CN105691293B - 一种汽车转向灯自动控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车转向灯自动控制系统及方法，该系统包括前视摄像头、视频处理模块、控制处理器和电源模块，视频处理模块分别连接前视摄像头和控制处理器，并连接车载传感器，控制处理器连接汽车的转向灯，电源模块分别连接前视摄像头、视频处理模块和控制处理器；前视摄像头采集汽车前方图像，视频处理模块根据采集图像的视频信号和车载传感器的信号判断汽车是否变道，并将变道信号发送到控制处理器，控制处理器控制转向灯开关，电源模块给其他模块供电；该方法采集汽车前方的图像，通过车道识别方法和变道行为识别方法自动控制转向灯开关。与现有技术相比，本发明具有增加驾驶的安全性、简化控制方式、兼容扩展性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车辅助装置，尤其是涉及一种汽车转向灯自动控制系统及方法。
背景技术
随着汽车消费的普及，人们对汽车安全的要求越来越高，而不规范的驾驶行为是导致发生事故的主要原因之一。其中，变换车道前不打转向灯是造成同向车辆事故的主要原因。同时，目前的方向盘自动回正系统采用传感器来检测方向盘的转角，当满足一定的条件时，则自动关闭转向灯。然而，由于该系统单纯依靠方向盘的转向信息而缺乏车辆在车道内直接的位置信息，在某些情况下(比如进入大弯道，或者车辆在跨线时方向盘回正了一些角度)会导致转向灯在变道过程并没有结束时就提前关闭，从而造成安全隐患。
前视视觉系统目前作为一种主动安全产品已经广泛地安装于各种车辆，通过图像处理实现车道偏离报警、前方碰撞预警、车道保持辅助等，然而目前类似的系统没有用于转向灯自动开关的功能。
本发明采用前视视觉系统，通过图像处理检测道路的车道线，然后识别车辆的车道偏离行为，从而在车辆进行变道时实现对转向灯自动的开关控制。
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汽车转向灯自动控制系统及方法，具有增加驾驶的安全性、简化控制方式、兼容扩展性强等优点。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种汽车转向灯自动控制系统，设于汽车上，汽车上设有车载传感器，包括前视摄像头、视频处理模块、控制处理器和电源模块，所述视频处理模块分别连接前视摄像头和控制处理器，并连接车载传感器，所述控制处理器连接汽车的转向灯，所述电源模块分别连接前视摄像头、视频处理模块和控制处理器；
前视摄像头采集汽车前方图像，视频处理模块根据采集图像的视频信号和车载传感器的信号判断汽车是否变道，并将变道信号发送到控制处理器，控制处理器控制转向灯开关，电源模块给其他模块供电。
所述视频处理模块包括模数转换器、视频解码器和信号处理器，所述信号处理器包括依次连接的车道识别单元和变道行为识别单元，所述模数转换器分别连接前视摄像头和视频解码器，所述视频解码器连接车道识别单元，所述变道行为识别单元分别连接车载传感器和控制处理器，图像的视频信号经模数转换器的数模转化和视频解码器的解码后，通过车道识别单元识别汽车在车道上的位置，接受车载传感器的信号，再通过变道行为识别单元，判断汽车是否变道。
还包括存储器，所述存储器连接信号处理器。
所述信号处理器为ARM+DSP的双核处理器。
所述前视摄像头设于汽车挡风玻璃后方。
所述控制处理器通过车载总线连接汽车的转向灯。
所述电源模块为电源接口，电源接口连接汽车电源，通过汽车电源对系统供电。
一种采用上述的系统实现汽车转向灯自动控制的方法，包括以下步骤：
步骤S1：采集汽车前方的图像，通过车道识别方法，识别车道线位置，获得汽车相对于车道的侧向距离D；
步骤S2：根据汽车相对于车道的侧向距离D，通过变道行为识别方法，判断汽车当前是否变道，若是，发出变道开始信号，控制相应方向的转向灯开启；
步骤S3：转向灯开启后，随着车辆完成变道，进入另一个车道后，通过变道行为识别方法，判断变道是否结束，若是，发出变道结束信号，控制相应方向的转向灯关闭。
所述车道识别方法包括：
101：采集汽车在车道线内直行时前方的图像，获取图像中灰度值的变化特征，确定车道线在图像中的位置，得到车道线在图像中标定结果，并存储；
