CN102878951A - 一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法及检测装置，属于汽车技术领域，通过在方向盘上进行标记，获取标记图像，并进行识别，从而判断方向盘转动方向以及方向盘转角。本发明方法可对方向盘转角进行实时检测，检测结果准确，且当方向盘转动角度大于一周时，也可准确得到方向盘转动角度；本发明装置，不会阻挡驾驶员察看仪表的视线；且安装拆卸方便，移植性强，满足现有车辆实验需要。

Description

一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及汽车检测领域，具体来说是一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法及检测装置，用于各种车辆实验。

背景技术

方向盘转角传感器用于测量方向盘转向时的旋转角度。方向盘转角传感器采用光电效应，电阻分压效应等原理，将转角与光电码或电阻值对应，通过光电码的识别和电阻值的检测达到采集方向盘转角的目的。转角传感器直接固定在方向盘转轴上。

但这样的设计存在很多问题，具体如下：

1、方向盘转角传感器直接固定在车辆方向盘或方向盘转轴上，会导致驾驶员察看仪表的视线被阻挡，还有可能影响方向盘的旋转，影响驾驶员的正常驾驶；

2、现有方向盘转角传感器没有转角记忆功能，因此当方向盘转动范围大于一周时，转角传感器很难得出正确的检测结果；

3、现有检测装置安装困难，通常需要在汽车出厂前固定在方向盘或转轴上，且移植性差，不方便拆卸，不能满足现有车辆实验需要。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的缺陷而提出的一种基于图像的结构简单、量程宽、对驾驶员观察仪表盘没有影响，且可在车上安装的方向盘转角检测方法及检测装置，为车辆检测实验提供准确的方向盘转角数据。

一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法，其特征在于：通过下述步骤来实现：

步骤一：对方向盘进行标识；

在车辆方向盘处于初始状态时，在车辆方向盘背面圆周上粘贴有标记线、标记贴A与标记贴B；

所述标记线具有6条，通过6条指向车辆方向盘中心的标记线将方向盘背部圆周六等分，使方向盘背部圆周上形成6个相等弧度区间，且在车辆方向盘处于初始状态时，一条标记线位于车辆方向盘背面正上方，作为车辆方向盘的零度线；在6个区间内均粘贴有三角形的标记贴A以及不同宽度的弧形带状标记贴B，每个区间内的标记贴A、标识贴B的粘贴方式相同，其中对于标记贴A来说：令标记贴A的三条边分别为s1、s2、s3，则需保证边s1与所在区间中的一条标记线重合；边s2与s3的交点位于所在区间另一条标记线上且，边s2与标记贴A所在区间中的标记贴B的切线平行；对于标记贴B来说：每个区间内的标记贴B两端点分别位于所在区间两端的两条标记线上，且每个区间内的标记贴B弧度与所在区间两端的两条标记线夹角相等。由零度线开始顺时针每个标记贴B的宽度依次为a、b、c、d、e、f。

步骤二：方向盘背部正上方处图像的获取；

在获取的视频图像中设定一条标识线，当车辆方向盘处于初始状态时，视频图像中的标识线与零度线重合。

步骤三：视频图像与方向盘间的对准校验；

将方向盘右打60°、120°、180°、240°、300°、360°时，使视频图像中标识线与顺时针的各标记线重合。

步骤四：视频图像处理；

将视频图像转换为数字图像，同时对数字图像进行区域选择，灰度变换，滤波处理。

步骤五：获得车辆行驶中方向盘转角；

①获得驾驶员方向盘转动方向及圈数；

当方向盘处于初始状态时，方向盘转动圈数值为0；当操作人员第一次转动方向盘后，若数字图像中的标识线通过零度线时，且下一时刻标识线所落在的标记贴A宽度为a时，则方向盘转动圈数值加1；若标识线通过零度线时，且下一时刻标识线落在的标记贴A的宽度为f时，则方向盘转动圈数值减1；直到数字图像中下次标识线经过零度线时重复上述过程。且当圈数值小于零时，方向盘转动方向为左，当圈数值大于零时，方向盘转动方向为右。

