CN102806913B - 一种车道线偏离检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型的车道线偏离检测方法及装置，该方法包括：利用设置在车身的多台摄像机进行车道线检测，同时车速传感器采集车辆行驶速度；通过设在车身侧面的摄像机的标定结果和车道线在图像中的位置，获得车辆在车道中的状态信息；进行车道偏离评价，判断得出车辆是否将偏离车道；该装置包括多台摄像机、车速传感器、处理器，所述的多台摄像机设置在车体上，所述的多台摄像机、车速传感器分别与处理器连接。与现有技术相比，本发明具有适用范围广，且对车道线检测和车辆状态检测的精度高、实时性好等优点。

Description

一种车道线偏离检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种车道线偏离检测方法及装置，尤其是涉及一种车道线偏离检测方法及装置。

背景技术

车道线偏离检测是指通过车载传感器感知道路线，判断车辆自身在车道线内的自身位置，并预测车辆是否有偏离出车道线的危险。大部分的车道偏离检测系统都采用单个前视摄像机为传感器进行数据采集。

例如：申请号为201010253424.0的中国发明专利公开了一种车道偏移识别方法，所述的方法包括以下步骤：利用摄像装置摄取图像；对摄取的图像进行感兴趣区域分割，截取图像下部的道路信息图像；对所述道路信息图像进行预处理；对车道线进行检测；对车道线进行跟踪；实时检测车辆是否偏离车道线，当偏离车道线时，输出提示信息。其利用装于车内后视镜前方的摄像机摄取图像。

如图3所示，使用单个的摄像机摄取图像会存在如下缺陷：

1.只适应道路模型简单的高速公路。

2.由于传感器单一，感知的范围有限，增加了系统预测的误差风险。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用范围广，且对车道线检测和车辆状态检测的精度高、实时性好的车道线偏离检测方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种车道线偏离检测方法，其特征在于，该检测方法包括以下步骤：1)利用设置在车身的多台摄像机进行车道线检测，同时车速传感器采集车辆行驶速度；2)通过设在车身侧面的摄像机的标定结果和车道线在图像中的位置，获得车辆在车道中的状态信息；3)进行车道偏离评价，判断得出车辆是否将偏离车道。

所述的步骤1)利用设置在车身的多台摄像机进行车道线检测包括以下步骤：11)多台摄像机摄取图像；12)分别对各台摄像机摄取的图像进行感知区域分割，截取路面信息图像；13)根据车道线和路面的灰度值差异，处理各路面信息图像分别得出相应的车道线信息；14)对相应的车道线信息进行融合处理，得出最准确的车道线信息。

所述的步骤14)对相应的车道线信息进行融合处理，得出最准确的车道线信息具体为，采用置信度计算，选取最高置信度的车道线信息作为最准确的车道线信息。

所述的采用置信度计算具体包括以下步骤：a)计算出各个摄像机的检测结果置信度R_i＝G_i,G_i是灰度值变换的梯度值；b)计算出各个车道线的置信度得分：R＝(R₀+R₁+…….+R_n)/n，其中n为摄像机个数；c)根据置信计算和道路模型，得出最准确的车道线信息。

所述的多台摄像机包括4～8台。

所述的步骤2)中的状态信息包括车辆方向和车辆位置。

所述的步骤3)进行车道偏离评价，判断得出车辆是否将偏离车道包括以下步骤：31)通过某一时刻获取的最准确的车道线信息、车辆位置、车辆方向和车辆行驶速度，计算得出车辆偏离车道的距离及偏离时间；32)判断偏离时间是否小于门限值，如果判断为是则得出车辆将偏离车道，否则得出车辆行驶正常。

一种实施权利要求1所述的车道线偏离检测方法的装置，其特征在于，该装置包括多台摄像机、车速传感器、处理器，所述的多台摄像机设置在车体上，所述的多台摄像机、车速传感器分别与处理器连接。

