CN108891414A - 一种车道变换辅助方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车道变换辅助方法及装置，所述方法包括：获取驾驶状态信息；根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道的意图；根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作；所述驾驶状态信息包括：驾驶员的视觉行为信息。所述装置包括：驾驶状态信息获取模块、变换车道意图确定模块、辅助模块。本发明能够能够更加准确地检测出驾驶员的车道变换意图，从而为驾驶员的车道变换操作提供有效的辅助。

Description

一种车道变换辅助方法及装置

技术领域

本发明涉及车辆以及交通领域，尤其涉及一种车道变换辅助方法及装置。

背景技术

随着科技以及经济的发展，车辆已经成为人们生活的必备工具。而对于驾车出行的人来说，安全始终是首位重要的问题。因此，现有技术的车辆，设置了车道变换预警装置。车道变换预警装置根据方向盘转角进行预测驾驶员是否具有变换车道的意图的预警机构，为驾驶行为增加了安全保障。但现有技术的车道变换预警装置预测效果较差，并不被大部分的驾驶员群体所接受。也有相关法律法规明确指出了当驾驶员产生转向意图时应提前至少3秒进行打转向灯操作。驾驶执照考核中一般也有规定：在打转向灯3秒期间不可以转动方向盘，以保证前后车有足够的时间进行环境感知调整相应驾驶策略。

由于驾驶员的反应时间以及动作执行所消耗的时间，以及现有技术中车道变换预警装置预测效果不理想，驾驶员的车道变换操作往往没能够得到车内现有设置的有效辅助。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种车道变换辅助方法及装置，能够更加准确地检测出驾驶员的车道变换意图，从而为驾驶员的车道变换操作提供有效的辅助。

基于上述目的本发明提供的车道变换辅助方法，包括如下步骤：

获取驾驶状态信息；

根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道的意图；

根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作；

所述驾驶状态信息包括：驾驶员的视觉行为信息。

可选的，所述获取驾驶状态信息的步骤包括：

通过图像获取装置获取驾驶员的瞳孔位置、角膜反射参数；

通过瞳孔位置、角膜反射参数计算视觉行为信息；

所述驾驶员的视觉行为信息包括：驾驶员的注视角度、驾驶员的注视区域、驾驶员对所述注视区域注视的时间、驾驶员对所述注视区域注视的频次。

可选的，所述驾驶状态信息还包括：道路环境信息和方向盘转角信息；

根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道的意图的步骤包括：

根据道路环境信息判断目前车辆所处的车道数；

当所述驾驶员的驾驶状态信息和所述方向盘转角信息指示驾驶员预备变换车道，且所述目前车辆所处的车道数指示存在相应可变换的车道时，确定驾驶员具有变换车道的意图。

可选的，所述根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作的步骤包括：

发出车道变换提示信息；和/或，打开车道变换转向灯；

所述提示信息包括声音信息、震动信息、灯光信息中的至少一种。

可选的，所述获取驾驶状态信息的步骤之前，包括：

采集驾驶员的视觉行为样本信息；

建立驾驶员的视觉行为样本信息和变换车道操作之间的对应关系，使得能够根据驾驶员的视觉行为信息确定驾驶员具有变换车道的意图。

同时，本发明还提供一种车道变换辅助装置，包括：

驾驶状态信息获取模块：用于获取驾驶状态信息；

变换车道意图确定模块：用于根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道的意图；

辅助模块：用于根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作；

所述驾驶状态信息包括：驾驶员的视觉行为信息。

可选的，所述驾驶状态信息获取模块包括：

视觉行为信息获取单元：用于通过图像获取装置获取驾驶员的瞳孔位置、角膜反射参数；

视觉行为信息计算单元：用于通过瞳孔位置、角膜反射参数计算视觉行为信息；

所述驾驶员的视觉行为信息包括：驾驶员注视角度、驾驶员注视区域、驾驶员对所述注视区域注视的时间、驾驶员对所述注视区域注视的频次。

可选的，所述驾驶状态信息还包括：道路环境信息和方向盘转角信息；

变换车道意图确定模块包括：

车道数判断单元：用于根据道路环境信息判断目前车辆所处的车道数；

所述变换车道意图确定模块用于当所述驾驶状态信息和所述方向盘转角信息指示驾驶员预备变换车道，且所述目前车辆所处的车道数指示存在相应可变换的车道时，确定驾驶员具有变换车道的意图。