②获得t时刻标记贴B对应的方向盘转角β；

对数字图像中标记贴B的宽度进行识别；根据接收到的图像中标识线所落在的标记贴B的宽度得到对应的方向盘转角β，并进行存储，则：

③获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α；

对数字图像中标记贴A进行识别，得到t时刻标识线与标记贴A交点间距L的值；选取方向盘左转右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时数字图像中标识线与标记贴A交点间距中与L之差绝对值最小的三个值L₁、L₂、L₃，以及各自对应的角度值α₁、α₂、α₃，由此根据：

$\mathrm{\α}=\frac{(L-L_2)(L-L_3)}{(L_1-L_2)(L_1-L_3)}{\mathrm{\α}}_1+\frac{(L-L_1)(L-L_3)}{(L_2-L_1)(L_2-L_3)}{\mathrm{\α}}_2+\frac{(L-L_1)(L-L_2)}{(L_3-L_1)(L_3-L_2)}{\mathrm{\α}}_3---\left(2\right)$

获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α，并进行存储。

④获得t时刻方向盘转角δ；

结合式（1）与式（2），以及①中方向盘转动圈数，令其为X，得到：t时刻方向盘转角δ为：

δ＝α+β+X·360。            （3）

步骤六：方向盘转角显示；

根据步骤五中得到的车辆行驶中方向盘转角，以及方向盘转动方向，当方向盘向左打时，方向盘转角显示为“左δ度”；当方向盘向右打时，方向盘转角显示为“右δ度”。

一种基于图像的车辆方向盘转角检测装置，其特征在于：包括标识模块、图像获取模块、处理模块、显示模块与供电模块。

其中，标识模块用来在车辆方向盘上进行标识，包括标记线、标记贴A与标记贴B，所述标记线具有6条，通过6条指向车辆方向盘中心的标记线将方向盘背部圆周六等分，使方向盘背部圆周上形成6个相等弧度区间，且车辆方向盘处于初始状态时，一条标记线位于车辆方向盘背面正上方，作为车辆方向盘的零度线；在6个区间内均粘贴有三角形的标记贴A以及不同宽度的弧形带状标记贴B，每个区间内的标记贴A、标识贴B的粘贴方式相同，其中对于标记贴A来说：令标记贴A的三条边分别为s1、s2、s3，则边s1与所在区间中的一条标记线重合，令其为标记贴A的短边；边s2与s3的交点位于所在区间另一条标记线上，且边s2与标记贴A所在区间中的标记贴B的切线平行。对于标记贴B来说：每个区间内的标记贴B两端点分别位于所在区间两端的两条标记线上，且每个区间内的标记贴B弧度与所在区间两端的两条标记线夹角相等；由零度线开始顺时针每个标记贴B的宽度依次为a、b、c、d、e、f。

所述图像获取模块为一摄像头，使摄像头对准车辆方向盘正上方的零度线，红外摄像头用来实时获取车辆方向盘上零度线处的视频图像；红外摄像头获取的视频图像设定一条标识线，当车辆方向盘处于初始状态时，摄像头获取的视频图像中的标识线与零度线重合。且需保证在方向盘左打60°、120°、180°、240°、300°、360°时，摄像头获取的视频图像中标识线应与标记线重合。

所述处理模块包括图像采集单元、图像预处理单元、信息识别处理单元、存储模块与计数模块；处理模块通过供电模块供电；其中，图像采集单元用来采集红外摄像头获取的视频图像，并将模拟图像转换成数字图像，发送给图像预处理单元，通过图像预处理单元对数字图像进行中值滤波、白噪声以及灰度处理，将处理后的数字图像发送给信息识别处理单元。

存储模块用来存储方向盘右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时，数字图像中标识线与标记贴A中边s2、s3交点间距；所述计数模块用来对方向盘的转动圈数进行存储，当操作人员第一次转动方向盘时，计数模块计数值的初始值为0。

