CN108437893A - 一种汽车偏离车道的预警方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车偏离车道的预警方法及装置，属于汽车主动安全技术领域。方法包括：通过摄像头采集车道线图像，并基于车道线图像计算偏移距离；偏移距离为汽车前轴中心点偏离车道中心线的距离；通过惯性测量单元获得车辆在行驶方向的速度和偏航角，并基于车辆在行驶方向的速度和偏航角计算预备偏移距离；根据预备偏移距离对偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离；基于修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警。装置包括：摄像头、惯性测量单元、偏移距离计算单元、预备偏移距离计算单元、修正单元和预警单元。本发明能解决现阶段车道线图像识别有限、以及车道线破损所带来的预警的误报率与漏报率相对较高的问题。

Description

一种汽车偏离车道的预警方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车主动安全技术领域，特别涉及一种汽车偏离车道的预警方法及装置。

背景技术

车道偏离预警系统是汽车主动安全技术中的一种，车道偏离预警系统能够通过报警的方式辅助驾驶员减少因车道偏离而发生交通事故。目前，大部分车道偏离预警系统只是基于摄像头拍摄的车道线图像做预警功能开发。

由于现阶段车道线图像识别有限，加之，道路车道线可能存在破损，使得仅仅基于摄像头做预警功能开发，预警的误报率与漏报率相对较高。

发明内容

为了解决现阶段车道线图像识别有限、以及车道线破损所带来的预警的误报率与漏报率相对较高的问题，本发明实施例提供了一种汽车偏离车道的预警方法及装置。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种汽车偏离车道的预警方法，所述方法包括：

通过摄像头采集车道线图像，并基于所述车道线图像计算偏移距离；所述偏移距离为汽车前轴中心点偏离车道中心线的距离；

通过惯性测量单元获得车辆在行驶方向的速度和偏航角，并基于所述车辆在行驶方向的速度和所述偏航角计算预备偏移距离，所述偏航角为所述车道中心线与汽车行驶方向的夹角；

根据所述预备偏移距离对所述偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离；

基于所述修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警。

优选地，基于所述车辆在行驶方向的速度和所述偏航角计算预备偏移距离，包括：

当所述车辆的当前位置为最初位置时，将所述预备偏移距离置为0；所述最初位置为所述摄像头输出第1帧车道线图像时所述车辆所在的位置；

当所述车辆的当前位置不是所述最初位置时，确定所述车辆在前一位置时的修正后的偏移距离；所述前一位置为所述摄像头输出第n’帧车道线图像时所述车辆所在的位置，所述第n’帧车道线图像为位于当前帧车道线图像之前的车道线图像；

根据所述车辆在行驶方向的速度和所述偏航角，计算车辆以所述前一位置为起始位置行驶至当前位置后的偏移距离增量；

将所述车辆在所述前一位置时的修正后的偏移距离加上所述偏移距离增量，得到所述预备偏移距离。

优选地，确定所述车辆在前一位置时的修正后的偏移距离，包括：

确定汽车的当前速度和当前偏航角；

当所述汽车的当前速度大于所述速度阈值、且所述汽车的当前偏航角大于所述偏航角阈值时，确定所述汽车的前一位置为所述摄像头输出第i帧车道线图像时汽车所在位置；

当所述汽车的当前速度不大于所述速度阈值、和/或所述汽车的当前偏航角不大于所述偏航角阈值时，确定所述汽车的前一位置为所述摄像头输出第j帧车道线图像时汽车所在位置；i＝n-b，j＝n-p，n为当前帧车道线图像的帧号，b为第一预设帧数，p为第二预设帧数，p大于b；

确定车辆在所述前一位置时的修正后的偏移距离。

优选地，按照如下公式计算所述偏移距离增量：

△d为所述偏移距离增量，t为所述摄像头输出车道线图像的周期，V_xr为所述摄像头输出第r帧图像时汽车在行驶方向的速度，为所述摄像头输出所述第r帧图像时汽车的偏航角；当所述汽车的前一位置为所述摄像头输出所述第i帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝i+1；当所述汽车的前一位置为所述摄像头输出所述第j帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝j+1。

