[发明专利]车道偏离预警系统及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种车道偏离报警系统。

【技术背景】

目前驾驶员因疏忽、疲劳、瞌睡或状态不集中的状况下导致的车道偏离事故和汽车追尾事故约占整个公路交通事故的60％-70％，死亡人数约占70％。据美国联邦公路局的估计，利用能检测车辆运行时的横向位置的系统和能检测到车辆运行时前车距离的系统将能大大降低这些交通事故的发生，因此，车道偏离预警和防前车碰撞系统的研究引起了各个国家的高度重视。

国内外基于机器视觉的车道偏离系统主要有以下几种方法：基于特征的识别方法、基于模型的识别方法、基于视觉和其他传感器融合的方法等。基于特征的识别方法是从车辆前方的序列灰度图像中，利用道路边界及车道标识线的灰度特征而完成的对道路边界及车道标识线的识别；基于模型的识别方法主要是基于不同的道路图像模型采用不同的识别技术来对道路边界及车道标识线进行识别；基于视觉与其他传感器融合的方法通过融合多传感器感知到的道路信息，利用多种图像特征对道路进行识别。目前，世界上有些国家已成功研制出一些各具特色的车道偏离警告系统，如：Mobileye_AWS系统、AutoVue系统、GOLD系统、NavLab系统等。这些系统通过预先给驾驶员以警告信息，提醒驾驶员采取正确的操作措施，达到防止这类事故或者降低这类事故的伤害程度的目的。

然而，由于道路环境复杂，车辆种类多样，车道偏离预警和前车防撞预警系统不仅要有良好的实时性，而且还要有较强的鲁棒性。而现有的系统还不能很好的满足这些方面的要求，本发明提出了一种有较好实时性和鲁棒性的系统。

【发明内容】

针对上述问题，本发明提出一种车道偏离预警系统，主要用于防止正在行驶的车辆发生车道偏离，所述系统包括电连接的

摄像单元，用于接收并传递路况图像信号；

车道线识别单元，与所述摄像单元连接，接收所述路况图像信号，并对所述信号进行canny边缘检测和Hough变换，以识别车道线；

偏移检测单元，与所述车道线识别单元连接，根据识别出的车道线，计算其与车体之间的距离，当所述距离超过预设阀值时，发出预警指令；

预警单元，与偏移检测单元连接，接收所述预警指令，并发出相应预警信号。

本发明同时提出一种实现车道偏离预警的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1标定摄像单元，以接收并传递路况图像信号；

步骤2根据车辆行驶状态设置检测车道线的有效区域，所述有效区域的面积大于实际车道线在图像中的面积；有效区域范围根据此时是否已经检测出车道线来设定：如果此时检测到了车道线，那么根据步骤1标定的摄像单元，并根据中国道路的车道大小这一经验值来确定有效区域，这段区域只要包含检测到的车道线即可；如果没有检测到车道线，或者发生车辆压线的情况，此时的有效区域是整幅图像。设置了有效区域后能够去掉大部分的无效区域，提高算法的实时性；

步骤3对有效区域内的图像信号进行canny边缘检测，得到二值化图像；

步骤4利用二值化后的图像进行Hough变换，查找并匹配车道线；

步骤5根据检测出的车道线，求取车体和所述车道线之间的距离，并判断是否发出预警指令；

步骤6根据预警指令发出预警信号。

所述步骤4进一步包括以下步骤：

步骤41检测车辆当前的行驶状态；

步骤42查找满足一定约束条件的车道线参数；

步骤43根据车道线参数确定车道线；

其中步骤42中所述的约束条件为：(thetaTh1＜Theta＜thetaTh2)&&(abs(Theta-PreTheta)＜DeltaThetaTh)&&(abs(Distance-PreDistance)＜DeltaDisTh)，

其中：Theta和Rho是Hough变换后，当前车道线对应Hough空间中的直线参数，thetaTh1和thetaTh2是车道线夹角Theta的范围，PreTheta是上一帧中的有效车道线的夹角；DeltaThetaTh为连续两帧中间车道线夹角的变化阈值；Distance和PreDistance分别是当前车道线和上一帧车道线在底部水平线上的X坐标值，DeltaDisTh为前后两帧中间两条车道线距离的变化阈值。