信息识别处理单元用来对接收到的数字图像实时进行识别获得车辆方向盘转动方向与转角，并将方向盘方向及转角数据发送给显示模块进行显示；具体过程为：

Ⅰ、方向盘转动方向及圈数识别；

当操作人员第一次转动方向盘后，若数字图像中的标识线通过零度线时，且下一时刻标识线所落在的标记贴A宽度为a时，则计数模块计数值加1；若标识线通过零度线时，且下一时刻标识线落在的标记贴A102的宽度为f时，则计数模块计数值减1；直到数字图像中下次标识线经过零度线时重复上述过程。且当圈数值小于零时，方向盘转动方向为左，当圈数值大于零时，方向盘转动方向为右。

Ⅱ、获得t时刻标记贴B对应的方向盘转角β；

通过信息识别处理单元实时对数字图像中标记贴B的宽度进行识别；根据数字图像中标识线所落在的标记贴B的宽度得到对应的方向盘转角β，并发送直存储模块进行存储，则：

Ⅲ、获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α；

通过信息识别处理单元对接收到的数字图像中标记贴A进行识别，得到t时刻标识线与标记贴A交点间距L的值，通过信息识别单元调取存储模块中存储的方向盘右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时数字图像中标识线与标记贴A交点间距中与L之差绝对值最小的三个值L₁、L₂、L₃，以及各自对应的角度值α₁、α₂、α₃，由此根据：

$\mathrm{\α}=\frac{(L-L_2)(L-L_3)}{(L_1-L_2)(L_1-L_3)}{\mathrm{\α}}_1+\frac{(L-L_1)(L-L_3)}{(L_2-L_1)(L_2-L_3)}{\mathrm{\α}}_2+\frac{(L-L_1)(L-L_2)}{(L_3-L_1)(L_3-L_2)}{\mathrm{\α}}_3---\left(5\right)$