优选地，根据所述预备偏移距离对所述偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离，包括：

检测车道线是否破损；

当所述车道线破损时，将所述预备偏移距离作为所述修正后的偏移距离；

当所述车道线未破损时，通过公式d＝0.3×d₁+0.7×d₂计算所述修正后的偏移距离，d为所述修正后的偏移距离，d₁为所述偏移距离，d₂为所述预备偏移距离。

另一方面，提供了一种汽车偏离车道的预警装置，所述装置包括：

摄像头，用于采集车道线图像；

惯性测量单元，用于获得车辆在行驶方向的速度和偏航角，所述偏航角为所述车道中心线与汽车行驶方向的夹角；

偏移距离计算单元，用于基于所述摄像头采集的车道线图像计算偏移距离；所述偏移距离为汽车前轴中心点偏离车道中心线的距离；

预备偏移距离计算单元，用于基于所述惯性测量单元获得的车辆在行驶方向的速度和偏航角计算预备偏移距离；

修正单元，用于根据所述预备偏移距离对所述偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离；

预警单元，用于基于所述修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警。

优选地，所述预备偏移距离计算单元用于，

当所述车辆的当前位置为最初位置时，将所述预备偏移距离置为0；所述最初位置为所述摄像头输出第1帧车道线图像时所述车辆所在的位置；

当所述车辆的当前位置不是所述最初位置时，确定所述车辆在前一位置时的修正后的偏移距离；所述前一位置为所述摄像头输出第n’帧车道线图像时所述车辆所在的位置，所述第n’帧车道线图像为位于当前帧车道线图像之前的车道线图像；

根据所述车辆在行驶方向的速度和所述偏航角，计算车辆以所述前一位置为起始位置行驶至当前位置后的偏移距离增量；

将所述车辆在所述前一位置时的修正后的偏移距离加上所述偏移距离增量，得到所述预备偏移距离。

优选地，所述预备偏移距离计算单元用于，

确定汽车的当前速度和当前偏航角；

当所述汽车的当前速度大于所述速度阈值、且所述汽车的当前偏航角大于所述偏航角阈值时，确定所述汽车的前一位置为所述摄像头输出第i帧车道线图像时汽车所在位置；当所述汽车的当前速度不大于所述速度阈值、和/或所述汽车的当前偏航角不大于所述偏航角阈值时，确定所述汽车的前一位置为所述摄像头输出第j帧车道线图像时汽车所在位置；i＝n-b，j＝n-p，n为当前帧车道线图像的帧号，b为第一预设帧数，p为第二预设帧数，p大于b；

确定车辆在所述前一位置时的修正后的偏移距离。

优选地，所述预备偏移距离计算单元按照如下公式计算所述偏移距离增量：

△d为所述偏移距离增量，t为所述摄像头输出车道线图像的周期，V_xr为所述摄像头输出第r帧图像时汽车在行驶方向的速度，为所述摄像头输出所述第r帧图像时汽车的偏航角；当所述汽车的前一位置为所述摄像头输出所述第i帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝i+1；当所述汽车的前一位置为所述摄像头输出所述第j帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝j+1。

优选地，所述修正单元用于，

检测车道线是否破损；

当所述车道线破损时，将所述预备偏移距离作为所述修正后的偏移距离；

当所述车道线未破损时，通过公式d＝0.3×d₁+0.7×d₂计算所述修正后的偏移距离，d为所述修正后的偏移距离，d₁为所述偏移距离，d₂为所述预备偏移距离。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过基于车道线图像计算偏移距离，基于车辆在行驶方向的速度和偏航角计算预备偏移距离，根据预备偏移距离对偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离，能够避免仅将基于车道线图像计算出的偏移距离作为实际偏移距离时，由于车道线图像识别有限、以及车道线破损所带来的计算误差问题；通过基于由预备偏移距离修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警，能够提高预警的准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种汽车偏离车道的预警方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的又一种汽车偏离车道的预警方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的基于车道线图像计算偏移距离的流程图；