所述的车体的前身、后身、左侧身、右侧身分别设有至少一台摄像机。

所述的多台摄像机包括4～8台。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过对多个传感器感知结果的融合分析，本发明能适应更复杂的道路模型。本发明对以下复杂的道路状况下的车道线检出，准确度，实时性优于现有发明：

a.车辆经过人行横道线：

现有的单前视(后视)摄像机系统中，若经过人形横道，由于路面出现多条和车道线特征相同的特征线条，很难判断车辆所在车道和自身位置，而在发明中，车辆后方(前方)安装的摄像机的感知区仍在标准的路面内，系统将放弃前视(后视)摄像机的检测结果，由后视(前视)摄像机判断车道线和车辆状态。

b.车辆转入匝道口：

现有的单摄像机系统中，前视摄像机可对车辆直行或车辆小角度转弯的工况下快速的找出车道线，但是当车辆从直行转入匝道，且转弯角较大时，摄像机并不能立即覆盖车道(感知远景的摄像机的可视角度一般较小)。

2、在车辆状态检测中，通过两侧摄像机感知道路线，提高了预测的准确性和实时性。

在现有的车道线偏离检测系统中，车身附近的车道线并非直接观测所得，而是通过车辆前方所检测出的车道线位置和道路模型预估所得。

根据本发明的安装要求，侧面安装摄像机能近距离，清晰的观测到两侧道路线，而计算出车身和车道线的相对位置，即车辆实时状态。这样，计算结果比传统的预估记过更加准确，更有实时保证。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的硬件结构示意图；

图3为传统的单个前视摄像头的检测状态示意图；

图4为本发明的检测状态示意图。

图中3中黑实线表示可检测到的车辆前方的车道线，黑虚线表示预测的车辆两旁的车道线，阴影部分代表摄像头的探测范围；

图4中黑实线表示可检测到的车辆周围的车道线，阴影部分代表摄像头的探测范围。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种车道线偏离检测方法，该检测方法包括以下步骤：

步骤1)利用设置在车身的四台摄像机进行车道线检测，同时车速传感器采集车辆行驶速度。

利用设置在车身的四台摄像机进行车道线检测包括以下步骤：步骤11)多台摄像机摄取图像；步骤12)分别对各台摄像机摄取的图像进行感知区域分割，截取路面信息图像；步骤13)根据车道线和路面的灰度值差异，处理各路面信息图像分别得出相应的车道线信息；步骤14)采用置信度计算，选取最高置信度的车道线信息作为最准确的车道线信息。采用置信度计算具体包括以下步骤：a)计算出各个摄像机的检测结果置信度R_i＝G_i,G_i是灰度值变换的梯度值；b)计算出各个车道线的置信度得分：R＝(R₀+R₁+…….+R_n)/n，其中n为摄像机个数；c)根据置信计算和道路模型，得出最准确的车道线信息。

步骤2)通过设在车身侧面的摄像机标定结果和车道线在图像中的位置，获得车辆在车道中的包括车辆方向和车辆位置的状态信息；摄像机标定的定义为：在图像测量过程以及机器视觉应用中，常常会涉及到这样一个概念，那就是利用摄像机所拍摄到的图像来还原空间中的物体。在这里，不妨假设摄像机所拍摄到的图像与三维空间中的物体之间存在以下一种简单的线性关系：[像]＝M[物]；这里，矩阵M可以看成是摄像机成像的几何模型。M中的参数就是摄像机参数。通常，这些参数是要通过实验与计算来得到的。这个求解参数的过程就称为摄像机标定。

步骤3)进行车道偏离评价，判断得出车辆是否将偏离车道。

进行车道偏离评价，判断得出车辆是否将偏离车道包括以下步骤：31)通过某一时刻获取的最准确的车道线信息、车辆位置、车辆方向和车辆行驶速度，计算得出车辆偏离车道的距离及偏离时间；32)判断偏离时间是否小于门限值，如果判断为是则得出车辆将偏离车道，否则得出车辆行驶正常。