获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α，并发送直存储模块进行存储。

Ⅳ、获得t时刻方向盘转角δ；

结合t时刻标记贴A对应的方向盘转角α与标记贴B对应的方向盘转角β，以及t时刻计数模块的计数值X得到：

δ＝α+β+X·360；                （6）

显示模块用来获取信息识别处理单元中方向盘转动方向以及方向盘转角；当方向盘向左打时，方向盘转角显示为“左δ度”；当方向盘向右打时，方向盘转角显示为“右δ度”。

本发明的优点在于：

1、本发明车辆方向盘转角检测方法可对方向盘转角进行实时检测，检测结果准确，且当方向盘转动角度大于一周时，也可准确得到方向盘转动角度；

2、本发明车辆方向盘转角检测装置，不会阻挡驾驶员察看仪表的视线，且不会影响方向盘的旋转，可保证驾驶员的正常驾驶；

3、本发明车辆方向盘转角检测装置，安装拆卸方便，移植性强，满足现有车辆实验需要。

附图说明

图1为本发明车辆方向盘转角检测方法整体流程图；

图2为标识贴A、标识贴B与标识线粘贴方式示意图；

图3为数字图像中t时刻标识线与标记贴A交点间距L的位置示意图；

图4为本发明车辆方向盘转角检测装置结构框图；

图5为图像获取模块安装位置示意图。

图中：

1-标识模块    2-图像获取模块    3-处理模块     4-显示模块

5-供电模块    101-标记线        102-标记贴A    103-标记贴B

301-信息采集单元    302-图像预处理单元    303-信息识别处理单元

304-标定模块        305-存储模块          306-计数模块

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法，通过下述步骤来实现，如图1所示：

步骤一：对方向盘进行标识；

在车辆方向盘处于初始状态时，在车辆方向盘背面圆周上粘贴有标记线101、标记贴A102与标记贴B103，如图2所示。

所述标记线101具有6条，通过6条指向车辆方向盘中心的标记线101将方向盘背部圆周六等分，使方向盘背部圆周上形成6个相等弧度区间，且需保证车辆方向盘处于初始状态时，一条标记线101位于车辆方向盘背面正上方，作为车辆方向盘的零度线。在6个区间内均粘贴有三角形的标记贴A102以及不同宽度的弧形带状标记贴B103，每个区间内的标记贴A102、标识贴B103的粘贴方式相同，其中对于标记贴A102来说：令标记贴A的三条边分别为s1、s2、s3，则需保证边s1与所在区间中的一条标记线101重合；边s2与s3的交点位于所在区间另一条标记线101，且边s2与标记贴A102所在区间中的标记贴B103的切线平行。对于标记贴B103来说：每个区间内的标记贴B103两端点分别位于所在区间两端的两条标记线101上，且每个区间内的标记贴B103弧度与所在区间两端的两条标记线101夹角相等。由零度线开始顺时针每个标记贴B103的宽度依次为a、b、c、d、e、f，单位为cm。本发明中：a=1cm、b=2cm、c=3cm、d=4cm、e=5cm、f=6cm。

步骤二：方向盘背部正上方处图像的获取；

获取车辆方向盘处于初始状态时，零度线处的视频图像，在获取的视频图像中设定一条标识线，当车辆方向盘处于初始状态时，视频图像中的标识线与零度线重合。

步骤三：视频图像与方向盘间的对准校验；

将方向盘右打60°、120°、180°、240°、300°、360°时，需保证视频图像中标识线应与顺时针的各标记线101重合。

步骤四：视频图像处理；

将视频图像转换为数字图像，同时对数字图像进行区域选择，灰度变换，滤波处理，使图像亮度区别更加明显，噪声消失。

步骤五：获得车辆行驶中方向盘转角；

①、获得驾驶员方向盘转动方向及圈数；

从方向盘处于初始状态开始，此时方向盘转动圈数值为0；当操作人员第一次转动方向盘后，若数字图像中的标识线通过零度线时，且下一时刻标识线所落在的标记贴A宽度为a时，则方向盘转动圈数值加1；若标识线通过零度线时，且下一时刻标识线落在的标记贴A的宽度为f时，则方向盘转动圈数值减1；直到数字图像中下次标识线经过零度线时，重复上述过程。且当圈数值小于零时，方向盘转动方向为左，当圈数值大于零时，方向盘转动方向为右。

Ⅱ、获得t时刻标记贴B对应的方向盘转角β；

对数字图像中标记贴B103的宽度进行识别；根据接收到的图像中标识线所落在的标记贴B的宽度得到对应的方向盘转角β，并进行存储，则：

Ⅲ、获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α；

对数字图像中标记贴A102进行识别，得到t时刻标识线与标记贴A102交点间距L的值，如图3所示；选取方向盘左转右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时数字图像中标识线与标记贴A102交点间距中与L之差绝对值最小的三个值L₁、L₂、L₃，以及各自对应的角度值α₁、α₂、α₃，由此根据：

$\mathrm{\α}=\frac{(L-L_2)(L-L_3)}{(L_1-L_2)(L_1-L_3)}{\mathrm{\α}}_1+\frac{(L-L_1)(L-L_3)}{(L_2-L_1)(L_2-L_3)}{\mathrm{\α}}_2+\frac{(L-L_1)(L-L_2)}{(L_3-L_1)(L_3-L_2)}{\mathrm{\α}}_3---\left(2\right)$

获得t时刻标记贴A102对应的方向盘转角α，并进行存储。

Ⅳ、获得t时刻方向盘转角δ。

结合式（1）与式（2），以及步骤Ⅰ中方向盘转动圈数，令其为X，得到：t时刻方向盘转角δ为：

δ＝α+β+X·360。                （3）

步骤六：方向盘转角显示；

根据步骤五中得到的车辆行驶中方向盘转角，以及方向盘转动方向，当方向盘向左打时，方向盘转角显示为“左δ度”；当方向盘向右打时，方向盘转角显示为“右δ度”。

采用上述方法中，当车辆再次启动时，标记贴A与标记贴B对应的方向盘转角α或β的值与车辆前次熄火后存储的α或β的值间相差10°时，则认为在车辆熄火与启动间方向盘被转动，由此，通过报警设备向驾驶员发出警报，提醒驾驶员将方向盘恢复到初始状态。

