[发明专利]车道跟踪系统及方法

权利要求书

1.车道跟踪系统，其特征在于，包括图像采集单元、车辆运动数据采集单元以及融合分析计算单元；

图像采集单元用于定期采集车辆前方图像数据，并将图像数据传输到分析计算单元进行计算；

车辆运动数据采集单元用于采集车辆运动数据，并实时将采集到的数据送入 分析计算单元进融合计算；

融合分析计算单元用于完成以下功能：

1)、根据图像采集单元采集的图像信息识别车道信息，并将车道信息拟合采样成车道的序列点；

2)、根据图像采集单元的摄像头的内参数据以及图像采集单元在车辆上安装的外参数据，实现点集由图像坐标系转换到车体坐标系；

3)、将当前时刻得到的车体坐标系下的点集与历史点集进行融合，从而得到一个新的历史点集并保存，该新的历史点集用于与下一时刻得到的车体坐标系下的点集进行融合；其中，保存的历史点集会每隔一个图像采集单元的采集间隔，根据图像采集单元的采集间隔时间以及车辆运动数据，对车体坐标系下的点集进行位置更新。

2.如权利要求1所述的车道跟踪系统，其特征在于，图像采集单元安装在车辆后视镜位置。

3.如权利要求1所述的车道跟踪系统，其特征在于，所述运动数据包括车辆的速度和方向盘偏离数据；若位置更新前的点集中一点的坐标为P(x,y)，则对车体坐标系下的点集进行位置更新后的点集坐标P_new(x_new,y_new)为：

x_new＝x*cos(yaw)-y*sin(yaw)-disX

y_new＝x*sin(yaw)+y*cos(yaw)-disY

其中，yaw为车辆的偏航角，车辆的偏航角由方向盘偏离数据得到；disX和disY分别为在间隔时间t后车辆水平位移和车辆纵向位移，disX＝vx*t,disY＝vy*t，t为图像采集单元的采集间隔时间，vx和vy分别为车辆出现偏离后由车辆的速度分解出来的水平速度和纵向速度。

4.如权利要求1所述的车道跟踪系统，其特征在于，融合分析计算单元将当前得到的车体坐标系下的点集与历史点集进行融合的步骤包括：

计算当前得到的车体坐标系下的点集中距离车辆纵向距离最近的值，记为minY，将minY与历史点集中的点进行比较，删除历史点集中距离车辆纵向距离大于minY的点，然后将两个点集合进行合并。

5.如权利要求1所述的车道跟踪系统，其特征在于，融合分析计算单元将当前得到的车体坐标系下的点集与历史点集进行融合时，还将删除历史点集中距离车辆纵向距离小于0的点。

6.车道跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：融合分析计算单元计算图像采集的内外参矩阵，包括：

根据图像采集模块的摄像头的内部参数，得到内参矩阵K；根据图像采集单元的摄像头在车辆上的安装位置，得到外参矩阵L；

步骤2：图像采集单元定期采集一帧图像送入融合分析计算单元，同时车辆运动数据采集单元采集车辆当前的速度和方向盘转向数据送入融合分析计算单元；

步骤3：融合分析计算单元根据图像采集单元送入的图像，识别图像中的车道数据，并拟合采样成车道的序列点；

步骤4：融合分析计算单元根据步骤3计算得到的点集，结合步骤1得到的内参矩阵K和外参矩阵，实现点集由图像坐标系转换到车体坐标系，得到图像车道线在车体坐标系下的点集；

步骤5：将当前时刻得到的车体坐标系下的点集与历史点集进行融合，从而得到一个新的历史点集并保存，该新的历史点集用于与下一时刻得到的车体坐标系下的点集进行融合；其中，保存的历史点集会每隔一个图像采集单元的采集间隔，根据图像采集单元的采集间隔时间以及车辆运动数据，对车体坐标系下的点集进行位置更新。

7.如权利要求6所述的车道跟踪方法，其特征在于，图像采集单元安装在车辆后视镜位置。