[发明专利]一种车辆前向防撞预警方法及系统

权利要求书

1.一种车辆前向防撞预警方法，其特征在于，包含如下步骤：

S1、获取安装于车辆上的摄像头所拍摄的车辆行使方向上道路的图像；

S2、利用相机内参矩阵对所述图像的视频帧进行去畸变处理，然后对选定待变换区域src利用逆透视变换矩阵进行逆透视变换；

S3、根据逆透视变换后的视频帧中本车与目标车辆之间的像素间距离、像素间距离与实际距离之间的转换关系得到本车与目标车辆之间的实际距离；

S4、根据本车与目标车辆之间的实际距离判断是否具有相撞风险，并在具有相撞风险时进行预警。

2.根据权利要求1所述的车辆前向防撞预警方法，其特征在于，像素间距离为目标车辆在图像中的最小矩形包围框的底部的中间点到本车横向的中间点的距离，本车横向的中间点为图像底部的中心位置，其中，摄像头安装在车辆横向的中间位置。

3.根据权利要求1所述的车辆前向防撞预警方法，其特征在于，所述步骤S2中，

所述相机内参矩阵为根据张正友标定法计算计算得出；

所述逆透视变换矩阵根据下述方法得出：根据选取的一张含直线车道的图片，利用所述相机内参矩阵进行去畸变处理，接着执行Hough变换提取直线车道，并计算消失点vp和待变换区域src，根据消失点vp和待变换区域src计算出逆透视变换矩阵。

4.根据权利要求1所述的车辆前向防撞预警方法，其特征在于，所述步骤S4中，

当本车与目标车辆之间的实际距离大于第一预设值时，判断具有相撞风险，否则不具有相撞风险；或者，

根据本车与目标车辆之间的像素间距离以及像素相对速度，计算出碰撞所需的时间，当所述时间小于第二预设值时，判断具有相撞风险，否则不具有相撞风险，像素相对速度通过下述公式得出：

v＝(D_curr-D_prev)*fps，

式中，v为像素相对速度，D_curr为当前帧中本车与目标车辆之间的像素间距离，D_prev为前一帧中本车与目标车辆之间的像素间距离，fps为帧率。

5.根据权利要求1所述的车辆前向防撞预警方法，其特征在于，还包括下述步骤：

A1、对逆透视变换后的视频帧进行阈值分割，分离车道线与背景区域；

A2、以横坐标代表像素个数，纵坐标代表像素值，对阈值分割后的图像的下面部分进行统计，统计出出现极大值的位置作为车道线与图像底部的交点；

A3、对于单张视频帧，以该张视频帧的所述交点为起点，利用滑动窗口进行搜索，确定车道线对应的m个像素，对m个车道线像素点采用最小二乘法进行曲线方程拟合得到拟合的车道线；

所述车辆前向防撞预警方法还包括：将前面一段时间内拟合出的车道线存入一个缓冲区，而当一帧新的图片输入时，结合前面多张图片拟合的车道线与当前拟合的车道线进行平滑滤波，作为最终的车道线与目标车辆输出至车内的显示装置上。

6.一种车辆前向防撞预警系统，其特征在于，包含：

图像获取模块，用于获取安装于车辆上的摄像头所拍摄的车辆行使方向上道路的图像；

去畸变及逆透视变换模块，用于利用相机内参矩阵对所述图像的视频帧进行去畸变处理，然后对选定待变换区域src利用逆透视变换矩阵进行逆透视变换；

距离获取模块，用于根据逆透视变换后的视频帧中本车与目标车辆之间的像素间距离、像素间距离与实际距离之间的转换关系得到本车与目标车辆之间的实际距离；

风险判断模块，用于根据本车与目标车辆之间的实际距离判断是否具有相撞风险，并在具有相撞风险时进行预警。

7.根据权利要求6所述的车辆前向防撞预警系统，其特征在于，像素间距离为目标车辆在图像中的最小矩形包围框的底部的中间点到本车横向的中间点的距离，本车横向的中间点为图像底部的中心位置，其中，摄像头安装在车辆横向的中间位置。