[发明专利]一种基于盲区相机输入的变道预警方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及车辆辅助驾驶领域，尤其是涉及一种基于盲区相机输入的变道预警方法及系统。

背景技术

车辆变道辅助预警系统(LCW)是车辆辅助驾驶的主要预警功能之一。该系统的功能在于对驾驶员有变道意图的情况下的车辆盲区范围内存在快速行驶车辆的情况做出预警，以避免潜在变道交通事故的发生。

现有通过车辆盲区监视实现变道辅助预警的系统方案相对较少。主要分为两大类：一类基于毫米波雷达，另一类基于视觉系统。其中，基于毫米波雷达的方案相对成本较高，且中近距离物体检测虚报率偏高。现有基于视觉系统的方案，利用稀疏光流算法聚类具图像ROI区域有相似运动特征的障碍物，算法实时性好，但检测准确性较差，且易受极端天气影响。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的成本高、准确性低、易受天气影响等的技术问题，提供一种实时性好、硬件成本低、准确度高的基于盲区相机输入的变道预警方法及系统。

本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于盲区相机输入的变道预警方法，包括以下步骤：

S001、读取当前车速，如果高于设定阈值则进入步骤S002，如果低于阈值则保持对车速的监测状态；

S002、通过方向盘转角传感器(或转向灯信号)检测驾驶员是否有变道操作，如果有变道操作(或产生转向灯信号)，则进入步骤S003，否则保持对方向盘转角或转向灯的监测状态；

S003、盲区相机采集图像并在图像中的ROI(感兴趣)区域利用级联分类器进行多尺度滑窗搜索，得到检测车辆候选区域；ROI区域范围以及检测窗口大小为可配置参数，根据不同的相机安装参数进行调整，对于已经固定的相机来说，由于其相对车身是静止的，因此ROI区域范围及检测窗口设定后即为定量；

S004、对检测车辆候选区域进行车辆特征角点提取及跟踪；

S005、依据车辆特征角点对被检测车辆进行投影变换矩阵计算；

S006、依据投影变换矩阵计算结果估算预碰撞时间；

S007、依据预碰撞时间判断是否触发预警条件，如果触发，则进入步骤S008，否则跳转到步骤S003；

S008、产生预警信号，提示驾驶员谨慎驾驶。

作为优选，步骤S004具体为：用FAST或Shi-Tomasi角点对检测车辆候选区域提取角点特征，利用Lucas-Kanade光流方法计算角点特征的运动信息，并且更新角点特征位置。

作为优选，步骤S005具体为：根据相邻两帧角点特征跟踪结果，基于区域相似性假设(即假设车辆跟踪区域只有尺度变化和图像平面内的平移)，利用RANSAC方法计算被检测车辆投影变换矩阵,并将被检测车辆底部中心点投影坐标变换到自定义车辆坐标平面(原点固定于车辆前轴中点，X方向为车辆后向，Y方向为车辆侧向)。

作为优选，步骤S006具体为：定义预碰撞时间TTC为相邻车道车辆按当前车速行驶，进入预警区域所需时间，计算公式如下：

TTC＝D/vel

其中D为被检测车辆至预警区域距离，根据将被检测车辆图像区域底部中点位置投影坐标变换到自定义车辆坐标平面获得(利用相机标定参数)，vel为被检测车辆相对于当前车辆的速度，由跟踪算法获得。

作为优选，步骤S007中，所述依据预碰撞时间判断是否触发预警条件具体为：根据车辆检测以及跟踪结果，若D大于阈值D1,则不预警；若D小于阈值D2则预警；若D小于阈值D1且大于阈值D2，则根据TTC来判断是否预警：当TTC小于阈值T0时，预警，反之不预警；其中，D1、D2和T0为可配置参数，由实车测试所得，典型的D1＝18，D2＝0，T0＝0.8。

作为优选，所述级联分类器采用如下方式训练：利用级联haar特征或LBP特征的boosting分类器，训练车辆检测算法；采用试验车辆所采集的车头正样本图像不少于12000张，负样本图像不少于20000张，利用难例挖掘和主动学习方法提升训练效果；分类器级联层数为可配置参数。