可选的，所述辅助模块包括：

提示信息发送单元：用于发出车道变换提示信息；

和/或，转向灯开启单元：用于打开车道变换转向灯；

所述提示信息包括声音信息、震动信息、灯光信息中的至少一种。

可选的，所述装置包括：

样本信息采集模块：用于采集驾驶员的视觉行为样本信息；

对应关系建立模块：用于建立驾驶员的视觉行为样本信息和变换车道操作之间的对应关系，使得能够根据驾驶员的视觉行为信息确定驾驶员具有变换车道的意图。

从上面所述可以看出，本发明实施例提供的车道变换辅助方法和装置，通过驾驶员的视觉行为信息判断驾驶员是否具有变换车道的意图，能够在驾驶员实施变换车道操作之前，提前足够的时间预测即将发生的变换车道操作，具有更高的预测准确度，从而更为有效的进行警示或通过其它操作对驾驶员的变换车道的行为进行辅助，对忽略打转向灯的驾驶员进行语音与图标闪烁预警，纠正驾驶员的不良驾驶习惯，保证驾驶员安全、合法驾驶。

同时，本发明任意实施例所提供的方法可应用于计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意一项实施例所述的车道变换辅助方法中的步骤。

附图说明

图1为本发明实施例的车道变换辅助方法流程示意图；

图2为本发明另一实施例的车道变换辅助方法流程示意图；

图3为本发明一种实施例的车道变换辅助装置结构示意图；

图4为本发明一种实施例的摄像装置设置示意图；

图5为本发明一种实施例计算视觉行为信息时的坐标系建立示意图；

图6为本发明一种实施例的采集道路环境信息的摄像装置设置示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例首先提供一种车道变换辅助方法，包括如下步骤：

步骤101：获取驾驶状态信息。

在本发明实施例中，所述驾驶状态信息至少包括驾驶员的视觉行为信息。

步骤102：根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道的意图。

在具体实施例中，步骤101之前，预先获取的驾驶状态信息，并建立驾驶状态信息与变换车道意图之间的对应关系，从而在后续驾驶过程中，根据预先建立的驾驶状态信息与变换车道意图之间的对应关系即可确定驾驶员具有变换车道意图。

步骤103：根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作；所述驾驶状态信息包括：驾驶员的视觉行为信息。

所述辅助策略，可以因不同的驾驶环境、驾驶速度而异。例如，当当前驾驶速度超过一定数值时，采用更为能够引起驾驶员注意的提示方式提示驾驶员打开车道变换转向灯。再如，在白天驾驶过程中，可采用仅用声音提示方式提示驾驶员打开车道变换转向灯；在夜间驾驶过程中，可采用亮灯等灯光方式提示驾驶员打开车道变换转向灯。再如，当检测到周围环境声音的音量超过一定数值时，可提高声音提示的提示音量；当检测到周围环境声音的音量低于一定数值时，可降低声音提示的提示音量。

在本发明实施例中，视觉行为信息可以通过检测驾驶员眼部的行为确定，也可通过检测驾驶员头部或身体其它部位的行为来确定。

在现实生活中，交通环境复杂多变，驾驶员大多是通过眼睛观测周围驾驶环境信息，很多驾驶员意图也是可以通过视觉直接表达。通过对实际情况进行研究发现，驾驶员在变换车道前会有左右观测后视镜的行为，并根据周围交通环境进行判断是否进行车道变换。在进行变换车道操作之前，驾驶员在观测左右后视镜的视觉行为中有着较为规律的动态变化特征。在正常驾驶操作过程中，驾驶员的注视区域一般为驾驶前方的特定区域，注视角度在车辆行驶方向的特定范围内，在变换车道之前，驾驶员会对周围道路状况进行观察，引起注视角度、注视区域的变化。驾驶员的注视角度、注视区域、对某个注视角度的注视时间、对某个注视角度的注视频次等视觉规律可有效表征驾驶员变换车道驾驶意图。另外，通过对实际情况的研究进一步发现，驾驶员的视觉行为早于变换车道的操作，当驾驶员转动方向盘进行弯道行驶时，头部转动角度反映了驾驶员注视角度和注视区域的变化，这一行为往往早于转动方向盘动作1-2s，且头部转动行为和变换车道操作之间具有较大的相关性。

