[发明专利]基于机器视觉的前照灯随动转向控制方法

摘要

本发明针对车辆夜晚行驶中的道路照明盲区问题，提供了一种基于机器视觉的前照灯随动转向控制方法。本发明方法首先识别夜间车道线，确定当前控制周期的预瞄距离以及对应在当前帧图像中的纵向距离；然后在当前帧图像中确定道路的预瞄分析区域，将预瞄分析区域内的车道线进行图像横向校正处理；确定车辆航向与道路的夹角、道路宽度和车载摄像头距左、右车道线的横向距离；最后辨识预瞄分析区域内的道路情况并确定前照灯转角。本发明有效扩大了预瞄距离内道路照明面积，实时消除车辆前方道路照明盲区，且前照灯转向角度不受车辆航向影响，实现了前照灯随动转向的智能主动控制，保证了驾驶者的无道路视野盲区安全驾驶。

主权项

1.一种基于机器视觉的前照灯随动转向控制方法，其特征在于，将车载摄像头固定在车辆中轴线上采集图像，在每个控制周期内进行如下步骤：步骤1，夜间车道线形状位置识别；对采集到的当前帧图像先进行基于光密度差的对数Prewitt边缘检测，再进行Hough变换，检测出车道线；步骤2，确定当前控制周期的预瞄距离S；从车辆仪表盘的控制器局域网络总线中提取当前车速V，确定当前控制周期的预瞄距离S：S=V·T3.6]]>其中，T表示预瞄时间，设定为1.5s；设当前车载摄像头光心垂直于地面所在的位置为S₀，则在道路上沿车辆行驶方向上，距离位置S₀长度为S的位置为预瞄位置S₁；步骤3，确定预瞄距离在当前帧图像中距离成像平面中心O′的纵向距离R：R=(h-S·tanγ)·pS+h·tanγ]]>其中，h为车载摄像头的光心O与地面的垂直距离；γ为车载摄像头的俯角；p为成像平面与摄像头光心的垂直距离；根据得到的纵向距离R，在图像中找到相应的预瞄位置S₂；步骤4，在当前帧图像中确定道路的预瞄分析区域：在图像中预瞄位置S₂处沿靠近车辆方向选取宽度d的区域作为预瞄分析区域，预瞄分析区域的宽度为图像的宽度；步骤5，将预瞄分析区域内的车道线端点进行图像横向校正处理，并得到处理后的预瞄分析区域内的车道线；步骤6，确定车辆航向与道路夹角、道路宽度以及车载摄像头距左、右车道线的横向距离L_L、L_R；在当前帧图像中选择对应从车载摄像头所在位置开始沿车辆行驶方向五米内的区域，获取车辆所在车道的左、右两侧车道线该区域内的端点，对获取的端点进行图像横向校正处理，最后得到左、右两侧近端车道线，近端车道线与图像中轴线的夹角就是车辆航向与道路的夹角δ；根据左、右近端车道线，得到道路宽度D_R以及车载摄像头距左、右车道线的横向距离L_L、L_R；步骤7，预瞄分析区域内道路情况的辨识；计算步骤5得到的车道线与步骤6中近端车道线的夹角，若夹角大于30°，则预瞄分析区域内的道路为弯道，否则为直道；若预瞄分析区域内检测到人行横道线，则预瞄分析区域内的道路为交叉口；步骤8，确定前照灯转角，设沿近端车道线方向，距离S₀长度为S_D的位置为S₃，S₁和S₃的连线与近端车道线方向互相垂直，S_D=S·cosδ，然后分情况确定前照灯转角：（1）当预瞄位置为直道时，右前照灯转向角和左前照灯转向角分别为：其中，D表示左前照灯和右前照灯的中心距；（2）当预瞄分析区域内为弯道时，右前照灯转向角和左前照灯转向角分别为：其中，θ表示散射光束边线夹角；（3）当预瞄分析区域内为交叉口时，右前照灯转向角和左前照灯转向角分别为：其中，D3N1=tan(θ2-β1)·(SD-D2sinδ)+(LR-D2cosδ),β1=arctan[LR-D2cosδSD-D2sinδ];]]>（4）当预瞄分析区域内未检测到车道线时，则保持前一控制周期的前照灯转角。