本發(fā)明涉及信息顯示處理技術(shù)，尤其涉及一種智能汽車預(yù)警功能的顯示方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，智能汽車的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，先進(jìn)的駕駛輔助以及安全的預(yù)警提醒是當(dāng)今汽車發(fā)展的方向之一。目前，車道偏離預(yù)警(ldw，lanedeparturewarning)、前碰預(yù)警(fcw，forwardcollisionwarning)、行人防撞警示(pcw，pedestriancollisionwarning)，自適應(yīng)巡航(acc，adaptivecruisecontrol)等智能駕駛輔助預(yù)警功能已經(jīng)在汽車上逐步展開應(yīng)用。

在后裝市場(chǎng)上，駕駛輔助的提醒功能大多以簡(jiǎn)單的圖案提醒、聲音提示為主，例如：1、圖案提醒，在儀表上一般會(huì)繪制有簡(jiǎn)單的直線段表示車道線，紅色行人logo代表有行人走進(jìn)危險(xiǎn)區(qū)域，綠色數(shù)字代表距離前車碰撞時(shí)間，綠色車輛logo代表前方檢測(cè)出警報(bào)距離外的車輛，紅色車輛logo代表前方檢測(cè)出警報(bào)距離內(nèi)車輛；2、聲音提醒，通常以短促蜂鳴聲提醒用戶需要注意路面狀況，或是行人警報(bào)，或是跟車過(guò)近，或是壓線行駛等工況。可見，目前市面上流行的預(yù)警系統(tǒng)提醒僅限于簡(jiǎn)單的圖案聲音，卻未能細(xì)致反應(yīng)真實(shí)的工況環(huán)境，比如說(shuō)警報(bào)車輛、警報(bào)行人的位置信息，車道線的形狀，車道偏離的程度等重要因素。因此，建立形象生動(dòng)且全面的預(yù)警信息顯示模型來(lái)充分反映真實(shí)的路面駕車工況，具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種智能汽車預(yù)警功能的顯示方法，可顯示全面且細(xì)致的預(yù)警信息，滿足日益增長(zhǎng)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)對(duì)預(yù)警信息的顯示需求。

本發(fā)明的另一目的是提供一種智能汽車預(yù)警功能的顯示系統(tǒng)，可顯示全面且細(xì)致的預(yù)警信息，滿足日益增長(zhǎng)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)對(duì)預(yù)警信息的顯示需求。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種智能汽車預(yù)警功能的顯示方法，該方法的步驟包括有：

獲取道路圖像，其中，所述道路圖像含有車輛信息和車道線信息；

對(duì)道路圖像進(jìn)行圖像處理分析，從而獲得車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式；

基于第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式，其中，所述第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型為車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型；

基于第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)表達(dá)式，其中，所述第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型為相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型；

基于車道線和車輛的圖像坐標(biāo)表達(dá)式，顯示在圖像坐標(biāo)系下的車道線和車輛。

進(jìn)一步，所述第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型所采用的轉(zhuǎn)換表達(dá)式如下所示：

其中，xc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，xv表示為車身空間坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yv表示為車身空間坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zv表示為車身空間坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，θ表示為相機(jī)鏡頭的指向與水平方向之間的夾角，d表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)后退距離，h表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)上升距離。

進(jìn)一步，所述第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型所采用的轉(zhuǎn)換表達(dá)式如下所示：

其中，xu表示為圖像坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yu表示為圖像坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，xc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，f表示為成像焦距。

進(jìn)一步，所述車道線的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式如下所示：

其中，xc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，c0、c1、c2、c3表示為車道線的三次多項(xiàng)式模型參數(shù)，zv表示為車身空間坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，θ表示為相機(jī)鏡頭的指向與水平方向之間的夾角，d表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)后退距離，h表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)上升距離。

進(jìn)一步，所述車輛的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式如下所示：

其中，xc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，xv表示為車身空間坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，zv表示為車身空間坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，θ表示為相機(jī)鏡頭的指向與水平方向之間的夾角，d表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)后退距離，h表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)上升距離。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是：一種智能汽車預(yù)警功能的顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

