[发明专利]一种基于道路识别的自动驾驶系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动驾驶系统及方法，尤其是一种基于道路识别的自动驾驶系统及方法，属于无人车自动驾驶领域。

背景技术

随着社会的进步，我国居民生活水平不断提高，汽车已成为我们不能缺少的重要交通工具。但由于车辆不断增多，伴随而来的城市拥堵成为了生活中的一大问题，并对我们的出行造成极大的不方便。同时，伴随着智能时代的到来，物联网得到了迅猛发展，交通系统也趋于智能化。而自动驾驶系统将极大的减少城市拥堵问题，自动驾驶汽车对社会、驾驶员和行人均有益处。自动驾驶汽车将能有效减少人为驾驶失误，交通事故发生率几乎可以下降至零，节约交通拥堵成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种基于道路识别的自动驾驶系统，该系统可以实现无人车的自动驾驶，无需人工干预在特定的公路上行使，以及实现自动驾驶和手动驾驶的切换模式。

本发明的另一目的在于提供一种基于道路识别的自动驾驶方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于道路识别的自动驾驶系统，包括摄像头、GPS定位模块、汽车方向盘自动控制装置和微控制单元，所述摄像头、GPS定位模块和汽车方向盘自动控制装置分别与微控制单元相连；

所述摄像头有多个，多个摄像头放置在汽车车身各处，用于全方位采集汽车周围环境信息；

所述GPS定位模块安装在汽车车身内部，用于采集位置信息；

所述微控制单元，用于根据摄像头采集的图像信息，识别出汽车是否偏离正确路线压线行驶，并根据GPS定位模块采集的位置信息，通过方向盘自动控制装置对汽车进行控制，使汽车回到正确的路线上行驶；

进一步的，所述微控制单元内置嵌入式最小系统，嵌入式最小系统利用累计概率霍夫变换算法识别车道线，进行分析处理，拟合出车道。

进一步的，所述系统还包括实时操控显示面板，所述实时操控显示面板与微控制单元相连，用于实时显示车辆驾驶状况。

进一步的，所述实时操控显示面板安装在汽车车身内部的主驾驶右侧。

进一步的，所述汽车方向盘自动控制装置包括方向盘、转向轴、减速电机、蜗杆、蜗轮、输入轴和输出轴，所述减速电机通过CAN总线与微控制单元相连，并与蜗杆相连，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述蜗杆与输入轴相连，所述蜗轮与输出轴相连，所述输出轴与方向盘相连；所述减速电机转动后，通过输入轴带动蜗杆转动，蜗杆绕轴心旋转运动，使蜗轮作旋转运动，从而带动输出轴的转动，输出轴的转动通过转向轴带动方向盘转动。

进一步的，所述汽车方向盘自动控制装置还包括第一齿轮、第二齿轮和多圈绝对值编码器，所述第一齿轮的轴心与方向盘的轴心相重合，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，所述第二齿轮的轴心与多圈绝对值编码器的轴心相重合；所述方向盘转动后，带动第一齿轮转动，第一齿轮的转动使得第二齿轮转动，从而带动多圈绝对值编码器的轴心转动。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于道路识别的自动驾驶方法，所述方法包括：

摄像头采集的图像信息传输给微控制单元，微控制单元根据摄像头采集的图像信息，利用累计概率霍夫变换算法识别车道线，进行分析处理，拟合出车道，从而识别出汽车是否偏离正确路线压线行驶，并根据GPS定位模块采集的位置信息，通过方向盘自动控制装置对汽车进行控制，使汽车回到正确的路线上行驶。

进一步的，所述利用累计概率霍夫变换算法识别车道线，进行分析处理，拟合出车道，具体为：

利用累计概率霍夫变换算法在采集的图像信息中提取车道线图像信息，通过对车道线图像进行灰度化、自适应阈值二值化，采用Canny边缘检测算子提取边缘信息，并根据车道分布的特征，从上一帧车道线的位置预测下一帧的车道线位置，最后用最小二乘法拟合进行道路模型匹配，得到新的车道线信息。

进一步的，所述累计概率霍夫变换算法的具体步骤如下：

1)从点集中随机选取一个像素点，对应的累加器加一；

2)从点集中删除该点；

3)更新累加器；

4)若更新之后的累加器值大于阈值，则删除集合中位于该直线上的所有点；

5)重复以上步骤，直到点集为空。

进一步的，所述自适应阈值二值化通过最大类间方差法实现。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：