CN110751836A - 车辆行驶预警方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆行驶预警方法和系统，该方法包括：通过安装于车辆前方的高速相机采集数据；对采集获得的单帧数据进行目标检测；当有检测信息更新时，刷新追踪的历史信息；除第一帧外，并行进行目标追踪算法处理，获得追踪结果；将所述追踪结果与最新一帧数据的检测结果做相似度判定，判断目标是否丢失；如果目标未丢失，则更新历史信息；计算障碍物与车辆之间的距离变化值；根据最新的毫米波雷达信息和之后的障碍物距离变化计算出实际相对距离；利用历史信息对新的一帧进行追踪；基于追踪结果进行障碍物预警。该方法成本较低；准确判定障碍物属性；高帧率给出障碍物的属性，方位及距离信息；视线不仅涉及前方车辆也考虑侧方车辆，防止加塞。

Description

车辆行驶预警方法及系统
技术领域
本发明涉及交通技术领域，更具体地，涉及一种车辆行驶预警方法及系统。
背景技术
随着自动驾驶技术的普及，如何在车速较快的场景下保证车辆的行驶安全，成为目前的难点。目前报警装置主要以相对距离和车速作为判断依据。现有技术中常用的是毫米波雷达和激光雷达作为测试工具，或者使用双目视觉。毫米波雷达测距频率一般在50ms，假设高速场景下车速为120km/h，50ms的行驶距离为1.667m。而且毫米波雷达只能识别有障碍物，并不能对障碍物的危险系数做出判断，当突然有车辆加塞场景下很难快速做出判断。双目视觉原理会缩小相机视野并且成本成倍增加，并且双目视觉对图像的抗噪性较弱。基于此，现有技术中至少存在以下缺陷：目前市面是低成本点的设备测距频率不高；不能准确高效的判定前方的障碍物属性，并给出正确的警告信息；障碍物的属性，方位及距离信息不确定；相机视野局限，视野较小。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的车辆行驶预警方法及系统。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种车辆行驶预警方法，该方法包括：S1、通过安装于车辆前方的高速相机采集数据；S2、对采集获得的单帧数据进行目标检测；当有检测信息更新时，刷新追踪的历史信息；S3、除第一帧外，并行进行目标追踪算法处理，获得追踪结果；S4、将所述追踪结果与最新一帧数据的检测结果做相似度判定，判断目标是否丢失；如果目标未丢失，则更新历史信息；S5、计算障碍物与车辆之间的距离变化值；S6、根据最新的毫米波雷达信息和之后的障碍物距离变化计算出实际相对距离；S7、利用历史信息对新的一帧进行追踪，并重复步骤S2至S5；S8、基于追踪结果进行障碍物预警。
其中，所述S1之前，还包括：标定所述高速相机的参数，所述参数包括相机的高度和安装角度。
其中，所述S2中的对采集获得的单帧数据进行目标检测，包括：通过深度学习方法对采集获得的单帧数据进行目标检测。
其中，所述S3还包括：通过数据增强和目标丢失判定来增强所述追踪算法的稳定性。
其中，所述S6还包括：若这一帧同时获取到毫米波雷达信息，则基于所述毫米波雷达信息，利用毫米波雷达测量获得的实际距离，校正所述高速相机的标定参数。
其中，包括多个所述高速相机，每个所述高速相机覆盖不同的角度。
根据本发明实施例第二方面，提供了一种车辆行驶预警系统，该系统包括：采集模块，用于通过安装于车辆前方的高速相机采集数据；检测模块，用于对采集获得的单帧数据进行目标检测；当有检测信息更新时，刷新追踪的历史信息；第一追踪模块，用于除第一帧外，并行进行目标追踪算法处理，获得追踪结果；判定模块，用于将所述追踪结果与最新一帧数据的检测结果做相似度判定，判断目标是否丢失；如果目标未丢失，则更新历史信息；第一计算模块，用于计算障碍物与车辆之间的距离变化值；第二计算模块，用于根据最新的毫米波雷达信息和之后的障碍物距离变化计算出实际相对距离；第二追踪模块，用于利用历史信息对新的一帧进行追踪；预警模块，用于基于追踪结果进行障碍物预警。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的车辆行驶预警方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的车辆行驶预警方法。
