CN106601024B - 利用了识别周围车道的车道改变车辆认识装置及方法 - Google Patents
利用了识别周围车道的车道改变车辆认识装置及方法 Download PDFInfo
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Abstract
利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置及方法，包括：拍摄自车辆行驶的前方和周围影像的影像获取部；从上述影像获取部拍摄到的影像中识别出自车辆的行驶车道的行驶车道识别部；从上述影像获取部拍摄到的影像中识别出上述行驶车道外侧的周围车道的周围车道识别部；从上述影像获取部拍摄到的影像中分类出用于区分车辆的车辆数据和非车辆数据而进行存储的车辆信息数据库；从上述影像获取部拍摄到的影像中识别出垂直边缘和水平边缘而提取车道候选组，学习上述车辆信息数据库中的车辆数据和非车辆数据后，识别上述车道候选组是车辆还是非车辆的车辆识别部；和控制部，根据上述车辆识别部识别的对方车辆是否接近自车辆要改变的车道而警告碰撞危险。
Description
技术领域
本发明涉及利用了识别周围车道的车道改变车辆认识方法，更具体为，涉及如下的利用了识别周围车道的车道改变车辆认识装置及方法：当自车辆想要改变行驶车道时，可感应出从周围车道插入到自车辆的行驶车道的对方车辆并对其进行警告，以实现安全驾驶。
背景技术
在现有的车道识别方法中，通过提取车道标志(Lane Marking)来识别车道(Lane)，当提取车道标志时，通过去除被对方车辆等遮挡了车道等的周围噪声这样的对车道识别产生错误的主要原因而提取车道标志，可更准确地识别车道。
另一方面，路面上除了车道标志，也有左转、右转、路面导向等路面标志，然而，这样的路面标志和车道标志一样标在路面上，且包含与车道标志相同的色彩信息，因此在提取车道标志的过程中会导致产生错误。
现有的车道识别方法不考虑这种路面标志而提取车道标志，因此在有路面标志的路面环境中提取车道标志时会发生错误，由此存在无法正确识别车道的问题。
专利文献1：韩国公开专利第10-2010-0044305号
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供如下的利用了识别周围车道的车道改变车辆认识装置及方法：可感应出从周围车道插入到自车辆的行驶车道的对方车辆并对其进行警告，实现安全驾驶。
为了达到上述目的，根据本发明的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置，其特征在于，包括：对行驶的自车辆的前方和周围影像进行拍摄的影像获取部；从上述影像获取部拍摄到的影像中识别出自车辆的行驶车道的行驶车道识别部；从上述影像获取部拍摄到的影像中识别出上述行驶车道外侧的周围车道的周围车道识别部；从上述影像获取部拍摄到的影像中分类出用于区分车辆的车辆数据和非车辆数据来进行存储的车辆信息数据库；车辆识别部，其从上述影像获取部拍摄到的影像中识别出垂直边缘(edge)和水平边缘来提取车道候选组，对上述车辆信息数据库中的车辆数据和非车辆数据进行学习，然后，对上述提取出的车道候选组是车辆还是非车辆进行识别；和控制部，在改变上述自车辆的行驶车道时，根据上述车辆识别部识别出的对方车辆是否接近自车辆要改变的车道，警告碰撞危险。
另外，在判断为上述自车辆存在上述对方车辆的碰撞危险的情况下，上述控制部可对上述对方车辆进行警告。
另外，在判断为上述自车辆存在上述对方车辆的碰撞危险的情况下，上述控制部可对上述自车辆进行警告。
另外，当上述自车辆与上述行驶车道之间的偏移(offset)进入一定范围且相对于上述行驶车道的横向速度增加或上述自车辆的方向指示灯亮时，上述控制部判断为改变了上述行驶车道。
另外，当行驶在上述周围车道上的对方车辆与上述周围车道之间的偏移进入一定范围且相对于上述行驶车道的上述对方车辆的横向速度增加或上述对方车辆的方向指示灯亮时，上述控制部判断为改变了车道。
另外，基于利用上述自车辆的制动的回避距离或利用上述自车辆的转向的回避距离，当上述回避距离进入已设定值范围内时，上述控制部判断为碰撞危险并通知上述自车辆禁止改变车道，或警告上述对方车辆禁止改变车道。
