[发明专利]一种基于摄像头的汽车并线辅助系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及车辆智能驾驶控制技术领域，特别涉及一种基于摄像头的汽车并线辅助系统和控制方法。

背景技术

随着我国经济不断增长、城市道路以及高速公路等基础设施建设力度的不断加快，使得我国道路通行条件得到极大改善。与此同时，我国汽车企业制造技术不断提高，汽车生产种类不断完善并伴随国内市场对汽车消费需求持续旺盛，使得我国汽车的生产量和保有量不断增长。

虽然，我国千人汽车保有量还没有达到发达国家的水平，但是交通伤亡人数为最多的国家之一，而汽车交通事故中，驾驶员注意力分散以及对交通状况的误判是诱发错误操作的主要原因。

因此，研究及开发相应的驾驶员辅助系统，对提高驾驶过程中的行车安全性，具有极其重要意义。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于摄像头的汽车并线辅助系统和控制方法，旨在提高车辆行驶过程中的安全可靠性。

为实现上述目的，本发明提出一种基于摄像头的汽车并线辅助系统，包括：

用于获取交通图像信息的传感器模块；

与所述传感器模块电连接并可预处理交通图像信息的单片机模块；

可根据所述单片机模块预处理的交通图像信息向舵机和电机进行控制的智能车舵机模块；

用于向所述汽车并线辅助系统供电的电源管理模块；

所述单片机模块分别与所述传感器模块以及所述智能车舵机模块电连接并可交互通信，所述智能车舵机模块与舵机电连接并可控制舵机调整汽车前轮定位或差速机构的转速旋转，所述电源管理模块分别与所述传感器模块、所述单片机模块、所述智能车舵机模块、所述舵机电连接并可供电。

优选地，所述传感器模块为OV7620数字摄像头。

优选地，所述单片机模块为MK60DN512ZVLQ10单片机。

优选地，所述智能车舵机模块为PCB电路。

本发明还提出一种使用所述的基于摄像头的汽车并线辅助系统的控制方法，包括以下步骤：

1)通过所述传感器模块扫描并采集车辆前方的交通图像信息后，将采集到的图像信息发送至所述单片机模块；

2)所述单片机模块收到图像信息后，通过自适应中值滤波法对图像信息进行去噪处理；去噪处理后，所述单片机模块通过图像阈值分割法对去噪后图像中的目标和背景进行差异化处理，以使目标和背景区域产生二值图像；

3)所述单片机模块通过跟踪中线算法对二值图像提取中线位置，并与所述传感器扫描检测到的图像中心线位置作差，根据中线位置以判断实时路况；

4)所述单片机模块将判断结果传输至所述智能车舵机模块，所述智能车舵机模块对舵机转向以及电机速度进行控制。

优选地，所述步骤1)中所述传感器模块对采集到的图像以奇场或偶场向所述单片机模块进行传输，所述奇场或所述偶场传输200～240行像素点。

优选地，所述步骤3)中所述传感器对远端图像的扫描以获取当前中线的行数为第150行至160行。

优选地，所述步骤4)中所述智能车舵机模块对舵机通过PD控制算法进行控制，所述智能车舵机模块对电机通过PID控制算法进行控制

本发明的基于摄像头的汽车并线辅助系统和控制方法，通过视频采集车辆行驶前方的图像，然后进行中值滤波、动态阈值分割等方法探寻道路边界信息，再利用边界信息分别对车体进行速度和转向控制。

本发明对速度采用闭环增量式PID控制，明显缩短控制周期使加减速更加及时，行驶速度更加平滑。对转向则采用闭环PD控制使舵机转向更加灵敏，达到提前预判效果，从而实现并线辅助功能，相对于现有技术，本发明的基于摄像头的汽车并线辅助系统和控制方法使得车辆行驶过程更加安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明基于摄像头的汽车并线辅助系统的结构关系图；

图2为本发明传感器模块的输出信号示意图；

图3为本发明传感器模块图像采集流程图；

图4为本发明传感器模块图像采集后加椒盐噪声示意图；

图5为本发明传感器模块图像去除加椒盐噪声的示意图；

图6为本发明的弯道二值图；

图7为本发明的十字路口二值图；