本发明实施例提供的车辆行驶预警方法至少具有如下有益效果：
1.成本较低；
2.准确判定障碍物属性；
3.高帧率给出障碍物的属性，方位及距离信息；
4.视线不仅涉及前方车辆也考虑侧方车辆，防止加塞，变道等场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的车辆行驶预警方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的障碍物纵向距离计算示意图；
图3为本发明实施例提供的障碍物横向距离计算示意图；
图4为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
基于现有技术，目前亟需一个在车辆行驶过程中高频率、高准确率、低成本的预警方法。本发明实施例提供的车辆行驶预警方法的原理如下：
1.利用单目相机的前期标定，为后面测距做准备
2.利用视觉原理检测并跟踪物体，知道物体的实时属性
3.利用毫米波雷达的实际距离，校正标定参数。
4.利用标定参数与单目测距原理计算车辆的相对距离变换，及时作出相应措施。
5.利用多个相机信息融合方式获取更广视野的障碍物信息，作出准确的预警。
参见图1至图3，本发明实施例提供一种车辆行驶预警方法，具体包括如下步骤：
1.标定相机参数，包括相机的高度，安装角度；
2.利用高速相机采集数据；
3.对单帧数据使用深度学习的方法进行目标检测，当有检测信息更新时，刷新追踪的历史信息；
4.除第一帧以外，并行进行目标追踪算法处理，保证视觉感知算法的稳定性和时效性。追踪算法采用数据增强和目标丢失判定来增强追踪算法的稳定性；
5.追踪结果与最新一帧的检测结果做相似度判定，判定目标是否丢失。如果丢失则不刷新历史信息，如果目标未丢失，则更新历史信息。
6.利用目标的下边缘中心点计算障碍物距离变化值，具体可通过如下公式：
Figure BDA0002217350770000041
7.根据最新的毫米波雷达信息和之后的障碍物距离变化计算出实际相对距离。如这一帧同时获取到毫米波雷达的信息，则利用毫米波雷达距离更新只与计算出来的距离值进行求解刷新标定参数。具体可通过如下公式：
即
Figure BDA0002217350770000043
8.利用历史信息对新的一帧进行追踪重复3.4.5.6步骤；
9.条件允许情况下可以使用多个相机覆盖更广的角度，使视觉视野更好。
本发明实施例提供的车辆行驶预警方法至少具有如下有益效果：
1.成本较低
2.准确判定障碍物属性
3.高帧率给出障碍物的属性，方位及距离信息
4.视线不仅涉及前方车辆也考虑侧方车辆，防止加塞，变道等场景。
基于上述实施例的内容，本发明实施例提供了一种车辆行驶预警系统，该车辆行驶预警系统用于执行上述方法实施例中的车辆行驶预警方法。该系统包括：采集模块，用于通过安装于车辆前方的高速相机采集数据；检测模块，用于对采集获得的单帧数据进行目标检测；当有检测信息更新时，刷新追踪的历史信息；第一追踪模块，用于除第一帧外，并行进行目标追踪算法处理，获得追踪结果；判定模块，用于将所述追踪结果与最新一帧数据的检测结果做相似度判定，判断目标是否丢失；如果目标未丢失，则更新历史信息；第一计算模块，用于计算障碍物与车辆之间的距离变化值；第二计算模块，用于根据最新的毫米波雷达信息和之后的障碍物距离变化计算出实际相对距离；第二追踪模块，用于利用历史信息对新的一帧进行追踪；预警模块，用于基于追踪结果进行障碍物预警。
本发明实施例提供了一种电子设备，如图4所示，该设备包括：处理器(processor)501、通信接口(Communications Interface)502、存储器(memory)503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信。处理器501可以调用存储器503上并可在处理器501上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的车辆行驶预警方法，例如包括：S1、通过安装于车辆前方的高速相机采集数据；S2、对采集获得的单帧数据进行目标检测；当有检测信息更新时，刷新追踪的历史信息；S3、除第一帧外，并行进行目标追踪算法处理，获得追踪结果；S4、将所述追踪结果与最新一帧数据的检测结果做相似度判定，判断目标是否丢失；如果目标未丢失，则更新历史信息；S5、计算障碍物与车辆之间的距离变化值；S6、根据最新的毫米波雷达信息和之后的障碍物距离变化计算出实际相对距离；S7、利用历史信息对新的一帧进行追踪，并重复步骤S2至S5；S8、基于追踪结果进行障碍物预警。