并且，上述装置还包括警告警报部，该警告警报部通知上述自车辆禁止改变车道或警告上述对方车辆禁止改变车道。
另外，为了达到上述目的的本发明的车道改变车辆识别装置的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别方法，该车道改变车辆识别装置具有车辆信息数据库，在该车辆信息数据库中存储有从影像中分类出的用于区分车辆的车辆数据和非车辆数据，该车道改变车辆识别方法的特征在于，包括如下步骤：获取行驶的自车辆的前方影像和周围影像；从上述自车辆的前方影像和周围影像中识别出自车辆的行驶车道和位于上述行驶车道的外侧的周围车道；从上述自车辆的前方影像和周围影像中识别出垂直边缘(edge)和水平边缘而提取车道候选组；对上述车辆信息数据库中的车辆数据和非车辆数据进行学习，然后，对上述提取出的车道候选组是否为车辆进行识别；对上述自车辆是否改变车道或行驶在上述周围车道上的对方车辆是否改变车道进行判断；以及在上述对方车辆向上述自车辆要改变的行驶车道接近或进入而判断为有碰撞危险时，向上述对方车辆警告危险。
另外，在向上述对方车辆警告危险的步骤中，在判断为上述自车辆有上述对方车辆的碰撞危险时，对上述自车辆进行警告。
另外，在上述判断是否改变车道的步骤中，对于上述自车辆是否改变车道的判断而言，在上述自车辆与上述行驶车道之间的偏移(offset)进入一定范围且相对于上述行驶车道的横向速度增加或上述自车辆亮起方向指示灯时，判断为改变车道。
另外，在上述判断是否改变车道的步骤中，对于行驶在上述周围车道上的对方车辆是否改变车道的判断而言，在行驶在上述周围车道上的对方车辆与上述周围车道之间的偏移进入一定范围且相对于上述周围车道的横向速度增加或上述对方车辆亮起方向指示灯时，判断为改变车道。
并且，在向上述对方车辆警告危险的步骤中，在判断上述碰撞危险时，基于利用上述自车辆的制动的回避距离或利用上述自车辆的转向的回避距离，当上述回避距离进入已设定值范围内时，通知上述自车辆禁止改变车道，或警告上述对方车辆禁止改变车道。
根据本发明，根据行驶在周围车道上的对方车辆是否接近自车辆行驶车道或是否要改变车道来判断碰撞危险，并警告对方车辆，实现安全驾驶。
另外，在本发明中，自车辆改变车道时，对方车辆改变车道而插入到自车辆要改变的车道的情况下，对于防止与对方车辆之间的碰撞，发挥出了显著的效果。
并且，本发明不仅有效应对对方车辆和自车辆改变车道时，而且对于横穿路面的行人或突然插入到路面的野生动物或落石等突发事件等也可积极应对。
附图说明
图1概略地示出根据本发明实施例的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置的结构的框图。
图2是用于说明根据本发明实施例的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别方法的动作流程图。
标记说明
100：车道改变车辆识别装置
10：影像获取部
20：行驶车道识别部
30：周围车道识别部
40：车辆识别部
50：控制部
60：车辆信息DB
70：警告警报部
具体实施方式
以下，为了使本发明所属的技术领域中的技术人员可容易地实施，参照附图来详细说明本发明。本发明可体现为多种不同的形态，其不限定为在此说明的实施例。
为了明确说明本发明而省略了无关于说明的部分，在整个说明书中，对于相同或类似的构成要素标出了相同的标号。
虽然没有定义为不同的意思，但包含在此使用的技术用语或科学用语的所有用语具有与本发明所属的技术领域的技术人员常规理解的意思相同的意思。在词典中定义的一般使用的用语还应被解释为具有符合相关技术文献和现有公开内容的意义，若没有定义时，不应解释为理想化的意思或非常公式化的意思。
以下，为了使本发明所属的技术领域中的技术人员可容易地实施，参照附图来详细说明本发明。本发明可体现为多种不同的形态，其不限定为在此说明的实施例。
以下，根据附图来详细说明本发明优选的实施例。
图1是示出根据本发明实施例的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置的整体结构的结构图。