102：实时采集汽车行驶时前方的图像，根据道路车道线的特征，计算图像中灰度值的变化特征，确定车道线在图像中的位置，根据标定结果获得汽车相对车道的侧向距离D。
所述变道行为识别方法包括：
201：获取汽车当前的侧向速度V，根据汽车相对于车道的侧向距离D，计算汽车开始驶出当前车道所需的时间T，T＝D/V；
201：判断时间T是否小于预设的阈值，若是，则汽车当前正在变道，若否，则汽车当前在车道线内直行。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、增加驾驶的安全性：本发明系统设有前视摄像头、视频处理模块、控制处理器等，使得系统可以在车辆进行变道时自动开关转向灯，从而预防由于驾驶员没有开转向灯而可能导致的事故。
二、简化控制方式：本发明方法包括车道识别方法和变道行为识别方法，基于系统结构，可以在车道进行变道时，代替驾驶员进行转向灯的操控，降低了驾驶员的操作负荷。
三、有很强的兼容扩展性：在本发明平台的基础上，稍微改动控制信号即可将将转向灯的自动控制系统与其它由转向触发的系统(如并道辅助系统)相集成，从而实现由本发明自动去触发这些系统。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明方法流程示意图。
图中：1、前视摄像头，2、视频处理模块，3、控制处理器，4、电源模块，5、转向灯，6、车载传感器，21、模数转换器，22、视频解码器，23、信号处理器。
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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，一种汽车转向灯自动控制系统，设于汽车上，汽车上设有车载传感器6，车载传感器6为现有汽车内部结构，包括高分辨率的前视摄像头1、视频处理模块2、控制处理器3和电源模块4，前视摄像头1设于汽车挡风玻璃后方，镜头朝向汽车行驶方向，视频处理模块2分别连接前视摄像头1和控制处理器3，并通过I/O口汽车总线连接车载传感器6，控制处理器3通过车载总线连接汽车的转向灯5，控制处理器3控制转向灯5开关，电源模块4分别连接前视摄像头1、视频处理模块2和控制处理器3，进行供电。电源模块4为电源接口，电源接口连接汽车电源，通过汽车电源对系统供电。其中，需要车载传感器6传感的信号包括但不限于：车速信号，方向盘转向信号，转向灯信号等。
视频处理模块2包括模数转换器21、视频解码器22和信号处理器23，信号处理器23包括依次连接的车道识别单元和变道行为识别单元，模数转换器21分别连接前视摄像头1和视频解码器22，视频解码器22连接车道识别单元，变道行为识别单元分别连接汽车内的车载传感器6和控制处理器3。信号处理器23采用TI公司的ARM+DSP处理器。还包括存储器，存储器连接信号处理器23。
工作原理为：由高分辨率前视摄像头1采集视频信号后，由视频处理模块2中的模数转换器21读取视频信号，将视频模拟信号转为数字信号，再传输到视频解码器22，经视频解码，再传输到信号处理器23进行信号处理识别，即通过车道识别单元识别汽车在车道上的位置，存储器保存汽车位于车道中间时的数据特征等，同时接受汽车内的车载传感器6的信号后，再通过变道行为识别单元，判断汽车是否变道，输出的变道状况信号发送至控制处理器3，并转化为转向灯5的开关控制命令，通过车载总线最终完成转向灯5的开关控制。
在信号处理器23内集成有车道识别算法的车道识别单元和变道行为识别算法的变道行为识别单元，最终输出当前汽车是否处于变道状况。车道识别算法包括以下方法步骤：
101：采集汽车在车道线内直行时前方的图像，计算图像中灰度值的变化特征，确定车道线在图像中的位置，得到车道线在图像中标定结果，并存储；
102：实时采集汽车行驶时前方的图像，根据道路车道线的特征，计算图像中灰度值的变化特征，确定车道线在图像中的位置，根据标定结果获取汽车相对车道的侧向距离D。
变道行为识别算法包括以下方法步骤：
201：通过汽车内的车载传感器6获取汽车当前的侧向速度V，根据车辆的恒速模型和汽车相对于车道的侧向距离D，计算汽车开始驶出当前车道(车轮压上某一侧车道线)所需的时间T，T＝D/V；
201：判断时间T是否小于预设的阈值，若是，则汽车当前正在变道，若否，则汽车当前在车道线内直行。