因此，在本发明实施例中，驾驶状态信息包含驾驶员的视觉行为信息，通过驾驶状态信息确定驾驶员具有变换车道的意图，能够结合驾驶员当前视觉行为信息提前预测即将发生的变换车道操作，具有更高的预测准确度，从而更为有效的进行警示或通过其它操作对驾驶员的变换车道的行为进行辅助，对忽略打转向灯的驾驶员进行语音与图标闪烁预警，纠正驾驶员的不良驾驶习惯，保证驾驶员安全、合法驾驶。

在本发明一些实施例中，所述获取驾驶状态信息的步骤包括：

通过图像获取装置获取驾驶员的视觉行为信息；

所述驾驶员的视觉行为信息包括：驾驶员的注视角度、驾驶员的注视区域、驾驶员对所述注视区域注视的时间、驾驶员对所述注视区域注视的频次。

所述图像获取装置具体可以是普通的摄像装置，也可以是红外摄像装置。考虑到驾驶过程中对反应灵敏度的要求，在一种较佳实施例中，所述图像获取装置为CCD（ChargeCoupled Device，电耦合器件）摄像机，具有灵敏度高、抗强光、畸变小、寿命长、抗震动等优点，适用车载环境，同时，CCD摄像机体积小，可安装于车辆内部。

在本发明一些实施例中，所述驾驶状态信息还包括：道路环境信息和方向盘转角信息；

参照图2，根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道意图的步骤包括：

步骤1021：根据道路环境信息判断目前车辆所处的车道数；

步骤1022：当所述驾驶员的视觉行为信息和所述方向盘转角信息指示驾驶员预备变换车道，且所述目前车辆所处的车道数指示存在相应可变换的车道时，确定驾驶员具有变换车道意图。

上述方向盘转角信息可以通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线采集获取。

在本发明一些实施例中，所述驾驶状态信息还包括：道路环境信息；

根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道意图的步骤包括：

根据道路环境信息判断目前车辆所处的车道数；

当所述驾驶状态信息指示驾驶员预备变换车道，且所述目前车辆所处的车道数指示存在相应可变换的车道时，确定驾驶员具有变换车道意图。

在某些情况下，驾驶员在不熟悉的道路上驾驶，或者需要观察道路上的其它目标时，也会存在视觉行为的变化，为了提高判断的准确度，在一些实施例中，结合道路环境信息和方向盘转角信息进行综合判断，提高判断精确性，避免辅助操作影响驾驶员正常驾驶行为。

在本发明一些实施例中，所述根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作的步骤包括：

发出车道变换提示信息，使得驾驶员在接收到车道变换提示信息之后，意识到即将变换车道以及存在打开转向灯的需要；

所述提示信息包括声音信息、震动信息、灯光信息中的至少一种。进一步，所述灯光信息可以是闪烁信号灯或持续信号灯。

在本发明一些实施例中，所述根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作的步骤包括：

打开车道变换转向灯，辅助驾驶员进行车道变换操作，无需驾驶员手动操作，简化车道变换操作的过程。

在本发明一些实施例中，所述获取驾驶状态信息的步骤之前，包括：

采集驾驶员视觉行为样本信息；

建立驾驶员视觉行为样本信息和变换车道操作之间的对应关系，使得能够根据驾驶员的视觉行为信息确定驾驶员具有变换车道意图。

由于不同驾驶员之间的个性以及驾驶习惯差异，尤其是在面对复杂多变的驾驶情况时，驾驶员个性化特征尤其明显。因此在上述实施例中，对驾驶员的视觉行为和变换车道操作之间的规律进行检测和记录，从而能够根据驾驶员的个性化要求对变换车道操作进行辅助，减少避免因驾驶员个性化差异而引起的错误识别以及安全隐患问题。

