[发明专利]一种基于机器视觉的汽车防撞预警方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，具体涉及到一种基于机器视觉的汽车防撞预警方法及装置。

背景技术

随着公路交通的车辆增多，近年来公路交通的伤亡事故呈现不断上升的趋势。防撞预警系统是当前汽车安全辅助驾驶系统研究的热点，一般分为纵向碰撞和侧向防车道偏离两个系统进行研究，其研究的核心问题是与前方车辆车距的实时测量以及本车自身相对于车道边界线位置的测量计算。当前研究较多的是采用雷达、激光和机器视觉等方法进行探测。如专利CN1745316A所述即为采用雷达进行车距测量。专利CN2209624Y全天候车辆前后预警装置所述，采用了超声波进行车距的判断，但是超声波和雷达容易产生误判，由于车道隔离带，路面坡度等干扰使得车距测量不准确，系统的误报率较高。而且对于安全车距的判断多为设定固定的安全距离值，不具有自适应性。

发明内容

本发明提出了一种基于机器视觉的预警装置和方法，将预防碰撞和防止偏移车道集成到一个系统中，采用一套机器视觉系统来实现碰撞预警和车道偏离预测。本发明采样车牌在机器视觉的投影大小来计算车辆之间的距离，实时性好，测量精度更高。

本发明的基于机器视觉的汽车防撞预警方法，所述方法按照以下步骤进行：

A、采集本车前方行进区域的图像信息；

B、对获得的所述图像信息进行处理，并获得二值化图像数据；

C、从所述二值化图像数据中提取前方车辆的车牌特征信息；

D、根据所述车牌特征信息中的车牌象素大小计算本车与前车的车距；

E、判断本车与前车车距是否小于预定的行使安全车距；是，则报警；否，则返回步骤A。

其中，所述方法步骤C与步骤D之间增加以下步骤：C1、计算前方车辆当前的行驶状况，并根据前方车辆的当前行驶状况判断本车的前方行车区域是否安全；是，则返回步骤A；否，则启动预警，并执行步骤D。

其中，在所述步骤E执行报警之后还包括执行以下步骤：F、判断驾驶员是否减速制动；是，则返回步骤A；否，则控制本车减速制动，再返回步骤A。    

其中，所述步骤B包括以下步骤：

B1、获得前方车辆的灰度图像；

B2、对所述灰度图像进行预处理；

B3、进行图像边缘检测处理，从图像中获得车辆及车牌的轮廓线和车道线；    

B4、进行图像分割和二值化处理，获得用于识别车牌特征或车道边界线特征的二值化图像数据。

其中，所述步骤C采用统计模式识别方法从二值化图像数据中提取前方车辆的车牌特征信息。

其中，所述步骤D采用如下方法计算计算本车与前车的车距：

D1、通过标定步骤，分别找出前车车牌垂直方向和水平方向在不同车距下成像的大小，获得车距与前车车牌象素大小的对应关系数据，并将该对应关系数据预先存入处理系统中；

D2、根据前车车牌象素大小查找或计算获得相应的车距。

其中，所述步骤C1按照以下过程判断本车的前方行车区域是否安全：

C11、计算前车相对于本车的相对车速；

C12、判断相对车速是否小于零；是，则执行步骤C13；否，则表示前方行车区域安全；

C13、判断本车的前方行使车道是否在安全行驶范围内；是，则表示前方行车区域安全；否，则执行步骤C14；

C14、判断前方车辆是否拐弯或变道；是，则表示本车的前方行车区域不安全；否，则表示本车的前方行车区域安全。

其中，所述步骤C11按照下述公式计算前车相对于本车的相对车速：

u₀＝(S₂-S₁)/T

上式中，u₀为前车相对于本车的相对车速；S₂、S₁为前后两次采样所得车距；T为采样周期。

其中，所述步骤C13按照以下过程对本车的前方行使车道是否在安全行驶范围内进行判断：

C13a、确定本车行驶中心线；

C13b、设定本车行进的安全行驶范围，该安全行驶范围包括从所述中心线向左延伸预设的左车道安全宽度L_wl、从所述中心线向右延伸预设的右车道安全宽度L_wr；

C13c、在所述二值化图像中，计算本车行驶中心线到左侧最近车牌象素的左投影距离W_rl、及本车行驶中心线到右侧最近车牌象素的右投影距离W_rr；