图4是本发明实施例提供的汽车的偏航角的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种汽车偏离车道的预警装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种汽车偏离车道的预警装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了本发明实施例提供的一种汽车偏离车道的预警方法，参见图1，该方法流程包括如下步骤。

步骤101、通过摄像头采集车道线图像，并基于车道线图像计算偏移距离。

其中，偏移距离为汽车前轴中心点偏离车道中心线的距离。汽车前轴为汽车前轮之间的连轴。摄像头可以是单目摄像头。

本发明实施例不限制基于车道线图像计算偏移距离的方式，可以采用任何一种基于车道线图像计算偏移距离的方式来计算偏移距离。

步骤102、通过惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，简称IMU)获得车辆在行驶方向的速度和偏航角，并基于车辆在行驶方向的速度和偏航角计算预备偏移距离。

其中，偏航角指车道中心线与汽车行驶方向的夹角。

本发明实施例不限制基于车道线图像计算预备偏移距离的方式，可以采用任何一种基于IMU计算偏移距离的方式来计算预备偏移距离。

步骤103、根据预备偏移距离对偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离。

步骤104、基于修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警。

本发明实施例通过基于车道线图像计算偏移距离，基于车辆在行驶方向的速度和偏航角计算预备偏移距离，根据预备偏移距离对偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离，能够避免仅将基于车道线图像计算出的偏移距离作为实际偏移距离时，由于车道线图像识别有限、以及车道线破损所带来的计算误差问题；通过基于由预备偏移距离修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警，能够提高预警的准确率。

图2示出了本发明实施例提供的又一种汽车偏离车道的预警方法，与图1示出的方法相比，本发明实施例将详细介绍偏移距离和预备偏移距离的计算方式，以及根据预备偏移距离，如何确定修正后的偏移距离。参见图2，该方法流程包括如下步骤。

步骤201、通过摄像头采集车道线图像。

其中，摄像头可以安装在汽车的前挡风玻璃中心处、且靠近后视镜，以保证摄像头采集的车道线图片中无汽车前舱盖出现。

具体地，摄像头可以按照设定周期采集并输出车道线图像。

步骤202、基于车道线图像计算偏移距离。

如图3所示，步骤202包括如下步骤202a-步骤202f。

步骤202a、对车道线图像原始图片进行处理。

处理过程顺次包括灰度化、二值化和逆透视变换。具体地，先将车道线原始图片灰度化，接着将灰度化的图片二值化，再将二值化的图片逆透视变换，逆透视变换是为了得到与自定义xOy坐标系一致的车道线图像。参见图4，在本实施例中，自定义xOy坐标系的原点O为摄像头的安装处，x轴与汽车中轴线重合且与汽车行驶方向相同，y轴与x轴垂直且正向朝汽车右侧方向。汽车中轴线为，汽车前轮连轴的中点与汽车后轮的连轴的中点之间的连线。

步骤202b、从处理后的图片上提取车道线。

可以采用sobel算子从处理后的图片上将两条车道线提取出来。

步骤202c、基于提取的车道线，拟合车道线方程。

在采用sobel算子提取车道线后，可以采用车道线方程拟合算法分别拟合两条车道线的车道线方程。车道线方程拟合算法包括但不限于最小二乘法，拟合原理包括：确定提取出的车道线上多个像素点的坐标；根据确定的多个像素点的坐标，计算出车道线的斜率k、以及车道线在y轴的截距b，得到车道线方程y＝kx+b。