从上面所述可以看出，本发明实施例提供的车道变换辅助方法，依据驾驶员的视觉行为，判断驾驶员是否存在车道变换的意图，相比于现有技术中的车道变换预警方法，本发明实施例所提供的方法具有更高的车道变换操作预测准确性，同时，能够保证在驾驶员进行车道变换操作之前足够的时间内检测到车道变换的意图，从而能够及时地对驾驶员的车道变换操作进行辅助，显著提高驾驶安全性。

同时，本发明还提供一种车道变换辅助装置，结构如图3所示，包括：

驾驶状态信息获取模块301：用于获取驾驶状态信息；

变换车道意图确定模块302：用于根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道的意图；

辅助模块303：用于根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作；

所述驾驶状态信息包括：驾驶员的视觉行为信息。

现有技术中的车道变换预警装置，参照方向盘转角等车辆状态参数进行判断，并达不到提前打转向灯的时间要求。本发明实施例的车道变换辅助装置，依据驾驶员的视觉行为信息确定驾驶员的变换车道的意图，提高准确性和及时性，并且能够保证则解决了预警迟缓的关键性问题。

在本发明一些实施例中，所述驾驶状态信息获取模块包括：

视觉行为信息获取单元：用于通过图像获取装置获取驾驶员的瞳孔位置、角膜反射参数；

视觉行为信息计算单元：用于通过瞳孔位置、角膜反射参数计算视觉行为信息；

所述驾驶员的视觉行为信息包括：驾驶员的注视角度、驾驶员的注视区域、驾驶员对所述注视区域注视的时间、驾驶员对所述注视区域注视的频次。

所述图像获取装置具体可以是普通的摄像装置，也可以是红外摄像装置。考虑到驾驶过程中对反应灵敏度的要求，在一种较佳实施例中，所述图像获取装置为CCD（ChargeCoupled Device，电耦合器件）摄像机，具有灵敏度高、抗强光、畸变小、寿命长、抗震动等优点，适用车载环境，同时，CCD摄像机体积小，可安装于车辆内部。

在本发明一种实施例中，如图4所示，摄像装置包括设置在车内仪表台两侧的第一摄像头401、第二摄像头402，可通过车载电脑实现对第一摄像头401、第二摄像头402的控制。第一摄像头401和第二摄像头402用来采集驾驶员的视觉信息，视觉信息可以是瞳孔位置、角膜反射参数；参照图5，将采集到的视觉信息转换为视觉坐标系XYZ下的驾驶员注视角度α、驾驶员注视区域B、驾驶员对注视区域B注视的频次、驾驶员对注视区域B注视的时间等。

在本发明一些实施例中，所述驾驶状态信息还包括：道路环境信息和方向盘转角信息；

变换车道意图确定模块包括：

车道数判断单元：用于根据道路环境信息判断目前车辆所处的车道数；

所述变换车道意图确定模块用于当所述驾驶状态信息和所述方向盘转角信息指示驾驶员预备变换车道，且所述目前车辆所处的车道数指示存在相应可变换的车道时，确定驾驶员具有变换车道意图。

其中，道路环境信息可以通过行车记录仪等装置进行获取。例如，图6，在车辆外部设置有第三摄像头601，通过第三摄像头601拍摄的图像信息判断车辆所处的车道数。方向盘转角信息通过CAN总线实时获取。

