[发明专利]一种基于机器视觉的车道偏离警告系统及方法

摘要

一种基于机器视觉的车道偏离警告系统，包括接口处理单元、前视摄像头、数字信号处理单元和电源模块，前视摄像头安装在汽车前挡风玻璃中上部不遮挡司机视线且雨刮可清洁到的位置，采集汽车前方图像，并将图像传输给数字信号处理单元，数字信号处理单元智能决策车辆是否将要偏离车道，经数字信号处理单元处理后的图像信息传输给接口处理单元，接口处理单元控制报警装置工作，电源模块给其他模块供电。其采用先进的视觉模式识别算法，结合高速数字信号处理器对安装在车上的摄像头行车路况分析，可以在预测到车辆将要偏离车道，但司机实际并无意识这样做的情况下向驾驶员发出视觉、听觉或触觉方面的警告，以提示司机注意安全行驶，有效减少事故发生。

主权项

一种基于机器视觉的盲点车辆检测及警告方法，采用基于机器视觉的车道偏离警告系统实现，所述的系统包括接口处理单元、前视摄像头、数字信号处理单元和电源模块，所述的前视摄像头安装在汽车前挡风玻璃中上部不遮挡司机视线且雨刮可清洁到的位置，采集汽车前方图像，并将图像传输给数字信号处理单元，数字信号处理单元智能决策车辆是否将要偏离车道，经数字信号处理单元处理后的图像信息传输给接口处理单元，接口处理单元控制报警装置工作，电源模块给其他模块供电，其特征是：所述的方法包括下述步骤：A、点火：系统上电；B、在汽车未行走前或速度过低系统进入空闲模式，此时并不会启动车道偏离警告功能；C、脱离空闲状态后，系统检测示宽灯开关状态，若示宽灯没开，摄像头进入日间模式；D、若示宽灯开启，则进入夜视模式；E、系统开启摄像头对路况实时采集并根据光线强弱进行AGC，并对失真的图像进行矫正，把采集到的信息以25帧每秒或30帧每秒传送到数字信号处理单元；F、数字信号处理单元把收到的视频信号转化为RGB格式的彩色图片；G、YUV编码:把RGB格式的图像经过矩阵变换电路转化为YUV格式：得到亮度信号Y和两个色差信号R－Y，即U、B－Y，即V，把亮度信号Y和色度信号U、V分离；H、图像分解为上下两份，处理的时候仅保留下半部分作为计算使用；I、模式分析：确认天气状况；J、若雨刮器系统或雾灯系统开启，系统将分析为雨、雾、雪天气，此时采用数字滤波器进行图像降噪；若雨刮器系统或雾灯系统无开启，直接进入K流程；K、车道识别分析：采用Hough变换算法，对车道进行边缘检测识别：若检测到有车道则进入车道偏离识别流程L；否则若没有车道，系统进入空闲状态；L、车道偏离识别：对识别出来的车道进行分析，以1像素为单位，当X1>α且θ1大于β度时，车道偏离左车道；当X2小于α’，且θ2大于β’时车道偏离右车道；其中，X1是左车道的延长线与图像底线的交点到图像左侧边缘的距离，X2是右车道延长线与图像底线的交点到图像左侧边缘的距离，θ1是左车道的延长线与图像底线的夹角，θ2是右车道延长线与图像底线的夹角，α为车辆正常行驶时，左车道的延长线与图像底线的交点到图像左侧边缘的距离的最大极限值，β是车辆正常行驶时，左车道的延长线与图像底线的夹角的最大值，α’为车辆正常行驶时，右车道的延长线与图像底线的交点到图像左侧边缘的距离的最小极限值和β’是车辆正常行驶时，右车道的延长线与图像底线的夹角的最大值，α，β，α’，和β’的值根据不同车型，不同安装位置校正时设定；若车辆没偏离车道，这返回空闲状态重新检测；若检测到车道偏离，进入到步骤M；M、当车道即将偏离时，检测转向灯开关状态：若相应方位的转向灯开启，则认为是司机主动切换线路，则返回空闲状态；反之，若无开启相应方位转向灯，则认为司机无意识切线；N、方向盘倾角检测：辅助分析车辆是否有转向行为；O、若系统分析结果为无意识切线，则根据不同的危险等级发出声音、图像或震动警告信号。