[发明专利]一种方向盘角度检测系统

权利要求书

1.一种方向盘角度检测系统，其特征在于：包括控制器，以及安装于车内顶部正对于方向盘的模板图像采集模块、连续帧图像采集模块，所述控制器与用于采集方向盘处于正向位置时的标准图像的模板图像采集模块相连，所述控制器与用于在标准图像中确定方向盘外轮廓的外轮廓确定模块相连，所述控制器与用于确定标准图像中方向盘中心位置的中心位置确定模块相连，所述控制器与用于在标准图像中构建识别坐标系的坐标系构建模块相连；

所述控制器与用于采集方向盘连续帧图像的连续帧图像采集模块相连，所述控制器与用于在包含识别坐标系的连续帧图像中选取特征点的特征点选取模块相连，所述控制器与用于对连续帧图像中的特征点进行跟踪的特征点跟踪模块相连，所述控制器与用于采集连续帧图像中特征点在识别坐标系中位置坐标的特征点坐标获取模块相连；

所述控制器与用于根据特征点的位置坐标判断方向盘转动方向的转动方向判断模块相连，所述控制器与用于根据特征点的位置坐标计算方向盘转动角度的转动角度计算模块相连，所述控制器与用于对转动方向、转动角度进行存储的数据存储模块相连。

2.根据权利要求1所述的方向盘角度检测系统，其特征在于：所述外轮廓确定模块通过OpenCV开源视觉库确定标准图像中方向盘外轮廓的各点位，所述外轮廓确定模块将方向盘外轮廓发送至中心位置确定模块，所述中心位置确定模块根据方向盘外轮廓在标准图像中确定方向盘中心位置。

3.根据权利要求2所述的方向盘角度检测系统，其特征在于：所述坐标系构建模块在标准图像中以方向盘中心位置为原点，以水平向右的方向为X轴正方向，以竖直向上的方向为Y轴正方向，构建识别坐标系。

4.根据权利要求3所述的方向盘角度检测系统，其特征在于：所述特征点选取模块接收连续帧图像采集模块发送的连续帧图像，并在连续帧图像的第一帧图像中对选取特征点进行标记，同时根据标准图像与连续帧图像之间的关系，将标准图像中的识别坐标系依次映射至连续帧图像中。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方向盘角度检测系统，其特征在于：所述控制器在人工控制命令下同时启动模板图像采集模块、连续帧图像采集模块，所述模板图像采集模块采集的标准图像通过图像降噪、图像增强处理后发送至外轮廓确定模块，所述连续帧图像采集模块采集的连续帧图像通过图像降噪、图像增强处理后发送至特征点选取模块。

6.根据权利要求4所述的方向盘角度检测系统，其特征在于：所述转动方向判断模块根据特征点的位置坐标判断方向盘转动方向的方法包括：

设特征点A在第n帧连续帧图像中的位置坐标为A(X_n，Y_n)，在第n+1帧连续帧图像中的位置坐标为A’(X_n+1，Y_n+1)，且特征点A的转动角度小于180度，则当A’(X_n+1，Y_n+1)落在特征点A与原点之间连线方向的左侧时，则方向盘转动方向为顺时针，并记为正角度；否则方向盘转动方向为逆时针，并记为负角度。

7.根据权利要求6所述的方向盘角度检测系统，其特征在于：所述转动角度计算模块根据特征点的位置坐标计算出A(X_n，Y_n)与原点之间的距离，以及A(X_n，Y_n)与A’(X_n+1，Y_n+1)之间的距离，并利用余弦定理来计算方向盘转动角度。

8.根据权利要求6或7所述的方向盘角度检测系统，其特征在于：所述特征点跟踪模块采用光流法对连续帧图像中的特征点进行跟踪。

9.根据权利要求7所述的方向盘角度检测系统，其特征在于：还包括与所述控制器相连的用于根据转动方向判断模块、转动角度计算模块得到数据结果，输出从连续帧图像的第一帧图像到当前帧图像时方向盘总体转动方向和转动角度的数据输出模块。

10.根据权利要求9所述的方向盘角度检测系统，其特征在于：还包括与所述控制器相连的用于设定连续帧图像采集模块采集相邻帧图像之间的采集频率，以及特征点选取模块在连续帧图像的第一帧图像中对选取特征点数量的特征参数设置模块。