在一种较佳实施例中，图4所示的第一摄像头401、第二摄像头402、图6所示的第三摄像头601均为CCD摄像头。

在本发明一些实施例中，所述辅助模块包括：

提示信息发送单元：用于发出车道变换提示信息；

和/或，转向灯开启单元：用于打开车道变换转向灯；

所述提示信息包括声音信息、震动信息、灯光信息中的至少一种。

在本发明一些实施例中，所述装置包括：

样本信息采集模块：用于采集驾驶员的视觉行为样本信息；

对应关系建立模块：用于建立驾驶员的视觉行为样本信息和变换车道操作之间的对应关系，使得能够根据驾驶员的视觉行为信息确定驾驶员具有变换车道意图。

从上面所述可以看出，本发明提供的车道变换辅助装置，能够根据驾驶员的视觉行为信息判断驾驶员是否具有变换车道的意图，由于正常状况下，视觉行为特征比车道变换操作早发生，从而通过视觉行为信息预测驾驶员变换车道的意图能够及时对变换车道操作进行预测；又由于在惯常的驾驶行为中，视觉行为特征与车道变换操作之间存在较为稳定的对应关系，因此本发明实施例依据视觉行为信息确定驾驶员具有变换车道的意图，预测及时性和准确性都比现有技术显著提高，从而能够对驾驶员变换车道操作进行有效的辅助，减少了违规操作的风险，提高了驾驶安全性。

进一步，本发明任意实施例所提供的方法可应用于计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意一项实施例所述的车道变换辅助方法中的步骤。该存储介质位于存储器中，处理器读取所述存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可以理解的是，上述方法所涉及的实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等) 来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

应当理解，本说明书所描述的多个实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种车道变换辅助方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取驾驶状态信息；

根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道的意图；

根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作；

所述驾驶状态信息包括：驾驶员的视觉行为信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取驾驶状态信息的步骤包括：

通过图像获取装置获取驾驶员的瞳孔位置和角膜反射参数；

通过所述瞳孔位置和角膜反射参数计算视觉行为信息；

所述驾驶员的视觉行为信息包括：驾驶员的注视角度、驾驶员的注视区域、驾驶员对所述注视区域注视的时间、驾驶员对所述注视区域注视的频次。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述驾驶状态信息还包括：道路环境信息和方向盘转角信息；

根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道的意图的步骤包括：

根据道路环境信息判断目前车辆所处的车道数；

当所述驾驶员的视觉行为状态信息和所述方向盘转角信息指示驾驶员预备变换车道，且所述目前车辆所处的车道数指示存在相应可变换的车道时，确定驾驶员具有变换车道的意图。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作的步骤包括：

发出车道变换提示信息，和/或，打开车道变换转向灯；

所述提示信息包括声音信息、震动信息、灯光信息中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取驾驶状态信息的步骤之前，包括：

采集驾驶员的视觉行为样本信息；

建立驾驶员的视觉行为样本信息和变换车道操作之间的对应关系，使得能够根据驾驶员的视觉行为信息确定驾驶员具有变换车道的意图。

6.一种车道变换辅助装置，其特征在于，包括：

驾驶状态信息获取模块：用于获取驾驶状态信息；

变换车道意图确定模块：用于根据驾驶状态信息，确定驾驶员具有变换车道的意图；

辅助模块：用于根据预先设置的辅助策略，辅助驾驶员进行车道变换操作；

所述驾驶状态信息包括：驾驶员的视觉行为信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驾驶状态信息获取模块包括：

视觉行为信息获取单元：用于通过图像获取装置获取驾驶员的瞳孔位置、角膜反射参数；

视觉行为信息计算单元：用于通过瞳孔位置、角膜反射参数计算视觉行为信息；

所述驾驶员的视觉行为信息包括：驾驶员的注视角度、驾驶员的注视区域、驾驶员对所述注视区域注视的时间、驾驶员对所述注视区域注视的频次。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述驾驶状态信息还包括：道路环境信息和方向盘转角信息；

变换车道意图确定模块包括：

车道数判断单元：用于根据道路环境信息判断目前车辆所处的车道数；

所述变换车道意图确定模块用于当所述驾驶员的驾驶状态信息和所述方向盘转角信息指示驾驶员预备变换车道，且所述目前车辆所处的车道数指示存在相应可变换的车道时，确定驾驶员具有变换车道的意图。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述辅助模块包括：

提示信息发送单元：用于发出车道变换提示信息；

和/或，转向灯开启单元：用于打开车道变换转向灯；

所述提示信息包括声音信息、震动信息、灯光信息中的至少一种。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

样本信息采集模块：用于采集驾驶员的视觉行为样本信息；

对应关系建立模块：用于建立驾驶员的视觉行为样本信息和变换车道操作之间的对应关系，使得能够根据驾驶员的视觉行为信息确定驾驶员具有变换车道的意图。