参照图1，根据本发明实施例的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置100包括：影像获取部10、行驶车道识别部20、周围车道识别部30、车辆识别部40、控制部50、车辆信息数据库(DB)60和警告警报部70。
影像获取部10通过摄像机拍摄行驶的自车辆(ego-vehicle)的前方和周围而获取前方影像和周围影像。为此，可应用车辆上另外设置的车用摄像机、黑盒子的摄像机或已设置的车用摄像机等。
行驶车道识别部20与影像获取部10连接，从影像获取部10获取的影像中识别出自车辆的行驶车道。
周围车道识别部30与影像获取部10连接，从影像获取部10获取的影像中识别出位于行驶车道的外侧的周围车道。
车辆识别部40与影像获取部10连接，从影像获取部10获取的影像中识别出垂直边缘(edge)和水平边缘来提取车道候选组，学习(training)车辆信息数据库60中的车辆数据和非车辆数据后，对提取的车道候选组是车辆还是非车辆进行识别。
在改变由行驶车道识别部20识别出的自车辆的行驶车道的情况下，控制部50根据由车辆识别部40识别的对方车辆(preceding vehicle)是否接近自车辆要改变的车道来判断碰撞危险并进行警告。
另外，本发明不仅有效应对对方车辆和自车辆改变车道时，而且对于横穿路面的行人或突然插入到路面的野生动物或落石等突发事件等也可积极应对。
在此，在判断为自车辆和对方车辆会有碰撞危险的情况下，控制部50可警告对方车辆。另外，在判断为自车辆和对方车辆有碰撞危险的情况下，控制部50也可警告自车辆。警告的方法可以为闪烁车辆前照灯、自动鸣警、通过音频通知对方车辆或通过自车辆的导航(Navigation)和对方车辆的导航互相通信的方式来进行通知等多种应用和变形。
另外，自车辆与行驶车道之间的偏移(offset)进入一定范围且相对于周围车道的自车辆的横向速度增加或自车辆亮起方向指示灯时，控制部50判断为改变车道。
另外，基于利用自车辆的制动的回避距离或利用自车辆的转向的回避距离，当回避距离进入已设定值范围内时，控制部50判断为碰撞危险并警告(Alarm)自车辆以禁止改变车道。
在此，利用自车辆的制动的回避距离dbrk_aoid可根据以下数学式1进行设定。
[数学式1]
其中，v表示车辆速度，a表示可行的减速度，t表示延迟时间。
并且，利用自车辆的转向的回避距离dsteer_avoid可根据以下数学式2进行设定。
[数学式2]
其中，v表示障碍物的宽度。
另外，基于利用自车辆的制动的回避距离或利用自车辆的转向的回避距离，当回避距离进入已设定值范围内时，控制部50判断为碰撞危险并警告对方车辆以禁止改变车道。
图2是用于说明根据本发明实施例的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别方法的动作流程图。
本发明中，对方车辆(Preceding Vehicle)的说明如下：在自车辆行驶的行驶车道上，行驶在周围车道上的对方车辆改变车道而进入自车辆的行驶车道时，进入行驶车道的周围车辆。
参照图2，根据本发明的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置100先由影像获取部10通过摄像机对行驶的自车辆的前方和周围进行拍摄而获取前方影像和周围影像(S1)。
接着，车道改变车辆识别装置100执行从自车辆前方和周围影像中识别出行驶车道、周围车道和车辆的动作(S2)。
即，通过行驶车道识别部20从自车辆的前方影像和周围影像中识别出自车辆的行驶车道，通过周围车道识别部30从自车辆的前方影像和周围影像中识别出周围车道。
并且，车道改变车辆识别装置100通过车辆识别部40来识别行驶在周围车道上的是对方车辆还是非车辆。
更具体地，从自车辆的前方影像和周围影像中识别出自车辆的行驶车道后，执行识别行驶车道的外侧的周围车道的过程。
接着，还执行从自车辆的前方影像和周围影像中识别出行驶车道的外侧的周围车道上的是车辆还是非车辆的过程。