步骤202d、确定汽车当前速度和通过IMU获得当前偏航角。

在本发明实施例中，汽车的偏航角为车道中心线与汽车行驶方向的夹角，即车道中心线与x轴正向之间的夹角。参见图4，θ为偏航角。

其中，可以从整车车载诊断系统(On-Board Diagnostic，简称OBD)读取汽车的当前速度。

可选地，IMU可以与摄像头安装在一处。IMU通常包括陀螺仪和加速计，陀螺仪测量并输出车辆角速度，对IMU中陀螺仪测量的车辆角速度进行积分，得到偏航角。

本发明实施例不限制计算当前偏航角的方式，除通过IMU计算偏航角之外，还可以通过前述车道线方程计算。具体地，知道车道线斜率k和x轴截距，根据三角函数关系可以计算偏航角。或者，还可以分别对通过IMU计算的偏航角和通过车道线方程计算的偏航角进行加权求和得到偏航角。具体地，偏航角θ＝K1×θ1+K2×θ2。K1+K2＝1，K1和K2分别为预设权重，θ1为通过IMU计算的偏航角，θ2为通过车道线方程计算的偏航角。其中预设权重K1和K2可以通过采样大量的样本数据获得。

步骤202e、根据汽车当前速度和当前偏航角，计算预瞄距离。

本步骤202e包括：首先，根据汽车当前速度和当前偏航角获得速度影响因子和偏航角影响因子。具体地，预先建立速度与速度影响因子的对应关系、以及偏航角与偏航角影响因子的对应关系；根据预先建立的对应关系，获得当前速度对应的速度影响因子，以及当前偏航角对应的偏航角影响因子。其中，建立的速度与速度影响因子的对应关系中，速度越大，其对应的速度影响因子越大；建立的偏航角与偏航角影响因子的对应关系中，偏航角越大，其对应的偏航角影响因子越大。其次，根据公式(1)计算预瞄距离x_pre。

x_pre＝(μ·v)(λ·θ)……(1)

其中，v为汽车的当前速度，θ为当前偏航角，μ为当前速度对应的速度影响因子，λ为当前偏航角对应的偏航角影响因子。

步骤202f、基于车道线方程和预瞄距离，计算偏移距离。

具体地，假设两条车道线的车道线方程分别为y＝k₁x+b₁和y＝k₂x+b₂，按照公式(2)计算偏移距离d₁。

本发明实施例不限制基于车道线图像计算偏移距离的方式，除了上述计算方式外还可以采用任何一种其他基于车道线图像计算偏移距离的方式来计算偏移距离。

步骤203、通过IMU获得车辆在行驶方向的速度和偏航角。

如前所述，IMU通常包括陀螺仪和加速计，陀螺仪测量并输出车辆角速度，加速计测量并输出车辆加速度。在本实施例中，加速计至少测量和输出汽车在x轴方向(即汽车行驶方向)的加速度。基于汽车在x轴方向的加速度，可以计算得到x轴方向的速度。

需要注意的是，车辆的速度(参见步骤202d)与车辆在行驶方向的速度两者的区别在于，获得方式不同。

需要说明的是，本发明实施例不限制步骤203与步骤201的执行顺序，步骤201与步骤203可以同时执行。

步骤204、确定车辆的当前位置是否为最初位置。

当车辆的当前位置为最初位置时，将预备偏移距离置为0，执行步骤210；当车辆的当前位置不是最初位置时，执行步骤205。

其中，最初位置为摄像头输出第1帧车道线图像时车辆所在的位置。具体地，车道偏离预警功能开启后，摄像头开始工作并输出第1帧车道线图像。

步骤205、确定车辆在前一位置时的修正后的偏移距离。

其中，前一位置为摄像头输出第n’帧车道线图像时车辆所在的位置，第n’帧车道线图像为位于当前帧车道线图像之前的车道线图像。

可以按照如下流程确定汽车的前一位置：

首先，确定汽车的当前速度和当前偏航角。具体请参见步骤202d，在此不再赘述。

其次，比较汽车的当前速度与速度阈值，以及比较汽车的当前偏航角与偏航角阈值。

当汽车的当前速度大于速度阈值、且汽车的当前偏航角大于偏航角阈值时，确定汽车的前一位置为摄像头输出第i帧车道线图像时汽车所在位置；i＝n-b，n为当前帧车道线图像的帧号，b为第一预设帧数。当汽车的当前速度不大于速度阈值，和/或汽车的当前偏航角不大于偏航角阈值时，确定汽车的前一位置为摄像头输出第j帧车道线图像时汽车所在位置；j＝n-p，p为第二预设帧数。p大于b。例如，b＝3，p＝5。