獲取模塊，用于獲取道路圖像，其中，所述道路圖像含有車輛信息和車道線信息；

處理模塊，用于對(duì)道路圖像進(jìn)行圖像處理分析，從而獲得車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式；

第一轉(zhuǎn)換模塊，用于基于第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式，其中，所述第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型為車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型；

第二轉(zhuǎn)換模塊，用于基于第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)表達(dá)式，其中，所述第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型為相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型；

顯示模塊，用于基于車道線和車輛的圖像坐標(biāo)表達(dá)式，顯示在圖像坐標(biāo)系下的車道線和車輛。

進(jìn)一步，所述第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型所采用的轉(zhuǎn)換表達(dá)式如下所示：

其中，xc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，xv表示為車身空間坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yv表示為車身空間坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zv表示為車身空間坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，θ表示為相機(jī)鏡頭的指向與水平方向之間的夾角，d表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)后退距離，h表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)上升距離。

進(jìn)一步，所述第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型所采用的轉(zhuǎn)換表達(dá)式如下所示：

其中，xu表示為圖像坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yu表示為圖像坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，xc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，f表示為成像焦距。

進(jìn)一步，所述車道線的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式如下所示：

其中，xc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，c0、c1、c2、c3表示為車道線的三次多項(xiàng)式模型參數(shù)，zv表示為車身空間坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，θ表示為相機(jī)鏡頭的指向與水平方向之間的夾角，d表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)后退距離，h表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)上升距離。

進(jìn)一步，所述車輛的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式如下所示：

其中，xc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，xv表示為車身空間坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，zv表示為車身空間坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，θ表示為相機(jī)鏡頭的指向與水平方向之間的夾角，d表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)后退距離，h表示在車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系過(guò)程中，相機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)上升距離。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法通過(guò)將道路圖像中的車輛和車道線信息從車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系后，再?gòu)南鄼C(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后液晶儀表上的圖像坐標(biāo)系，從而令液晶儀表上顯示出具有三維透視效果的車道線和車輛，生動(dòng)且形象地以三維透視方式顯示出車道線與車輛之間的位置關(guān)系、本車輛與前方車輛之間的距離信息(如時(shí)間差和路程差)等，全面且細(xì)致地進(jìn)行預(yù)警信息的顯示，滿足日益增長(zhǎng)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)對(duì)預(yù)警信息的顯示需求。另外，所述車道線采用三次多項(xiàng)式的方法來(lái)表達(dá)，能提高車道線的擬合準(zhǔn)確度，從而提高車道線顯示的真實(shí)度。

本發(fā)明的另一有益效果是：本發(fā)明系統(tǒng)通過(guò)獲取模塊、處理模塊、第一轉(zhuǎn)換模塊和第二轉(zhuǎn)換模塊來(lái)將道路圖像中的車輛和車道線信息從車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系后，再?gòu)南鄼C(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換后液晶儀表上的圖像坐標(biāo)系，從而令顯示模塊顯示出具有三維透視效果的車道線和車輛，生動(dòng)且形象地以三維透視方式顯示出車道線與車輛之間的位置關(guān)系、本車輛與前方車輛之間的距離信息(如時(shí)間差和路程差)等，全面且細(xì)致地進(jìn)行預(yù)警信息的顯示，滿足日益增長(zhǎng)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)對(duì)預(yù)警信息的顯示需求。另外，所述車道線采用三次多項(xiàng)式的方法來(lái)表達(dá)，能提高車道線的擬合準(zhǔn)確度，從而提高車道線顯示的真實(shí)度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種智能汽車預(yù)警功能的顯示方法的步驟流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一種智能汽車預(yù)警功能的顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是車身空間坐標(biāo)系的建立原理示意圖；