此外，上述的存储器503中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的车辆行驶预警方法，例如包括：S1、通过安装于车辆前方的高速相机采集数据；S2、对采集获得的单帧数据进行目标检测；当有检测信息更新时，刷新追踪的历史信息；S3、除第一帧外，并行进行目标追踪算法处理，获得追踪结果；S4、将所述追踪结果与最新一帧数据的检测结果做相似度判定，判断目标是否丢失；如果目标未丢失，则更新历史信息；S5、计算障碍物与车辆之间的距离变化值；S6、根据最新的毫米波雷达信息和之后的障碍物距离变化计算出实际相对距离；S7、利用历史信息对新的一帧进行追踪，并重复步骤S2至S5；S8、基于追踪结果进行障碍物预警。
以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种车辆行驶预警方法，其特征在于，包括：
S1、通过安装于车辆前方的高速相机采集数据；
S2、对采集获得的单帧数据进行目标检测；当有检测信息更新时，刷新追踪的历史信息；
S3、除第一帧外，并行进行目标追踪算法处理，获得追踪结果；
S4、将所述追踪结果与最新一帧数据的检测结果做相似度判定，判断目标是否丢失；如果目标未丢失，则更新历史信息；
S5、计算障碍物与车辆之间的距离变化值；
S6、根据最新的毫米波雷达信息和之后的障碍物距离变化计算出实际相对距离；
S7、利用历史信息对新的一帧进行追踪，并重复步骤S2至S5；
S8、基于追踪结果进行障碍物预警。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1之前，还包括：
标定所述高速相机的参数，所述参数包括相机的高度和安装角度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中的对采集获得的单帧数据进行目标检测，包括：
通过深度学习方法对采集获得的单帧数据进行目标检测。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3还包括：
通过数据增强和目标丢失判定来增强所述追踪算法的稳定性。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S6还包括：
若这一帧同时获取到毫米波雷达信息，则基于所述毫米波雷达信息，利用毫米波雷达测量获得的实际距离，校正所述高速相机的标定参数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括多个所述高速相机，每个所述高速相机覆盖不同的角度。
7.一种车辆行驶预警系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于通过安装于车辆前方的高速相机采集数据；
检测模块，用于对采集获得的单帧数据进行目标检测；当有检测信息更新时，刷新追踪的历史信息；
第一追踪模块，用于除第一帧外，并行进行目标追踪算法处理，获得追踪结果；
判定模块，用于将所述追踪结果与最新一帧数据的检测结果做相似度判定，判断目标是否丢失；如果目标未丢失，则更新历史信息；
第一计算模块，用于计算障碍物与车辆之间的距离变化值；
第二计算模块，用于根据最新的毫米波雷达信息和之后的障碍物距离变化计算出实际相对距离；
第二追踪模块，用于利用历史信息对新的一帧进行追踪；
预警模块，用于基于追踪结果进行障碍物预警。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述车辆行驶预警方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述车辆行驶预警方法的步骤。
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