汽车的速度越快，偏航角越大，表明汽车偏离车道线的可能性较大，这时，选择前面图像距离当前帧图像较小帧数的图像作为汽车的前一位置，能够较快地使IMU在解算修正后的偏移距离时发挥作用。这是因为，在计算修正后的偏移距离时，IMU解算的预备偏移距离占据0.7的权重(详细请参见步骤210)、且预备偏移距离等于汽车在前一位置时的修正后的偏移距离与偏移距离增量之和(详细请参见步骤207)。选取前面图像距离当前帧图像较小帧数的图像作为汽车的前一位置，在计算预备偏移距离时增大了汽车在前一位置时的修正后的偏移距离的比重，从而在计算修正后的偏移距离时，增大了IMU解算的预备偏移距离的比重。

确定前一位置之后，获得车辆在前一位置时的修正后的偏移距离。

需要说明的是，假若当前位置为摄像头输出第二帧车道线图像时汽车所在位置，这时，车辆在前一位置时的修正后的偏移距离即为车辆在摄像头输出第1帧车道线图像时的修正后的偏移距离，具体是基于第1帧车道线图像计算的偏移距离。

步骤206、根据车辆在行驶方向的速度和偏航角，计算车辆以前一位置为起始位置行驶至当前位置后的偏移距离增量。

按照如下公式(3)计算车辆以前一位置为起始位置行驶至当前位置后的偏移距离增量：

△d为偏移距离增量，t为摄像头输出车道线图像的周期，V_xr为摄像头输出第r帧图像时汽车在行驶方向的速度，为摄像头输出第r帧图像时汽车的偏航角；当汽车的前一位置为摄像头输出第i帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝i+1；当汽车的前一位置为摄像头输出第j帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝j+1。

通过提供偏移距离增量的具体计算方式，能够为计算预备偏移距离提供数据参考。并且，该计算方式比较简单，容易实现，实用性较高。

步骤207、将车辆在前一位置时的修正后的偏移距离加上偏移距离增量，得到预备偏移距离。

其中，预备偏移距离d2＝d’+△d，d’为车辆在前一位置时的修正后的偏移距离。

通过IMU获得车辆在行驶方向的速度和偏航角，并基于车辆在行驶方向的速度和所述偏航角计算预备偏移距离，在基于车道线图像计算偏移距离的前提下，为确定修正后的偏移距离增加了新的参考数据，提高精确率。

步骤208、检测车道线是否破损。

当车道线破损时，执行步骤209；当车道线未破损时，执行步骤210。

车道线是否破损的检测方式包括，首先，基于车道线图像提取车道线。可以采用步骤202a和步骤202b提取车道线。其次，在提取出车道线之后，读取整条车道线的宽度。然后，确定车道线的宽度在长度方向是否出现波动，波动指宽度不一致。当宽度出现波动的车道线的长度超过2/3车道线时，确定车道线破损，执行步骤209。反之，当宽度出现波动的车道线的长度未超过2/3车道线时，确定车道线未破损，执行步骤210。

步骤209、将预备偏移距离作为修正后的偏移距离。执行步骤211。

在车道线破损时，不考虑基于车道线图像计算出的偏移距离，直接将预备偏移距离作为修正后的偏移距离，能够避免仅基于摄像头做车道偏离预警功能开发时的误报和漏报，提高了车道偏离预警的准确率。

步骤210、通过公式d＝0.3×d1+0.7×d2计算修正后的偏移距离。执行步骤211。

其中，d为修正后的偏移距离，d1为偏移距离，d2为预备偏移距离。

在车道线未破损时，能够基于偏移距离和预备偏移距离计算修正后的偏移距离，避免仅基于摄像头做车道偏离预警功能开发时的误报和漏报，提高了车道偏离预警的准确率。

步骤211、根据如下公式(4)计算最优偏移距离。

D＝κ·(μ·v)(λ·θ)……(4)