圖4是相機(jī)坐標(biāo)系的建立原理示意圖；

圖5是相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系的原理示意圖；

圖6是在圖像坐標(biāo)系下所顯示的車道線和車輛圖像示意圖；

圖7是投影到液晶儀表盤上前方車輛和車道線的顯示效果圖；

圖8是車道偏離預(yù)警時(shí)，液晶儀表盤上所顯示的效果圖。

具體實(shí)施方式

車用液晶儀表顯示方案是一種新型的汽車儀表顯示方案，逐漸取代傳統(tǒng)單一、不全面的信息表達(dá)方式。然而目前的車用液晶儀表的信息顯示方案，未能給出明確的預(yù)警信息，例如車輛、車道線、行人等的描述方式，預(yù)警信息不夠形象、豐富、全面，從而導(dǎo)致駕駛員的信息交互體驗(yàn)感低下，并且無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(adas，advanceddriverassistancesystem)對(duì)預(yù)警信息顯示的需求。為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用于車用液晶儀表顯示全面預(yù)警信息的顯示方案，可在液晶儀表上顯示精確的車道線信息、預(yù)警車輛、行人信息，給駕駛員帶來(lái)豐富、形象的警示效果，以滿足日益增長(zhǎng)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)對(duì)預(yù)警信息的顯示需求。

如圖1所示，一種智能汽車預(yù)警功能的顯示方法，該方法的步驟包括有：

獲取道路圖像，其中，所述道路圖像含有車輛信息和車道線信息；

對(duì)道路圖像進(jìn)行圖像處理分析，從而獲得車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式；

基于第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式，其中，所述第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型為車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型；

基于第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)表達(dá)式，其中，所述第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型為相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型；

基于車道線和車輛的圖像坐標(biāo)表達(dá)式，顯示在圖像坐標(biāo)系下的車道線和車輛。

如圖2所示，一種智能汽車預(yù)警功能的顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

獲取模塊，用于獲取道路圖像，其中，所述道路圖像含有車輛信息和車道線信息；

處理模塊，用于對(duì)道路圖像進(jìn)行圖像處理分析，從而獲得車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式；

第一轉(zhuǎn)換模塊，用于基于第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式，其中，所述第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型為車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型；

第二轉(zhuǎn)換模塊，用于基于第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)表達(dá)式，其中，所述第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型為相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型；

顯示模塊，用于基于車道線和車輛的圖像坐標(biāo)表達(dá)式，顯示在圖像坐標(biāo)系下的車道線和車輛。其中，所述獲取模塊、處理模塊、第一轉(zhuǎn)換模塊、第二轉(zhuǎn)換模塊及顯示模塊，可為程序模塊，通過(guò)處理器載體來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以為硬件設(shè)備。

結(jié)合以下優(yōu)選具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

一種用于車用液晶儀表顯示全面預(yù)警信息的顯示方案，其具體包括以下幾部分。

一、建立車身空間坐標(biāo)系

如圖3所示，以車載視覺感知模塊(vpm，visualperceptionmodule)所在的擋風(fēng)玻璃正中央作為車身空間坐標(biāo)系的原點(diǎn)，建立車身空間坐標(biāo)系，其中，汽車所面向的正前方為z軸，正右方為x軸，正下方為y軸，滿足右手定則。

二、建立相機(jī)坐標(biāo)系

從駕駛員位置上觀察預(yù)警信息，應(yīng)該滿足一目了然，統(tǒng)攬全局的需求，能夠觀察到本車與車道線之間的位置關(guān)系，以及本車與前方車輛之間的位置關(guān)系，因此觀察點(diǎn)應(yīng)該位于本車輛的上方偏后，與鳥瞰圖相似，能夠表達(dá)本車輛正前方一段較長(zhǎng)距離，左右側(cè)共三車道范圍內(nèi)的狀況。據(jù)此建立相機(jī)坐標(biāo)系，如圖4所示。基于車身空間坐標(biāo)系，相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)位于(0，-h，-d)，可見，-d表示為，在車身空間坐標(biāo)系下，相機(jī)坐標(biāo)系的原點(diǎn)坐標(biāo)中的z軸坐標(biāo)，-h表示為，在車身空間坐標(biāo)系下，相機(jī)坐標(biāo)系的原點(diǎn)坐標(biāo)中的y軸坐標(biāo)，即觀察點(diǎn)(相機(jī)1鏡頭，也就是，相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn))位于車后d米且車上方h米高的位置。具體地，相機(jī)坐標(biāo)系的z軸為相機(jī)主光軸朝向，x軸指向正右方，y軸與x軸、z軸垂直朝下，其中，相機(jī)1鏡頭的指向與水平方向夾角為θ。

