CN102910126B - 一种辅助车辆安全变更车道的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种辅助车辆安全变更车道的方法及系统，属于汽车技术领域。它解决了现有的技术中车辆变道提醒系统智能化程度不高，考虑问题不够全面的问题。本方法包括1、确定目标车道一侧路面的道路标记是否允许变更车道，若允许变更车道则执行步骤2，若不允许变更车道则输出表示不允许变更车道的提示；2、确定目标车道上距离本车一定距离内是否有目标车辆，若没有目标车辆则输出表示允许变更车道的提示，若有目标车辆则确定是否允许变更车道，并输出相应提示。本系统包括摄像头、控制器、雷达、左/右变道开关、启动开关和报警装置，用于实现上述方法。本发明供的方案能够有效帮助驾驶员进行变道判断，并且降低事故发生率。

Description

一种辅助车辆安全变更车道的方法及系统

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，涉及一种辅助车辆安全变更车道的方法及系统。

背景技术

现代社会交通问题日益严重，人们的驾驶路况越来越复杂，道路上车辆也越来越多。为了追求速度和时间，驾驶员在马路上行车时进行频繁变更车道不可避免。一方面，急切的、不遵守交通规则的随意变更车道行为往往会埋下相当大的交通安全隐患；另一方面，变更车道是驾驶员不太容易掌握变更车道技术，尤其对于新手驾驶员来说，他们对于变更车道心里没底，往往凭感觉，在道路上试着变更车道，如果不行又退回来，这样容易给后方车辆造成误导，严重威胁交通安全，甚至有些驾驶员由于经验不足，无法掌握变更车道的时机、角度和速度，引起追尾或者迎面碰撞等交通事故。

为此，有人设计出一种安全变道解决方案，可在变道前自动发出变道提醒的装置。例如中国专利文献公开的“一种车辆变道提醒方法、车辆变道提醒装置和移动终端”，申请号为200810241288.6，该专利公开的方法包括采集观后镜中后方车辆的图片，依据该图片中后方车辆上指定参照物的大小确定与后方车辆的相对距离，据此发出对应的安全提示。该专利还公开了车辆变道提醒装置，与所属车辆的观后镜相对设置，用于发出协助变道的安全提示，包括：摄像头；扬声器；控制模块。此外，该专利还公开了一种移动终端，与所属车辆的观后镜相对设置，包括摄像头和扬声器，还包括变道提醒模块以及语音通讯模块。

上述技术方案能够实现在车辆变更车道前发出安全变道提醒，但是其仅仅考虑后方车况是否允许变更车道，没有考虑到道路行车标志线是否允许变更车道。

发明内容

本发明针对现有的技术存在上述问题，一种辅助车辆安全变更车道的方法及系统，该方法和系统能够在驾驶员变更车道时综合道路标记和道路车况进行提醒以帮助驾驶员安全变更车道。

本发明通过下列技术方案来实现：一种辅助车辆安全变更车道的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过本车上的摄像头拍摄的图像确定目标车道一侧路面的道路标记是否允许变更车道，若允许变更车道则执行步骤2，若不允许变更车道则输出表示不允许变更车道的提示；

步骤2：通过本车上的雷达探测的结果确定目标车道上距离本车一定距离内是否有目标车辆，若没有目标车辆则输出表示允许变更车道的提示，若有目标车辆则根据本车与目标车辆之间的车距确定是否允许变更车道，并输出相应提示。

在上述的一种辅助车辆安全变更车道的方法中，所述道路标记包括实线和虚线行车线，若道路标记为虚线行车线则执行步骤2，若道路标记为实线则输出表示不允许变更车道的提示。

在上述的一种辅助车辆安全变更车道的方法中，所述目标车辆包括后车；当确定目标车道上有后车时，确定目标车辆与本车的车距，以及根据所述车距变化和本车车速来确定后车车速；并且根据所述车距及后车车速经过逻辑判断确定是否允许变更车道。