基于上述方法，本发明提供一种基于图像的车辆方向盘转角检测装置，包括标识模块1、图像获取模块2、处理模块3、显示模块4与供电模块5，如图4所示。

其中，标识模块1用来在车辆方向盘上进行标识，包括标记线101、标记贴A102与标记贴B103，所述标记线101具有6条，通过6条指向车辆方向盘中心的标记线101将方向盘背部圆周六等分，使方向盘背部圆周上形成6个相等弧度区间，且需保证车辆方向盘处于初始状态时，一条标记线101位于车辆方向盘背面正上方，作为车辆方向盘的零度线。在6个区间内均粘贴有三角形的标记贴A102以及不同宽度的弧形带状标记贴B103，每个区间内的标记贴A102、标识贴B的粘贴方式相同，其中对于标记贴A102来说：令标记贴A102的三条边分别为s1、s2、s3，则需保证边s1与所在区间中的一条标记线101重合；边s2与s3的交点位于所在区间另一条标记线101上，且边s2与标记贴A102所在区间中的标记贴B103的切线平行。对于标记贴B103来说：每个区间内的标记贴B103两端点分别位于所在区间两端的两条标记线101上，且每个区间内的标记贴B103弧度与所在区间两端的两条标记线101夹角相等。由零度线开始顺时针每个标记贴B103的宽度依次为a、b、c、d、e、f，单位为cm。

所述图像获取模块2为一红外摄像头，红外摄像头通过摄像头固定装置安装在车辆仪表盘上方，如图5所示，使红外摄像头对准车辆方向盘正上方的零度线，红外摄像头用来实时获取车辆方向盘上零度线处的视频图像；红外摄像头获取的视频图像设定一条标识线，当车辆方向盘处于初始状态时，摄像头获取的视频图像中的标识线与零度线重合。且需保证在方向盘左打60°、120°、180°、240°、300°、360°时，摄像头获取的视频图像中标识线应与标记线101重合。

所述处理模块3包括图像采集单元301、图像预处理单元302、信息识别处理单元303、存储模块304与计数模块305；处理模块3通过供电模块5供电。其中，图像采集单元301用来采集红外摄像头获取的视频图像，并将模拟图像转换成数字图像，发送给图像预处理单元302，通过图像预处理单元302对数字图像进行中值滤波、白噪声以及灰度处理，使图像亮度区别更加明显，噪声消失，将处理后的数字图像发送给信息识别处理单元303。

存储模块305用来存储方向盘右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时，数字图像中标识线与标记贴A102中边s2、s3交点间距，以备信息处理单元303调用。所述计数模块306用来对方向盘的转动圈数进行存储，当方向盘处于初始状态时，计数模块306计数值的初始值为0。

信息识别处理单元303用来对接收到的数字图像实时进行识别获得车辆方向盘转动方向与转角，并将方向盘方向及转角数据发送给显示模块4进行显示。具体过程为：

①方向盘转动方向及圈数识别；

当操作人员第一次转动方向盘后，若数字图像中的标识线通过零度线时，且下一时刻标识线所落在的标记贴A102宽度为a时，则计数模块306计数值加1；若标识线通过零度线时，且下一时刻标识线落在的标记贴A102的宽度为f时，则计数模块306计数值减1；直到数字图像中下次标识线经过零度线时重复上述过程。且当计数模块306计数值小于零时，方向盘转动方向为左，当计数模块306计数值大于零时，方向盘转动方向为右；

②获得t时刻标记贴B103对应的方向盘转角β；

通过信息识别处理单元303实时对数字图像中标记贴B103的宽度进行识别；根据数字图像中标识线所落在的标记贴B103的宽度得到对应的方向盘转角β，并发送直存储模块305进行存储，则：