三、建立第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型(所述第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，指的是車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型)

預(yù)警信息，包括車輛位置信息、車道線信息都基于車身空間坐標(biāo)系建立的，而車用液晶儀表上所觀測(cè)的預(yù)警信息是基于相機(jī)坐標(biāo)系的，因此必須從車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)系。

根據(jù)坐標(biāo)系的定義可得，坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換過(guò)程如下：

車身空間坐標(biāo)系的原點(diǎn)后退d米，往上升高h(yuǎn)米，繞x軸順時(shí)針往下旋轉(zhuǎn)θ度角，最終得到相機(jī)坐標(biāo)系。此過(guò)程用齊次坐標(biāo)可以歸納為：

其中，xc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zc表示為相機(jī)坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，xv表示為車身空間坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yv表示為車身空間坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)，zv表示為車身空間坐標(biāo)系中的z軸坐標(biāo)，θ表示為相機(jī)鏡頭的指向與水平方向之間的夾角。

四、車道線和車輛的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式

在現(xiàn)有基于特征點(diǎn)分段線性擬合的車道線檢測(cè)方法中，其所采用的分段擬合直線方法對(duì)于車道線仍然存在不適用的地方，例如：一般道路上，道路是直線與曲線的組合，在彎道上，用直線去擬合彎曲的車道線，這會(huì)存在較大的偏差。因此，在本發(fā)明中，采用三次多項(xiàng)式的方法來(lái)表達(dá)車道線，在車身坐標(biāo)系下，按車道線位于同一平面上，如下公式(2)：

yv＝0

聯(lián)合上述公式(1)、(2)，得到車道線在相機(jī)坐標(biāo)系下的表達(dá)式，即車道線的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式：

同理，得到車輛在相機(jī)坐標(biāo)系下的表達(dá)式，即車輛的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式：

第五部分、建立第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型(所述第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，指的是相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型)

所述相機(jī)坐標(biāo)系建立的是三維的空間表達(dá)方法，描述了從相機(jī)原點(diǎn)位置的俯瞰視角來(lái)觀察整個(gè)路況的情景。而車用液晶儀表建立的則是二維的空間表達(dá)方法，車輛信息、車道線信息需要從相機(jī)坐標(biāo)系構(gòu)建的三維空間轉(zhuǎn)換到車用液晶儀表的二維空間上，因此，根據(jù)透視投影的原理，將相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到車用液晶儀表上的圖像坐標(biāo)系。

如圖5所示，根據(jù)公式(5)和(6)，相機(jī)坐標(biāo)系下空間任意一點(diǎn)a(xc,yc,zc)，通過(guò)透視模型，可以轉(zhuǎn)換到投影平面xuo'yu上，其中，f為投影平面與相機(jī)坐標(biāo)系的原點(diǎn)之間的距離，也即成像焦距，由此，可以推導(dǎo)出相機(jī)坐標(biāo)系下的三維物體在圖像坐標(biāo)系下的二維表達(dá)式，即第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型所采用的轉(zhuǎn)換表達(dá)式，具體如下所示：

其中，xu表示為圖像坐標(biāo)系中的x軸坐標(biāo)，yu表示為圖像坐標(biāo)系中的y軸坐標(biāo)。

第六部分、車輛和車道線在圖像坐標(biāo)系下的表達(dá)(即車道線和車輛的圖像坐標(biāo)表達(dá)式)

聯(lián)立車輛在相機(jī)坐標(biāo)系下的公式(4)，以及圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式(5)和(6)，推導(dǎo)出車輛在圖像坐標(biāo)系上的表達(dá)公式，由此實(shí)現(xiàn)車身空間坐標(biāo)系下，任意車輛位置a(xv,0,zv)到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，具體轉(zhuǎn)換公式(即車身空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到圖像坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型)如下所示：