其中，D为最优偏移距离，κ为预设系数。κ可以通过采样大量试验数据得到。

步骤212、比较修正后的偏移距离与最优偏移距离。

当修正后的偏移距离大于最优偏移距离时，执行步骤213。当修正后的偏移距离不大于最优偏移距离时，退出本次流程，执行步骤201。

步骤213、进行车道偏离预警。

预警方式包括但不限于开启蜂鸣器、震动方向盘、以及通过车载显示器显示预设图像三种方式中的一种或多种。

图5示出了本发明实施例提供的一种汽车偏离车道的预警装置，参见图5，该装置包括摄像头51、IMU 52、偏移距离计算单元53、预备偏移距离计算单元54、修正单元55和预警单元56。

摄像头51，用于采集车道线图像。

IMU 52，用于获得车辆在行驶方向的速度和偏航角。

偏移距离计算单元53，用于基于摄像头51采集的车道线图像计算偏移距离。偏移距离为汽车前轴中心点偏离车道中心线的距离。

预备偏移距离计算单元54，用于基于IMU 52获得的车辆在行驶方向的速度和偏航角计算预备偏移距离。

修正单元55，用于根据预备偏移距离对偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离。

预警单元56，用于基于修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警。

作为优选的实施方式，预备偏移距离计算单元54用于，当车辆的当前位置为最初位置时，将预备偏移距离置为0；最初位置为摄像头51输出第1帧车道线图像时车辆所在的位置；当车辆的当前位置不是最初位置时，确定车辆在前一位置时的修正后的偏移距离；根据车辆在行驶方向的速度和偏航角，计算车辆以前一位置为起始位置行驶至当前位置后的偏移距离增量；将车辆在前一位置时的修正后的偏移距离加上偏移距离增量，得到预备偏移距离。前一位置为摄像头51输出第n’帧车道线图像时车辆所在的位置，第n’帧车道线图像为位于当前帧车道线图像之前的车道线图像。

作为优选的实施方式，预备偏移距离计算单元54用于，确定汽车的当前速度和当前偏航角；比较汽车的当前速度与速度阈值，以及比较汽车的当前偏航角与偏航角阈值；当汽车的当前速度大于速度阈值、且汽车的当前偏航角大于偏航角阈值时，确定汽车的前一位置为摄像头输出第i帧车道线图像时汽车所在位置；当汽车的当前速度不大于速度阈值、和/或汽车的当前偏航角不大于偏航角阈值时，确定汽车的前一位置为摄像头输出第j帧车道线图像时汽车所在位置；i＝n-b，j＝n-p，n为当前帧车道线图像的帧号，b为第一预设帧数，p为第二预设帧数，p大于b；确定车辆在前一位置时的修正后的偏移距离。

作为优选的实施方式，预备偏移距离计算单元54用于，按照公式(3)计算车辆以前一位置为起始位置行驶至当前位置后的偏移距离增量。

作为优选的实施方式，修正单元55用于，检测车道线是否破损；当车道线破损时，将预备偏移距离作为修正后的偏移距离；当车道线未破损时，通过公式d＝0.3*d₁+0.7*d₂计算修正后的偏移距离，d为修正后的偏移距离，d₁为偏移距离，d₂为预备偏移距离。

作为优选的实施方式，预警单元56用于，根据汽车的当前速度和当前偏航角，计算最优偏移距离；比较修正后的偏移距离与最优偏移距离；当修正后的偏移距离大于最优偏移距离时，进行车道偏离预警。

本发明实施例通过基于车道线图像计算偏移距离，基于车辆在行驶方向的速度和偏航角计算预备偏移距离，根据预备偏移距离对偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离，能够避免仅将基于车道线图像计算出的偏移距离作为实际偏移距离时，由于车道线图像识别有限、以及车道线破损所带来的计算误差问题；通过基于由预备偏移距离修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警，能够提高预警的准确率。