③、获得t时刻标记贴A102对应的方向盘转角α；

通过信息识别处理单元303对接收到的数字图像中标记贴A102进行识别，得到t时刻标识线与标记贴A102交点间距L的值，如图3所示，通过信息识别单元调去存储模块305中存储的方向盘右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时数字图像中标识线与标记贴A102交点间距中与L₂之差绝对值最小的三个值L₁、L₂、L₃，以及各自对应的角度值α₁、α₂、α₃，由此根据：

$\mathrm{\α}=\frac{(L-L_2)(L-L_3)}{(L_1-L_2)(L_1-L_3)}{\mathrm{\α}}_1+\frac{(L-L_1)(L-L_3)}{(L_2-L_1)(L_2-L_3)}{\mathrm{\α}}_2+\frac{(L-L_1)(L-L_2)}{(L_3-L_1)(L_3-L_2)}{\mathrm{\α}}_3---\left(5\right)$

获得t时刻标记贴A102对应的方向盘转角α，并发送入存储模块305进行存储。

④、获得t时刻方向盘转角δ。

结合t时刻标记贴A102对应的方向盘转角α与标记贴B103对应的方向盘转角β，以及t时刻计数模块306的计数值X得到：

δ＝α+β+X·360。                （6）

显示模块用来获取信息识别处理单元303中方向盘转动方向以及方向盘转角；当方向盘向左打时，方向盘转角显示为“左δ度”；当方向盘向右打时，方向盘转角显示为“右δ度”。

当车辆再次启动时，若由信息识别处理单元303得到的标记贴A102与标记贴B103对应的方向盘转角α或β的值与车辆前次熄火时存储模块存储的α或β的值间相差10°~15°时，则认为在车辆熄火与启动间方向盘被转动，由此，通过报警设备向驾驶员发出警报，提醒驾驶员将方向盘恢复到初始状态，且通过复位按钮将计数模块的计数值归零。

通过本发明方法在进行车辆检测实验中，可对方向盘转角进行实时检测，提供准确的车辆方向盘转角数据，且本发明装置安装拆卸方便，移植性强，满足现有车辆实验需要。

Claims (7)

1.一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法，其特征在于：通过下述步骤来实现：

步骤一：对方向盘进行标识；

在车辆方向盘处于初始状态时，在车辆方向盘背面圆周上粘贴有标记线、标记贴A与标记贴B；

所述标记线具有6条，通过6条指向车辆方向盘中心的标记线将方向盘背部圆周六等分，使方向盘背部圆周上形成6个相等弧度区间，且在车辆方向盘处于初始状态时，一条标记线位于车辆方向盘背面正上方，作为车辆方向盘的零度线；在6个区间内均粘贴有三角形的标记贴A以及不同宽度的弧形带状标记贴B，每个区间内的标记贴A、标识贴B的粘贴方式相同，其中对于标记贴A来说：令标记贴A的三条边分别为s1、s2、s3，则需保证边s1与所在区间中的一条标记线重合；边s2与s3的交点位于所在区间另一条标记线上且，边s2与标记贴A所在区间中的标记贴B的切线平行；对于标记贴B来说：每个区间内的标记贴B两端点分别位于所在区间两端的两条标记线上，且每个区间内的标记贴B弧度与所在区间两端的两条标记线夹角相等。由零度线开始顺时针每个标记贴B的宽度依次为a、b、c、d、e、f；

步骤二：方向盘背部正上方处图像的获取；

在获取的视频图像中设定一条标识线，当车辆方向盘处于初始状态时，视频图像中的标识线与零度线重合；

步骤三：视频图像与方向盘间的对准校验；

将方向盘右打60°、120°、180°、240°、300°、360°时，使视频图像中标识线与顺时针的各标记线重合；

步骤四：视频图像处理；

将视频图像转换为数字图像，同时对数字图像进行区域选择，灰度变换，滤波处理；

步骤五：获得车辆行驶中方向盘转角；

①获得驾驶员方向盘转动方向及圈数；

当方向盘处于初始状态时，方向盘转动圈数值为0；当操作人员第一次转动方向盘后，若数字图像中的标识线通过零度线时，且下一时刻标识线所落在的标记贴A宽度为a时，则方向盘转动圈数值加1；若标识线通过零度线时，且下一时刻标识线落在的标记贴A的宽度为f时，则方向盘转动圈数值减1；直到数字图像中下次标识线经过零度线时重复上述过程。且当圈数值小于零时，方向盘转动方向为左，当圈数值大于零时，方向盘转动方向为右；