如图2所示，一种采用上述的系统实现汽车转向灯自动控制的方法，包括以下步骤：
步骤S1：采集汽车前方的图像，视频信号经数模转化和解码后，通过车道识别方法，识别车道线位置，计算得到汽车相对于车道的侧向距离D；
步骤S2：根据汽车相对于车道的侧向距离D，通过变道行为识别方法，判断汽车当前是否变道，若是，发出变道开始信号，控制相应方向的转向灯5开启；
步骤S3：转向灯5开启后，随着车辆完成变道，进入另一个车道后，通过变道行为识别方法，判断变道是否结束，若是，发出变道结束信号，控制相应方向的转向灯5关闭。
Claims (9)
1.一种汽车转向灯自动控制系统，设于汽车上，汽车上设有车载传感器，其特征在于，包括前视摄像头、视频处理模块、控制处理器和电源模块，所述视频处理模块分别连接前视摄像头和控制处理器，并连接车载传感器，所述控制处理器连接汽车的转向灯，所述电源模块分别连接前视摄像头、视频处理模块和控制处理器；
前视摄像头采集汽车前方图像，视频处理模块根据采集图像的视频信号和车载传感器的信号判断汽车是否变道，并将变道信号发送到控制处理器，控制处理器控制转向灯开关，电源模块给其他模块供电，
其中，所述车载传感器的信号是从车载传感器获取的汽车当前的侧向速度，所述视频处理模块包括模数转换器、视频解码器和信号处理器，所述信号处理器包括依次连接的车道识别单元和变道行为识别单元，所述车道识别单元用于：
采集汽车在车道线内直行时前方的图像，获取图像中灰度值的变化特征，确定车道线在图像中的位置，得到车道线在图像中标定结果，并存储；
实时采集汽车行驶时前方的图像，根据道路车道线的特征，计算图像中灰度值的变化特征，确定车道线在图像中的位置，根据标定结果获得汽车相对车道的侧向距离D。
2.根据权利要求1所述的一种汽车转向灯自动控制系统，其特征在于，所述模数转换器分别连接前视摄像头和视频解码器，所述视频解码器连接车道识别单元，所述变道行为识别单元分别连接车载传感器和控制处理器，图像的视频信号经模数转换器的数模转化和视频解码器的解码后，通过车道识别单元识别汽车在车道上的位置，接受车载传感器的信号，再通过变道行为识别单元，判断汽车是否变道。
3.根据权利要求2所述的一种汽车转向灯自动控制系统，其特征在于，还包括存储器，所述存储器连接信号处理器。
4.根据权利要求2所述的一种汽车转向灯自动控制系统，其特征在于，所述信号处理器为ARM+DSP的双核处理器。
5.根据权利要求1所述的一种汽车转向灯自动控制系统，其特征在于，所述前视摄像头设于汽车挡风玻璃后方。
6.根据权利要求1所述的一种汽车转向灯自动控制系统，其特征在于，所述控制处理器通过车载总线连接汽车的转向灯。
7.根据权利要求1所述的一种汽车转向灯自动控制系统，其特征在于，所述电源模块为电源接口，电源接口连接汽车电源，通过汽车电源对系统供电。
8.一种采用根据权利要求1所述的系统实现汽车转向灯自动控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：采集汽车前方的图像，通过车道识别方法，识别车道线位置，获得汽车相对于车道的侧向距离D；
步骤S2：根据汽车相对于车道的侧向距离D以及由车载传感器获取的汽车当前的侧向速度V，通过变道行为识别方法，判断汽车当前是否变道，若是，发出变道开始信号，控制相应方向的转向灯开启；
步骤S3：转向灯开启后，随着车辆完成变道，进入另一个车道后，通过变道行为识别方法，判断变道是否结束，若是，发出变道结束信号，控制相应方向的转向灯关闭，
其中，所述车道识别方法包括：
101：采集汽车在车道线内直行时前方的图像，获取图像中灰度值的变化特征，确定车道线在图像中的位置，得到车道线在图像中标定结果，并存储；
102：实时采集汽车行驶时前方的图像，根据道路车道线的特征，计算图像中灰度值的变化特征，确定车道线在图像中的位置，根据标定结果获得汽车相对车道的侧向距离D。
9.根据权利要求8所述的一种汽车转向灯自动控制方法，其特征在于，所述变道行为识别方法包括：
201：获取汽车当前的侧向速度V，根据汽车相对于车道的侧向距离D，计算汽车开始驶出当前车道所需的时间T，T＝D/V；
201：判断时间T是否小于预设的阈值，若是，则汽车当前正在变道，若否，则汽车当前在车道线内直行。
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