图6示出了本发明实施例提供的又一种汽车偏离车道的预警装置。该控制装置可以为计算机1700等设备，具体来讲，计算机1700包括中央处理单元(CPU)1701、包括随机存取存储器(RAM)1702和只读存储器(ROM)1703的系统存储器1704，以及连接系统存储器1704和中央处理单元1701的系统总线1705。

不失一般性，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储其技术，CD-ROM、DVD或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。当然，本领域技术人员可知计算机存储介质不局限于上述几种。

根据本发明的各种实施例，计算机1700还可以通过诸如以太网或CAN等网络连接到摄像头和IMU。也即计算机1700可以通过连接在系统总线1705上的网络接口单元1711连接到摄像头和IMU，或者说，也可以使用网络接口单元1711来连接到其他类型的网络或远程计算机系统(未示出)。

上述存储器还包括一个或者一个以上的程序，一个或者一个以上程序存储于存储器中，被配置由CPU执行。当CPU执行存储器中的程序时，可以实现图1、图2或图3示出的方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由计算机1700的中央处理单元1701加载并执行以完成图1、图2或图3示出的方法。例如，计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

需要说明的是：上述实施例提供的汽车偏离车道的预警装置在对汽车偏离车道进行预警时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的汽车偏离车道的预警装置与汽车偏离车道的预警方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车偏离车道的预警方法，其特征在于，所述方法包括：

通过摄像头采集车道线图像，并基于所述车道线图像计算偏移距离；所述偏移距离为汽车前轴中心点偏离车道中心线的距离；

通过惯性测量单元获得车辆在行驶方向的速度和偏航角，并基于所述车辆在行驶方向的速度和所述偏航角计算预备偏移距离，所述偏航角为所述车道中心线与汽车行驶方向的夹角；

根据所述预备偏移距离对所述偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离；

基于所述修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警。

2.根据权利要求1所述的汽车偏离车道的预警方法，其特征在于，基于所述车辆在行驶方向的速度和所述偏航角计算预备偏移距离，包括：

当所述车辆的当前位置为最初位置时，将所述预备偏移距离置为0；所述最初位置为所述摄像头输出第1帧车道线图像时所述车辆所在的位置；

当所述车辆的当前位置不是所述最初位置时，确定所述车辆在前一位置时的修正后的偏移距离；所述前一位置为所述摄像头输出第n’帧车道线图像时所述车辆所在的位置，所述第n’帧车道线图像为位于当前帧车道线图像之前的车道线图像；

根据所述车辆在行驶方向的速度和所述偏航角，计算车辆以所述前一位置为起始位置行驶至当前位置后的偏移距离增量；

将所述车辆在所述前一位置时的修正后的偏移距离加上所述偏移距离增量，得到所述预备偏移距离。

3.根据权利要求2所述的汽车偏离车道的预警方法，其特征在于，确定所述车辆在前一位置时的修正后的偏移距离，包括：

确定汽车的当前速度和当前偏航角；

当所述汽车的当前速度大于所述速度阈值、且所述汽车的当前偏航角大于所述偏航角阈值时，确定所述汽车的前一位置为所述摄像头输出第i帧车道线图像时汽车所在位置；

当所述汽车的当前速度不大于所述速度阈值、和/或所述汽车的当前偏航角不大于所述偏航角阈值时，确定所述汽车的前一位置为所述摄像头输出第j帧车道线图像时汽车所在位置；i＝n-b，j＝n-p，n为当前帧车道线图像的帧号，b为第一预设帧数，p为第二预设帧数，p大于b；

确定车辆在所述前一位置时的修正后的偏移距离。

4.根据权利要求3所述的汽车偏离车道的预警方法，其特征在于，按照如下公式计算所述偏移距离增量：

△d为所述偏移距离增量，t为所述摄像头输出车道线图像的周期，V_xr为所述摄像头输出第r帧图像时汽车在行驶方向的速度，为所述摄像头输出所述第r帧图像时汽车的偏航角；当所述汽车的前一位置为所述摄像头输出所述第i帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝i+1；当所述汽车的前一位置为所述摄像头输出所述第j帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝j+1。