此时，在被识别为存在于周围车道的物体是车辆还是非车辆的识别过程中，从自车辆的前方影像和周围影像中识别出垂直边缘(edge)和水平边缘而提取车道候选组后，通过对车道候选组的学习(traomomg)来区分是车辆还是非车辆。
例如，利用3×3索贝尔掩模(3by 3Sobel Mask)提取根据表1的水平边缘和表2的垂直边缘的轮廓线，利用提取的垂直边缘和水平边缘来提取车道候选组，对于车道候选组，通过SVM(Support Vector Machine)来学习存储在车辆信息数据库60中的车辆数据和非车辆数据以区分车辆或非车辆。在此，利用索贝尔掩模或SVM来决定(Decision)边界线(Boudary Line)的是常规公知的技术，因此省略对此的详细说明。
[表1]
| -1 | -2 | -1 |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 2 | 1 |
[表2]
| -1 | 0 | 1 |
| -2 | 0 | 2 |
| -1 | 0 | 1 |
接着，车道改变车辆识别装置100以已识别的信息为基础，判断是自车辆的车道改变与否或行驶在周围车道的对方车辆的车道改变与否(S3)。
此时，对于判断自车辆的车道是否改变而言，通过与行驶车道之间的偏移(offset)进入一定范围且相对于行驶车道的自车辆的横向速度增加或自车辆亮起方向指示灯时，判断改变车道。
另外，行驶在周围车道上的对方车辆的车道改变与否是通过与周围车道之间的偏移进入一定范围且相对于行驶车道的对方车辆的横向速度增加或对方车辆亮起方向指示灯来判断的。
接着，车道改变车辆识别装置100是基于自车辆的车道改变信息或对方车辆的车道改变信息，当对方车辆接近或进入自车辆要改变的行驶车道而判断为有碰撞危险时，向对方车辆警告危险(S4)。
另外，在判断为有自车辆和对方车辆的碰撞危险时，车道改变车辆识别装置100也向自车辆进行警告而输出警报(Alarm)。
此时，对于碰撞危险的判断，车道改变车辆识别装置100基于利用自车辆的制动的回避距离或利用自车辆的转向的回避距离，当回避距离进入已设定值范围内时，判断自车辆和对方车辆有碰撞危险，通知自车辆禁止改变车道或警告对方车辆禁止改变车道。利用自车辆的制动的回避距离dbrk_aoid可根据数学式1算出，利用自车辆的转向的回避距离dsteer_avoid可根据数学式2来算出。
警告的方法可以为闪烁车辆前照灯、自动鸣警、通过音频通知对方车辆或通过自车辆的导航(Navigation)和对方车辆的导航互通信的方式来进行通知等多种应用和变形。
如前所述，根据本发明可实现利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置及方法，所述装置和方法在自车辆想改变行驶车道时，能对从周围车道插入自己行驶车道的对方车辆进行感应并警告，实现车辆的安全驾驶。
本发明的技术领域的本领域人员不需要变更其技术思想或必要特征而实施为其他具体形式，因此应理解以上所述的实施例在所有方面均为例示的，而不是限定本发明。
因此，相比于上述详细说明，本发明范围应根据权利要求范围而被解释，权利要求范围的意思和范围及从其等价概念导出的所有变更或变形的形态应被解释为包含在本发明的范围中。
Claims (10)
1.一种利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置，其特征在于，包括：
对行驶的自车辆的前方影像和周围影像进行拍摄的影像获取部；
从上述影像获取部拍摄到的影像中识别出自车辆的行驶车道的行驶车道识别部；
从上述影像获取部拍摄到的影像中识别出上述行驶车道的外侧的周围车道的周围车道识别部；
从上述影像获取部拍摄到的影像中分类出用于区分车辆的车辆数据和非车辆数据来进行存储的车辆信息数据库；
车辆识别部，其从上述影像获取部拍摄到的影像中识别出垂直边缘和水平边缘来提取车道候选组，对上述车辆信息数据库中的车辆数据和非车辆数据进行学习，然后，对上述提取出的车道候选组是车辆还是非车辆进行识别；和
控制部，在改变上述自车辆的行驶车道的情况下，该控制部根据上述车辆识别部识别出的对方车辆是否接近自车辆要改变的车道，警告碰撞危险，