因此，聯(lián)立車道線在相機(jī)坐標(biāo)系下的表達(dá)式，即公式(3)，以及圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式(5)和(6)，推導(dǎo)出車道線在圖像坐標(biāo)系上的表達(dá)公式，即車道線的圖像坐標(biāo)表達(dá)式，如下所示：

令

a2＝-sinθ

b2＝hcosθ-dsinθ

則推導(dǎo)出車道線在圖像坐標(biāo)系下xu與yu之間的關(guān)系式，如公式(9)所示：

其中，a、b、c、d、e、f、g的取值，它們均根據(jù)不同的成像焦距f、相機(jī)鏡頭的指向與水平方向之間的夾角θ、相機(jī)位置的h和d而獲取，其中，e、f、g為常數(shù)。具體地，a、b、c、d、e、f、g的取值如以下公式所示：

至此，完成車身視覺傳感器獲取的車輛信息、車道線信息到圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換過(guò)程。abcd可由車道線的三次多項(xiàng)式模型參數(shù)c3、c2、c1、c0來(lái)控制，即通過(guò)獲取vpm發(fā)出的車道線參數(shù)，便可快捷地在液晶儀表盤上繪制具有三維透視效果的車道線和車輛，其整個(gè)顯示流程步驟包括有：

s101、利用vpm來(lái)獲取道路圖像，其中，所述道路圖像含有車輛信息和車道線信息；

s102、對(duì)道路圖像進(jìn)行圖像處理分析，根據(jù)建立好的車身空間坐標(biāo)系，從而獲得車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式；

s103、基于第一坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的車身空間坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式；

s104、基于第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換模型，將車道線和車輛的相機(jī)坐標(biāo)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)表達(dá)式；

s105、基于車道線和車輛的圖像坐標(biāo)表達(dá)式，得到在圖像坐標(biāo)系下，車道線和車輛的表達(dá)模型，從而在車用液晶儀表上顯示在圖像坐標(biāo)系下的車道線和車輛。如圖6所示，其展示不同參數(shù)下，車道線的繪制顯示效果，其中，矩形框代表本車所在位置，第一行反映的是本車輛位于當(dāng)前車道正中間，而第二行反映的是本車輛位于車道不同位置下的情況。如圖7所示，其為投影到液晶儀表盤上的前方車輛和車道線效果，其中，前方三部車輛用紫色、藍(lán)色、綠色分別表示。

由上述可得，本發(fā)明基于視覺傳感器，獲取車道線的三次多項(xiàng)式參數(shù)，通過(guò)車身空間坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系以及儀表盤的圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，能夠快速在液晶儀表上顯示具備透視映射關(guān)系的路面交通狀況。通過(guò)本發(fā)明的方案，車道偏離預(yù)警(ldw)便可以通過(guò)設(shè)置不同的車道線顏色發(fā)出形象、生動(dòng)、跟現(xiàn)實(shí)符合一致的報(bào)警，如圖8所示。同理，前碰預(yù)警(fcw)可以通過(guò)設(shè)置不同的前方車輛顏色來(lái)表達(dá)真實(shí)的本車與前方車輛之間的時(shí)間差、路程差。而對(duì)于車輛類型屬性，包括貨車、轎車、摩托車等可以通過(guò)繪制顯示不同的圖標(biāo)來(lái)表示。行人防撞提示(pcw)可以在相應(yīng)位置上繪制行人圖標(biāo)表達(dá)。由此可見，針對(duì)目前市場(chǎng)上的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)，本文所提方法能夠有效反映真實(shí)的路面工況，形象生動(dòng)地給駕駛員一個(gè)直接、明了的交通路況，再結(jié)合相應(yīng)的語(yǔ)音警報(bào)，能彌補(bǔ)傳統(tǒng)交互設(shè)備簡(jiǎn)單、枯燥的提醒方式，對(duì)于提高駕駛安全、保證行車穩(wěn)定具有重要意義，是智能汽車預(yù)警系統(tǒng)的重要組成部分。

以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。