②获得t时刻标记贴B对应的方向盘转角β；

对数字图像中标记贴B的宽度进行识别；根据接收到的图像中标识线所落在的标记贴B的宽度得到对应的方向盘转角β，并进行存储，则：

③获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α；

对数字图像中标记贴A进行识别，得到t时刻标识线与标记贴A交点间距L的值；选取方向盘左转右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时数字图像中标识线与标记贴A交点间距中与L之差绝对值最小的三个值L₁、L₂、L₃，以及各自对应的角度值α₁、α₂、α₃，由此根据：

$\mathrm{\α}=\frac{(L-L_2)(L-L_3)}{(L_1-L_2)(L_1-L_3)}{\mathrm{\α}}_1+\frac{(L-L_1)(L-L_3)}{(L_2-L_1)(L_2-L_3)}{\mathrm{\α}}_2+\frac{(L-L_1)(L-L_2)}{(L_3-L_1)(L_3-L_2)}{\mathrm{\α}}_3---\left(2\right)$

获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α，并进行存储；

④获得t时刻方向盘转角δ；

结合式（1）与式（2），以及①中方向盘转动圈数，令其为X，得到：t时刻方向盘转角δ为：

δ＝α+β+X·360；                    （3）

步骤六：方向盘转角显示；

根据步骤五中得到的车辆行驶中方向盘转角，以及方向盘转动方向，当方向盘向左打时，方向盘转角显示为“左δ度”；当方向盘向右打时，方向盘转角显示为“右δ度”。

2.如权利要求1所述一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法，其特征在于：所述a=1cm、b=2cm、c=3cm、d=4cm、e=5cm、f=6cm。

3.如权利要求1所述一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法，其特征在于：当车辆熄火后再次启动时，标记贴A与标记贴B对应的方向盘转角α或β的值与车辆前次熄火后存储的α或β的值间相差10°~15°时，由此，通过报警设备向驾驶员发出警报，提醒驾驶员将方向盘恢复到初始状态。

4.一种基于图像的车辆方向盘转角检测装置，其特征在于：包括标识模块、图像获取模块、处理模块、显示模块与供电模块；

其中，标识模块用来在车辆方向盘上进行标识，包括标记线、标记贴A与标记贴B，所述标记线具有6条，通过6条指向车辆方向盘中心的标记线将方向盘背部圆周六等分，使方向盘背部圆周上形成6个相等弧度区间，且车辆方向盘处于初始状态时，一条标记线位于车辆方向盘背面正上方，作为车辆方向盘的零度线；在6个区间内均粘贴有三角形的标记贴A以及不同宽度的弧形带状标记贴B，每个区间内的标记贴A、标识贴B的粘贴方式相同，其中对于标记贴A来说：令标记贴A的三条边分别为s1、s2、s3，则边s1与所在区间中的一条标记线重合，令其为标记贴A的短边；边s2与s3的交点位于所在区间另一条标记线上，且边s2与标记贴A所在区间中的标记贴B的切线平行。对于标记贴B来说：每个区间内的标记贴B两端点分别位于所在区间两端的两条标记线上，且每个区间内的标记贴B弧度与所在区间两端的两条标记线夹角相等；由零度线开始顺时针每个标记贴B的宽度依次为a、b、c、d、e、f；

所述图像获取模块为一摄像头，使摄像头对准车辆方向盘正上方的零度线，红外摄像头用来实时获取车辆方向盘上零度线处的视频图像；红外摄像头获取的视频图像设定一条标识线，当车辆方向盘处于初始状态时，摄像头获取的视频图像中的标识线与零度线重合。且需保证在方向盘左打60°、120°、180°、240°、300°、360°时，摄像头获取的视频图像中标识线应与标记线重合；

