[发明专利]一种客运车辆防止后车超车后突然变道判断方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及客运车辆驾驶安全领域，特别涉及客运车辆防止后车超车变道判断方法及其预警装置。

背景技术

近年来，在我国公路运输业快速发展的同时，道路交通事故也居高不下，造成了大量的人身伤亡和财产损失，特别是每一起大型公路客运车辆交通事故，造成的损失更为巨大，给社会造成的影响也尤为严重。如何有效控制或杜绝客车不安全事故的发生，显得愈来愈紧迫。

众所周知，客车驾驶员的驾驶行为是保障客运车辆行驶安全的首要条件。通过认真分析公路客运交通事故的原因，我们发现其中相当一部分与后方车辆驾驶员的超速变道、抢道有着直接或间接的关系，这些行为不经意间就会导致被超车辆驾驶员被迫采用紧急操作，从而引发矛盾纠纷和追尾、侧碰、甚至侧翻等交通事故。

目前，客运车辆针对防止后车超车并突然变道，仅仅是凭借驾驶员主观认知进行预判，其缺点主要在于：第一，有相当一部分新手驾驶员在未做超车提示下，随意超车并变道，作为客车驾驶员对超车车辆意向很难把握；第二，面对超车车辆驾驶员违规超车行为，很多情况下，客车驾驶员被迫采用应急处理手段，无法提前采取有效措施；第三，事故发生后不能为交管部门提供有效直观的判决依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一套适合客运车辆的防止后车超车变道判断方法及预警装置，该预警装置采用图像技术、控制精确度高、使用成本低、适合规模化推广，还具有驾驶员违规图像存储功能，为交管部门提供判决依据。

一种客运车辆防止后车超车后突然变道判断方法，包括以下步骤：

步骤一，对安装在车辆上的摄像机进行标定，并利用摄像机采集车辆前方的车道图像，对车道图像进行预处理；

步骤二，左侧超车车辆的检测

在车道图像中，选取车道图像左下角一块区域进行连续的三阶累积量的计算，根据三阶累积量的变化判断当前车辆的左侧车道是否有超车；

步骤三，前方车辆的识别与判定

若左侧车道有超车，则对当前车辆的前方车道图像中出现的目标的边缘轮廓进行获取，按照下式判定出现目标是否为车辆：

上式中，H、W分别为目标边缘轮廓的高和宽，G()表示灰度值；

若S大于设定的阈值T，则认为出现的目标为车辆；

步骤四，若在当前车辆左侧车道超车的前方存在车辆B，或当前车辆的正前方存在车辆C，则对B和C的位置进行判断，并根据判断结果确定是否报警。

进一步地，所述的步骤二的具体过程包括：

在车道图像中，选取车道图像左下角一块的区域，对该区域进行一系列的图像抓取，并从抓取的第n+1(n≥2)帧图像开始，按照下式进行三阶累积量C₃的计算：

其中：

上式中，为第n-1帧、第n帧和第n+1帧图像的三阶矩，分别表示第n-1帧、第n帧和第n+1帧图像的一阶矩，和分别为第n帧和n+1帧、第n-1帧和n帧、第n-1帧和n+1帧图像之间的二阶矩；

当ε_n≥2.5×maxε_n-1时，判定当前车辆的左侧车道有超车；

当ε_n＜2.5×maxε_n-1时，判定当前车辆的左侧车道无超车；

其中ε_n和maxε_n-1分别表示第n帧图像时的三阶累积量变化值和前n-1帧图像中最大的三阶累积量变化值。

进一步地，所述的步骤三中，对当前车辆前方车道图像中出现的目标边缘轮廓的具体过程为：

若步骤二在第k帧图像中判定有超车，则在第k+1帧图像中采用最大类间法进行阈值分割，阈值分割之后得到二值图像，其中目标的像素灰度值为0，背景像素灰度值为255；扫描图像得到垂直、水平方向的像素灰度投影直方图，设定阈值为220，当统计直方图中连续数组像素平均值小于该阈值时，则认为该目标即为车辆，记录该位置的边缘坐标，得到目标的左右边缘轮廓；同理可得到目标的底部边缘和上边缘轮廓。

进一步地，所述的步骤四中，对B和C的位置判断的具体过程包括：

a.车道线方程的获取

对第k+1帧图像进行图像预处理并进行二值化处理，利用阈值分割法对预处理后的k+1帧图像进行分割，用一个或几个阀值将图像的灰度直方图分类，把灰度值在同一个范围内的像素归为同一个物体，对于左右两侧的车道，采用Sobel算子分别对左右两侧车道的水平进行检测，采用的Sobel算子如下：