基于利用上述自车辆的制动的回避距离或利用上述自车辆的转向的回避距离，当上述回避距离进入已设定值范围内时，上述控制部判断为碰撞危险并通知上述自车辆禁止改变车道，或警告上述对方车辆禁止改变车道。
2.如权利要求1所述的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置，其特征在于，在判断为上述自车辆存在上述对方车辆的碰撞危险的情况下，上述控制部对上述对方车辆进行警告。
3.如权利要求2所述的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置，其特征在于，在判断为上述自车辆存在上述对方车辆的碰撞危险的情况下，上述控制部对上述自车辆进行警告。
4.如权利要求1所述的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置，其特征在于，当上述自车辆与上述行驶车道之间的偏移进入一定范围且相对于上述行驶车道的横向速度增加或上述自车辆的方向指示灯亮时，上述控制部判断为改变上述行驶车道。
5.如权利要求1所述的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置，其特征在于，当行驶在上述周围车道上的对方车辆与上述周围车道之间的偏移进入一定范围且相对于上述行驶车道的上述对方车辆的横向速度增加或上述对方车辆的方向指示灯亮时，上述控制部判断为改变车道。
6.如权利要求1所述的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别装置，其特征在于，所述车道改变车辆识别装置还包括警告警报部，该警告警报部通知上述自车辆禁止改变车道或警告上述对方车辆禁止改变车道。
7.一种车道改变车辆识别装置的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别方法，该车道改变车辆识别装置具有车辆信息数据库，在该车辆信息数据库中存储有从影像中分类出的用于区分车辆的车辆数据和非车辆数据，
该车道改变车辆识别方法的特征在于，包括如下步骤：
获取行驶的自车辆的前方影像和周围影像；
从上述自车辆的前方影像和周围影像中识别出自车辆的行驶车道和位于上述行驶车道的外侧的周围车道；
从上述自车辆的前方影像和周围影像中识别出垂直边缘和水平边缘而提取车道候选组；
对上述车辆信息数据库中的车辆数据和非车辆数据进行学习，然后，对上述提取出的车道候选组是否为车辆进行识别；
对上述自车辆是否改变车道或行驶在上述周围车道上的对方车辆是否改变车道进行判断；以及
在上述对方车辆向上述自车辆要改变的行驶车道接近或进入而判断为有碰撞危险时，向上述对方车辆警告危险，
在向上述对方车辆警告危险的步骤中，在判断上述碰撞危险时，基于利用上述自车辆的制动的回避距离或利用上述自车辆的转向的回避距离，当上述回避距离进入已设定值范围内时，通知上述自车辆禁止改变车道，或警告上述对方车辆禁止改变车道。
8.如权利要求7所述的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别方法，其特征在于，在向上述对方车辆警告危险的步骤中，在判断为上述自车辆有上述对方车辆的碰撞危险时，对上述自车辆进行警告。
9.如权利要求7所述的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别方法，其特征在于，在上述判断是否改变车道的步骤中，对于上述自车辆是否改变车道的判断而言，在上述自车辆与上述行驶车道之间的偏移进入一定范围且相对于上述行驶车道的横向速度增加或上述自车辆亮起方向指示灯时，判断为改变车道。
10.如权利要求7所述的利用了识别周围车道的车道改变车辆识别方法，其特征在于，在上述判断是否改变车道的步骤中，对于行驶在上述周围车道上的对方车辆是否改变车道的判断而言，在行驶在上述周围车道上的对方车辆与上述周围车道之间的偏移进入一定范围且相对于上述周围车道的横向速度增加或上述对方车辆亮起方向指示灯时，判断为改变车道。
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