所述处理模块包括图像采集单元、图像预处理单元、信息识别处理单元、存储模块与计数模块；处理模块通过供电模块供电；其中，图像采集单元用来采集红外摄像头获取的视频图像，并将模拟图像转换成数字图像，发送给图像预处理单元，通过图像预处理单元对数字图像进行中值滤波、白噪声以及灰度处理，将处理后的数字图像发送给信息识别处理单元；

存储模块用来存储方向盘右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时，数字图像中标识线与标记贴A中边s2、s3交点间距；所述计数模块用来对方向盘的转动圈数进行存储，当操作人员第一次转动方向盘时，计数模块计数值的初始值为0；

信息识别处理单元用来对接收到的数字图像实时进行识别获得车辆方向盘转动方向与转角，并将方向盘方向及转角数据发送给显示模块进行显示；具体过程为：

Ⅰ、方向盘转动方向及圈数识别；

当操作人员第一次转动方向盘后，若数字图像中的标识线通过零度线时，且下一时刻标识线所落在的标记贴A宽度为a时，则计数模块计数值加1；若标识线通过零度线时，且下一时刻标识线落在的标记贴A102的宽度为f时，则计数模块计数值减1；直到数字图像中下次标识线经过零度线时重复上述过程。且当圈数值小于零时，方向盘转动方向为左，当圈数值大于零时，方向盘转动方向为右；

Ⅱ、获得t时刻标记贴B对应的方向盘转角β；

通过信息识别处理单元实时对数字图像中标记贴B的宽度进行识别；根据数字图像中标识线所落在的标记贴B的宽度得到对应的方向盘转角β，并发送直存储模块进行存储，则：

Ⅲ、获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α；

通过信息识别处理单元对接收到的数字图像中标记贴A进行识别，得到t时刻标识线与标记贴A交点间距L的值，通过信息识别单元调取存储模块中存储的方向盘右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时数字图像中标识线与标记贴A交点间距中与L之差绝对值最小的三个值L₁、L₂、L₃，以及各自对应的角度值α₁、α₂、α₃，由此根据：

$\mathrm{\α}=\frac{(L-L_2)(L-L_3)}{(L_1-L_2)(L_1-L_3)}{\mathrm{\α}}_1+\frac{(L-L_1)(L-L_3)}{(L_2-L_1)(L_2-L_3)}{\mathrm{\α}}_2+\frac{(L-L_1)(L-L_2)}{(L_3-L_1)(L_3-L_2)}{\mathrm{\α}}_3---\left(5\right)$

获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α，并发送直存储模块进行存储；

Ⅳ、获得t时刻方向盘转角δ；

结合t时刻标记贴A对应的方向盘转角α与标记贴B对应的方向盘转角β，以及t时刻计数模块的计数值X得到：

δ＝α+β+X·360；                     （6）

显示模块用来获取信息识别处理单元中方向盘转动方向以及方向盘转角；当方向盘向左打时，方向盘转角显示为“左δ度”；当方向盘向右打时，方向盘转角显示为“右δ度”。

5.如权利要求4所述一种基于图像的车辆方向盘转角检测装置，其特征在于：所述摄像头固定装置安装在车辆仪表盘上方。

6.如权利要求4所述一种基于图像的车辆方向盘转角检测装置，其特征在于：所述摄像头为红外摄像头。

7.如权利要求4所述一种基于图像的车辆方向盘转角检测装置，其特征在于：当车辆熄火后再次启动时，若由信息识别处理单元得到的标记贴A与标记贴B对应的方向盘转角α或β的值与车辆前次熄火后存储模块存储的α或β的值间相差10°~15°时，则认为在车辆熄火与启动之间方向盘被转动，由此，通过报警设备向驾驶员发出警报，提醒驾驶员将方向盘恢复到初始状态，且通过复位按钮将计数模块的计数值归零。

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