如图2所示，本发明还涉及一种用于实施车道线偏离检测方法的装置，该装置包括四台摄像机、车速传感器、处理器。四台摄像机设置在车体上，车体的前身、后身、左侧身、右侧身分别设有一台摄像机。四台摄像机、车速传感器分别与处理器连接。

设在车体前身的摄像机：安装时使镜头主轴和水平面夹角较小，主要感知区域为车辆前方10米以外。

设在车体后身的摄像机：安装时使镜头主轴和水平面夹角较小，主要感知区域为车辆后方10米以外。

设在车体左右侧身的摄像机：安装时使镜头主轴和水平面夹角较大，主要感知区域为车身附近，5米以内。

车速传感器：实时获得车辆行驶速度，用于车辆状态估计。如图4所示，四个镜头安装在车辆的四周，感知范围覆盖车辆四周。为了对车辆未来状态做出预测，设在车体后身的摄像需要感知车辆行驶前方的路面，而无法感知距离车身附近的路面。设在车体左右侧身的摄像机则可以近距离，清晰的感知车辆两侧的道路线，为车辆状态预测提供依据。本发明同时需要通过车速传感器实时采集车速信号。

Claims (7)

1.一种车道线偏离检测方法，其特征在于，该检测方法包括以下步骤：

1)利用设置在车身的多台摄像机进行车道线检测，同时车速传感器采集车辆行驶速度；

2)通过设在车身侧面的摄像机的标定结果和车道线在图像中的位置，获得车辆在车道中的状态信息；

3)进行车道偏离评价，判断得出车辆是否将偏离车道；

所述的步骤1)利用设置在车身的多台摄像机进行车道线检测包括以下步骤：

11)多台摄像机摄取图像；

12)分别对各台摄像机摄取的图像进行感知区域分割，截取路面信息图像；

13)根据车道线和路面的灰度值差异，处理各路面信息图像分别得出相应的车道线信息；

14)对相应的车道线信息进行融合处理，得出最准确的车道线信息；

所述的步骤14)对相应的车道线信息进行融合处理，得出最准确的车道线信息具体为，采用置信度计算，选取最高置信度的车道线信息作为最准确的车道线信息；

所述的采用置信度计算具体包括以下步骤：

a)计算出各个摄像机的检测结果置信度R_i＝G_i,G_i是灰度值变换的梯度值；

b)计算出各个车道线的置信度得分：R＝(R₀+R₁+…….+R_n)/n，其中n为摄像机个数；

c)根据置信计算和道路模型，得出最准确的车道线信息。

2.根据权利要求1所述的一种车道线偏离检测方法，其特征在于，所述的多台摄像机包括4～8台。

3.根据权利要求1所述的一种车道线偏离检测方法，其特征在于，所述的步骤2)中的状态信息包括车辆方向和车辆位置。

4.根据权利要求1所述的一种车道线偏离检测方法，其特征在于，所述的步骤3)进行车道偏离评价，判断得出车辆是否将偏离车道包括以下步骤：

31)通过某一时刻获取的最准确的车道线信息、车辆位置、车辆方向和车辆行驶速度，计算得出车辆偏离车道的距离及偏离时间；

32)判断偏离时间是否小于门限值，如果判断为是则得出车辆将偏离车道，否则得出车辆行驶正常。

5.一种实施权利要求1所述的车道线偏离检测方法的装置，其特征在于，该装置包括多台摄像机、车速传感器、处理器，所述的多台摄像机设置在车体上，所述的多台摄像机、车速传感器分别与处理器连接。

6.根据权利要求5所述的车道线偏离检测方法的装置，其特征在于，所述的车体的前身、后身、左侧身、右侧身分别设有至少一台摄像机。

7.根据权利要求5所述的车道线偏离检测方法的装置，其特征在于，所述的多台摄像机包括4～8台。