在上述的一种辅助车辆安全变更车道的方法中，所述的逻辑判断包括：

a、当雷达检测结果为目标车道的20m范围内有目标车辆时，则确认当前目标车道不满足变更车道条件，输出不允许变更车道的提示；

b、当雷达检测结果为变更车道的40m范围内没有目标车辆时，则确认当前目标车道满足变更车道条件，输出允许变更车道的提示；

c、当雷达检测结果为目标车道的20-40m范围内有目标车辆时，则通过公式计算目标车速与车距的比值，公式中X为比值，V为后车车速，L为车距，若X≥2，则确认当前目标车道不适合变更车道，输出不建议变更车道的提示；若X＜2，则确认当前目标车道允许变更车道，输出允许变更车道的提示。

在上述的一种辅助车辆安全变更车道的方法中，所述方法进一步包括：

步骤3：通过控制器设定第一有效时间并开始计时，并且控制器在第一有效时间内检测转向灯信号是否正确，若检测到正确的转向灯信号则输出表示转向正确的信号，若没有检测到转向灯信号或者检测到错误的转向灯信号，则执行下一步；

步骤4：通过摄像头检测车辆与行车线的水平距离，并进行分析：

(1)、当水平距离大于15cm时，控制器设定第二有效时间并开始计时，若控制器在第二有效时间内控制器检测到正确的转向灯信号，则输出表示转向正确的提示；若控制器在第二有效时间内没有检测到正确的转向灯信号，则输出报警提示并重新执行步骤1；

(2)、当水平距离大于0cm且小于等于15cm时，控制器判断此时存在安全隐患并输出报警提示，同时设定第三有效时间并开始计时，若控制器在第三有效时间内检测到正确的转向灯信号，则输出表示转向正确的提示；若控制器在第三有效时间内检测到正确转向灯信号，则继续输出报警提示并重新执行步骤1；

(3)、当水平距离为0cm时，控制器判断此时不安全并持续输出报警提示，若再次检测到水平距离大于0cm时，重新执行步骤4。

本发明还公开了能够实现上述方法的一种辅助车辆安全变更车道的系统，车辆包括动力电池，该系统包括摄像头、控制器、雷达、左/右变道开关、启动开关和报警装置，所述动力电池为本系统供电，所述雷达设置在车辆后保险杠上，所述左/右变道开关设置在方向盘上，所述摄像头、雷达、左/右变道开关和启动开关均连接控制器的输入接口，所述控制器的输出接口连接报警装置。

在上述的一种辅助车辆安全变更车道的系统中，所述摄像头设置在车辆两侧的外后视镜的下部，摄像头相对路面的高度为H，且摄像头光轴与车辆行驶方向的夹角为90°，摄像头光轴与垂直平面的夹角为α。

在上述的一种辅助车辆安全变更车道的系统中，所述摄像头光轴与垂直平面的夹角α可以为30°—60°中的一个值。

在上述的一种辅助车辆安全变更车道的系统中，所述报警装置设置在仪表面板上，包括蜂鸣报警器和LED报警灯。所述蜂鸣报警器能够根据控制器的控制发出警报，所述LED报警灯能够根据控制器的控制信号显示至少红、绿两种颜色。

在上述的一种辅助车辆安全变更车道的系统中，所述控制器包括计时器模块、图片处理模块、车距分析模块和存储器模块。

现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明首先通过摄像头检测行车线是否允许变更车道，其次通过雷达检测目标车道上是否有目标车辆以及本车与目标车辆之间的距离和目标车辆的车速是否满足变更车道的要求判断，来确定是否可以变更车道，并以此提示驾驶员；在允许变更车道的情况下通过摄像头检测本车与行车线之间的距离以及控制器检测转向灯的方向判断驾驶员是否正确完成变更车道的操作，同时对驾驶员进行相应的提示，从而达到辅助驾驶员安全变更车道的目的。尤其对于一些驾驶经验少、开车不够细心的驾驶员来说，本发明实施例能够为其提供帮助，并且会明显的降低事故发生率。

