而進(jìn)行報(bào)警，則當(dāng)K1＜K＜K2時(shí)，判定車輛行駛正常輕度偏離，不會給出警報(bào)信息。

當(dāng)K0＜K＜K1時(shí)，此時(shí)車輛處于左偏離狀態(tài)，需要駕駛員進(jìn)行相應(yīng)修正，則給出警報(bào)指令(聽覺和視覺)；

步驟四：在步驟三的基礎(chǔ)上，駕駛員進(jìn)行了方向修正且滿足步驟三中K1＜K＜K2的條件，表示車輛在駕駛員的操作下修正了車輛偏離，則停止發(fā)送警示指令；否則如果駕駛員未采取任何措施，且滿足K≤K0時(shí)，表明車輛偏離程度嚴(yán)重，給出嚴(yán)重警告指令。

步驟五：以上四個(gè)步驟將按順序執(zhí)行，當(dāng)車輛發(fā)生偏離后駕駛員開啟轉(zhuǎn)向燈，則報(bào)警終止。

步驟六：如整個(gè)過程出現(xiàn)D1≤0或D2≤0時(shí)，則直接進(jìn)入步驟一。

文中所提到的K0、K1、K2、K3均為偏離度閾值。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1)所構(gòu)建的車道偏離預(yù)警模型，不僅考慮了車輛同每條車道線的位置關(guān)系，同時(shí)增加了危險(xiǎn)識別因子D1和D2，因此可及時(shí)有效識別車輛偏離危險(xiǎn)狀況，為駕駛員提供更充足的調(diào)整時(shí)間；

2)所提出的車道偏離模型，不僅可以判別車輛危險(xiǎn)度同時(shí)還可以判定偏離方向；

3)如果駕駛員在轉(zhuǎn)向時(shí)開啟了轉(zhuǎn)向燈進(jìn)行有意識的轉(zhuǎn)向行為，則不會觸發(fā)車道偏離預(yù)警系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是ROI區(qū)域內(nèi)車道線圖像特征圖；

圖2是車道偏離預(yù)警系統(tǒng)工作流程；

圖3是車輛偏離程度曲線圖(車道線夾角法)；

圖4是車輛偏離程度曲線圖(車輛距車道線距離法)；

圖5是車輛偏離程度曲線圖(本發(fā)明提出的算法)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明中所涉及的攝像頭所拍攝道路進(jìn)行處理后的ROI區(qū)域內(nèi)車道線圖像特征圖。其中圖中兩條粗實(shí)線為擬合車道線，點(diǎn)劃線為ROI區(qū)域?qū)ΨQ軸，車道線擬合線同ROI區(qū)域交點(diǎn)為A(xa,ya)、B(xb,yb)、C(xc,yc)、D(xd,yd)。對稱軸同ROI區(qū)域交點(diǎn)為S1(x1,y1)、S2(x2,y2)。并設(shè)定L1、L2、L3和L4分別為點(diǎn)A、B、C、D到對稱軸的距離。

圖2是本發(fā)明核心為車道偏離預(yù)警方法流程圖。

本方法用攝像頭獲取感知信息，主要運(yùn)用車道線識別算法進(jìn)行車道線信息提取，獲得擬合車道線、對稱軸同ROI區(qū)域交點(diǎn)坐標(biāo)，用于后續(xù)車道偏離度的計(jì)算、判別。

以車輛向右偏離為例進(jìn)行說明：

首先會判斷轉(zhuǎn)向燈是否開啟，開啟則停止工作，否則將根據(jù)獲得的車道線信息進(jìn)行車輛位置實(shí)時(shí)判斷，當(dāng)D1≤0或D2≤0；車輛航向角偏移過大，行駛有危險(xiǎn)，直接進(jìn)行嚴(yán)重警告；否則將進(jìn)行進(jìn)一步判斷，在D1≥D2情況下車輛發(fā)生向右偏離，根據(jù)車道偏離度函數(shù)進(jìn)行偏離程度判別，當(dāng)K1＜K＜K2時(shí)，車輛處于正常行駛狀態(tài)，不進(jìn)行警告；隨著車輛右偏推進(jìn)且滿足K2＜K＜K3時(shí)，系統(tǒng)給出初級警告，如果駕駛員仍未采取措施，車輛將繼續(xù)右移當(dāng)滿足K≥K3，此時(shí)車輛已處于危險(xiǎn)狀況，程序觸發(fā)嚴(yán)重警告狀態(tài)，將同時(shí)觸發(fā)警示燈、蜂鳴器及方向盤和座椅震動(dòng)開關(guān)來提醒駕駛員進(jìn)行修正。整個(gè)過程如果駕駛員開啟轉(zhuǎn)向燈，則將立刻停止車道偏離檢測。當(dāng)車輛進(jìn)入鄰車道后，系統(tǒng)會根據(jù)當(dāng)前車道進(jìn)行重新判別。

圖3，圖4分別是本發(fā)明人使用以上提到的學(xué)者Wu和Vijay分別提出的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)提取得到的車輛偏離程度曲線圖；

圖5是利用本發(fā)明對同一個(gè)車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到的車輛偏離程度曲線圖，對比三種算法可以看出，本發(fā)明提出的算法同樣可以很好的對車輛偏離程度進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測。