5.根据权利要求1所述的汽车偏离车道的预警方法，其特征在于，根据所述预备偏移距离对所述偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离，包括：

检测车道线是否破损；

当所述车道线破损时，将所述预备偏移距离作为所述修正后的偏移距离；

当所述车道线未破损时，通过公式d＝0.3×d₁+0.7×d₂计算所述修正后的偏移距离，d为所述修正后的偏移距离，d₁为所述偏移距离，d₂为所述预备偏移距离。

6.一种汽车偏离车道的预警装置，其特征在于，所述装置包括：

摄像头，用于采集车道线图像；

惯性测量单元，用于获得车辆在行驶方向的速度和偏航角，所述偏航角为所述车道中心线与汽车行驶方向的夹角；

偏移距离计算单元，用于基于所述摄像头采集的车道线图像计算偏移距离；所述偏移距离为汽车前轴中心点偏离车道中心线的距离；

预备偏移距离计算单元，用于基于所述惯性测量单元获得的车辆在行驶方向的速度和偏航角计算预备偏移距离；

修正单元，用于根据所述预备偏移距离对所述偏移距离进行修正，得到修正后的偏移距离；

预警单元，用于基于所述修正后的偏移距离，进行汽车偏离车道的预警。

7.根据权利要求6所述的汽车偏离车道的预警装置，其特征在于，所述预备偏移距离计算单元用于，

当所述车辆的当前位置为最初位置时，将所述预备偏移距离置为0；所述最初位置为所述摄像头输出第1帧车道线图像时所述车辆所在的位置；

当所述车辆的当前位置不是所述最初位置时，确定所述车辆在前一位置时的修正后的偏移距离；所述前一位置为所述摄像头输出第n’帧车道线图像时所述车辆所在的位置，所述第n’帧车道线图像为位于当前帧车道线图像之前的车道线图像；

根据所述车辆在行驶方向的速度和所述偏航角，计算车辆以所述前一位置为起始位置行驶至当前位置后的偏移距离增量；

将所述车辆在所述前一位置时的修正后的偏移距离加上所述偏移距离增量，得到所述预备偏移距离。

8.根据权利要求7所述的汽车偏离车道的预警装置，其特征在于，所述预备偏移距离计算单元用于，

确定汽车的当前速度和当前偏航角；

当所述汽车的当前速度大于所述速度阈值、且所述汽车的当前偏航角大于所述偏航角阈值时，确定所述汽车的前一位置为所述摄像头输出第i帧车道线图像时汽车所在位置；当所述汽车的当前速度不大于所述速度阈值、和/或所述汽车的当前偏航角不大于所述偏航角阈值时，确定所述汽车的前一位置为所述摄像头输出第j帧车道线图像时汽车所在位置；i＝n-b，j＝n-p，n为当前帧车道线图像的帧号，b为第一预设帧数，p为第二预设帧数，p大于b；

确定车辆在所述前一位置时的修正后的偏移距离。

9.根据权利要求8所述的汽车偏离车道的预警装置，其特征在于，所述预备偏移距离计算单元按照如下公式计算所述偏移距离增量：

△d为所述偏移距离增量，t为所述摄像头输出车道线图像的周期，V_xr为所述摄像头输出第r帧图像时汽车在行驶方向的速度，为所述摄像头输出所述第r帧图像时汽车的偏航角；当所述汽车的前一位置为所述摄像头输出所述第i帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝i+1；当所述汽车的前一位置为所述摄像头输出所述第j帧车道线图像时汽车所在位置时，m＝j+1。

10.根据权利要求6所述的汽车偏离车道的预警装置，其特征在于，所述修正单元用于，

检测车道线是否破损；

当所述车道线破损时，将所述预备偏移距离作为所述修正后的偏移距离；

当所述车道线未破损时，通过公式d＝0.3×d₁+0.7×d₂计算所述修正后的偏移距离，d为所述修正后的偏移距离，d₁为所述偏移距离，d₂为所述预备偏移距离。