附图说明

图1是本发明一个实施例的辅助车辆安全变更车道的方法的流程图。

图2是本发明另一个实施例的辅助车辆安全变更车道的方法的流程图。

图3本发明实施例中辅助车辆安全变更车道的系统的电路结构图。

图中，1、动力电池；2、摄像头；3、控制器；4、雷达；5、左/右变道开关；6、启动开关；7、蜂鸣报警器；8、LED报警灯。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1所示，本实施例中辅助车辆安全变更车道的方法流程如下：

步骤101：通过本车上的摄像头采集路面行车线的图片。

步骤102：通过采集的图片判断路面行车线是否是虚线，若为虚线则继续步骤103，若不为虚线，则继续步骤106。

步骤103：通过雷达探测目标车道上距离本车一定距离内是否有目标车辆，若有，则继续步骤104，若没有，则继续步骤107。雷达监测的范围可以设定为固定的40m，也或者可以根据用户自行设定

步骤104：确定目标车辆与本车的车距，并计算目标车辆的车速。

步骤105：根据车距以及后车车速进行逻辑判断，当车距小于20m时，则确认当前目标车道不满足变更车道条件，继续步骤106；当车距大于等于20m且小于40m时，则通过公式计算目标车速与车距的比值，公式中X为比值，V为后车车速，L为车距，若X≥2，则确认当前目标车道不适合变更车道，继续步骤106，若X＜2，则确认当前目标车道允许变更车道，继续步骤107；当车距大于40m时，则确认当前目标车道满足变更车道条件，继续步骤107。

步骤106：输出不允许变更车道的提示，并执行步骤101。

步骤107：输出允许变更车道的提示，并执行步骤108。

步骤108：结束辅助。

上述步骤102中，确定路面行车线的实现方式可以通过对摄像头采集的图片进行灰度变换为灰度图像，然后对图像进行分割得到地面区域图像，然后进行边缘检测、以及拟合等步骤判断行车线类型，然后进行归类判断。可参看申请号为2011101483617的专利申请所记载的方案.

上述步骤106和107中，可以实现提示的方式包括语音提示、信号灯提示等。

上述步骤104中，计算目标车辆的车速可以通过检测目标车辆与本车车距在单位时间内的变化情况计算出目标车辆与本车的相对车速，然后将该相对车速与本车车速进行叠加计算得到。

上述实施例可以通过专门设置开关开启辅助，可以供有变道辅助需求的用户开启使用。

实施例二：

如图2所示，本实施例中辅助车辆安全变更车道的方法流程如下：

步骤201：通过本车上的摄像头采集路面行车线的图片。

步骤202：通过采集的图片判断路面行车线是否是虚线，若为虚线则继续步骤203，若不为虚线，则继续步骤206。

步骤203：通过雷达探测目标车道上距离本车一定距离内是否有目标车辆，若有，则继续步骤204，若没有，则继续步骤207。雷达监测的范围可以设定为固定的40m，也或者可以根据用户自行设定

步骤204：确定目标车辆与本车的车距，并计算目标车辆的车速。

步骤205：根据车距以及后车车速进行逻辑判断，当车距小于20m时，则确认当前目标车道不满足变更车道条件，继续步骤206；当车距大于等于20m且小于40m时，则通过公式计算目标车速与车距的比值，公式中X为比值，V为后车车速，L为车距，若X≥2，则确认当前目标车道不适合变更车道，继续步骤206，若X＜2，则确认当前目标车道允许变更车道，继续步骤207；当车距大于40m时，则确认当前目标车道满足变更车道条件，继续步骤207。

步骤206：输出不允许变更车道的提示，并执行步骤201。

步骤207：输出允许变更车道的提示，并执行步骤208。

步骤208：通过控制器设定第一有效时间并进行计时，同时通过控制器在第一有效时间内检测转向灯信号。第一有效时间可以固定设置为3秒。

步骤209：根据控制器的检测结果判断在第一有效时间内转向灯是否正确开启，若检测到正确的转向灯信号，则执行步骤211，若没有检测到转向灯信号或者检测到错误的转向灯信号，则执行步骤210；

步骤210：通过摄像头检测车辆与行车线的水平距离，并进行分析转向操作是否正确：

(1)、当水平距离大于15cm时，控制器设定第二有效时间并开始计时，若控制器在第二有效时间内控制器检测到正确的转向灯信号，则执行步骤211；若控制器在第二有效时间内没有检测到正确的转向灯信号，则执行步骤212并重新执行步骤201。第二有效时间可以固定设置为2秒。

(2)、当水平距离大于0cm且小于等于15cm时，控制器判断此时存在安全隐患并执行步骤212，同时设定第三有效时间并开始计时，若控制器在第三有效时间内检测到正确的转向灯信号，则执行步骤211；若控制器在第三有效时间内没有检测到正确转向灯信号，则继续执行步骤212并重新执行步骤201。第三有效时间可以固定设置为2秒。

(3)、当水平距离为0cm时，控制器判断此时不安全并持续执行步骤212，若再次检测到水平距离大于0cm时，重新执行步骤210。

步骤211：输出表示转向正确的提示，并执行步骤213。

步骤212：输出报警提示。

步骤213：结束辅助。

在上述实施例中，第一有效时间、第二有效时间和第三有效时间还可以根据实际需求进行适当调整，以满足不同驾驶员的需要。

实施例三：

如图3所示，车辆包括动力电池1，本辅助车辆安全变更车道的系统包括摄像头2、控制器3、雷达4、左/右变道开关5、启动开关6和报警装置，动力电池1为本系统供电，雷达4设置在车辆后保险杠上，所述左/右变道开关5设置在方向盘上，摄像头2、雷达4、左/右变道开关5和启动开关6均连接控制器3的输入接口，所述控制器3的输出接口连接报警装置。

具体的说，摄像头2设置在车辆两侧的外后视镜的下部，摄像头2相对路面的高度为H，且摄像头2光轴与车辆行驶方向的夹角为90°，摄像头2光轴与垂直平面的夹角为α，其中α可以取0°—60°中的一个值。在实际使用时，α可以选择较佳的45°。

报警装置设置在仪表面板上，包括蜂鸣报警器7和LED报警灯8。所述蜂鸣报警器7能够根据控制器3的控制发出警报，所述LED报警灯8能够根据控制器3的控制信号显示至少红、绿两种颜色。

控制器3包括计时器模块、图片处理模块、车距分析模块和存储器模块。计时器模块用于根据控制器3的需求进行计时，图片处理模块用于对摄像头2拍摄的图像进行分析处理得到需要的结果，例如分析图像中的行车线是否为实线以及计算行车线与摄像头2的在水平平面上的距离进而计算出行车线与车辆在水平平面上的距离，车距分析模块用于对雷达4的检测结果分析得到本车与后车的车距，存储器用于存储上述的图像信息、分析计算结果以及指令等数据。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

本发明实施例通过对路面的行车线进行检测判断道路是否允许变更车道，并在道路允许变更车道的时候通过检测目标车道上是否有后车确定是否能变道，并针对有后车和无后车的两种情况进行分别确定是否能够变更车道，并以此提醒驾驶员，此外还能够对驾驶员是否正确转向变更车道进行检测，辅助驾驶员完成变更车道。尤其对于驾驶经验较少、粗心的驾驶员，本发明实施例能够为其提供有效的辅助，并明显减少事故发生率。

Claims (6)

1.一种辅助车辆安全变更车道的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过本车上的摄像头拍摄的图像确定目标车道一侧路面的道路标记是否允许变更车道，若允许变更车道则执行步骤2，若不允许变更车道则输出表示不允许变更车道的提示；

步骤2：通过本车上的雷达探测的结果确定目标车道上距离本车一定距离内是否有目标车辆，若没有目标车辆则输出表示允许变更车道的提示，若有目标车辆则根据本车与目标车辆之间的车距确定是否允许变更车道，并输出相应提示，所述目标车辆包括后车；当确定目标车道上有后车时，确定目标车辆与本车的车距，以及根据所述车距变化和本车车速来确定后车车速；并且根据所述车距及后车车速经过逻辑判断确定是否允许变更车道，所述的逻辑判断包括：

a、当雷达检测结果为目标车道的20m范围内有目标车辆时，则确认当前目标车道不满足变更车道条件，输出不允许变更车道的提示；

b、当雷达检测结果为变更车道的40m范围内没有目标车辆时，则确认当前目标车道满足变更车道条件，输出允许变更车道的提示；

c、当雷达检测结果为目标车道的20-40m范围内有目标车辆时，则通过公式计算目标车速与车距的比值，公式中X为比值，V为后车车速，L为车距，若X≥2，则确认当前目标车道不适合变更车道，输出不建议变更车道的提示；若X＜2，则确认当前目标车道允许变更车道，输出允许变更车道的提示。

2.根据权利要求1所述的一种辅助车辆安全变更车道的方法，其特征在于，所述道路标记包括实线和虚线行车线，若道路标记为虚线行车线则执行步骤2，若道路标记为实线则输出表示不允许变更车道的提示。

3.根据权利要求1或2所述的一种辅助车辆安全变更车道的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

步骤3：通过控制器设定第一有效时间并开始计时，并且控制器在第一有效时间内检测转向灯信号是否正确，若检测到正确的转向灯信号则输出表示转向正确的信号，若没有检测到转向灯信号或者检测到错误的转向灯信号，则执行下一步；

步骤4：通过摄像头检测车辆与行车线的水平距离，并进行分析：

(1)、当水平距离大于15cm时，控制器设定第二有效时间并开始计时，若控制器在第二有效时间内控制器检测到正确的转向灯信号，则输出表示转向正确的提示；若控制器在第二有效时间内没有检测到正确的转向灯信号，则输出报警提示并重新执行步骤1；

(2)、当水平距离大于0cm且小于等于15cm时，控制器判断此时存在安全隐患并输出报警提示，同时设定第三有效时间并开始计时，若控制器在第三有效时间内检测到正确的转向灯信号，则输出表示转向正确的提示；若控制器在第三有效时间内检测到正确转向灯信号，则继续输出报警提示并重新执行步骤1；

(3)、当水平距离为0cm时，控制器判断此时不安全并持续输出报警提示，若再次检测到水平距离大于0cm时，重新执行步骤4。

4.一种辅助车辆安全变更车道的系统，车辆包括动力电池(1)，其特征在于，本系统包括摄像头(2)、控制器(3)、雷达(4)、左/右变道开关(5)、启动开关(6)和报警装置，所述动力电池(1)为本系统供电，所述雷达(4)设置在车辆后保险杠上，所述左/右变道开关(5)设置在方向盘上，所述摄像头(2)、雷达(4)、左/右变道开关(5)和启动开关(6)均连接控制器(3)的输入接口，所述控制器(3)的输出接口连接报警装置，所述摄像头(2)设置在车辆两侧的外后视镜的下部，摄像头(2)相对路面的高度为H，且摄像头(2)光轴与车辆行驶方向的夹角为90°，摄像头(2)光轴与垂直平面的夹角为α，所述报警装置设置在仪表面板上，包括蜂鸣报警器(7)和LED报警灯(8)。

5.根据权利要求4所述的一种辅助车辆安全变更车道的系统，其特征在于，所述摄像头(2)光轴与垂直平面的夹角α为30°—60°中的一个值。

6.根据权利要求4所述的一种辅助车辆安全变更车道的系统，其特征在于，所述控制器(3)包括计时器模块、图片处理模块、车距分析模块和存储器模块。