CN114312785A - 一种用于车辆的变道辅助系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于车辆的变道辅助系统，其包括：驾驶员监测系统，其包括安装于车辆内的驾驶员监测摄像头，以识别驾驶员的视线注视方向；车道线感知系统，其包括车道线检测摄像头，所述车道线感知系统检测车辆与车道线的位置关系；车辆后方目标识别系统，其检测后方车辆与本车辆的位置关系；处理器，其与驾驶员监测系统、车道线感知系统和车辆后方目标识别系统分别连接，以接受其传输的信号，所述处理器基于接收的信号判断驾驶员是否有变道意图以及是否满足安全变道条件；转向灯，其与所述处理器连接，所述处理器在驾驶员具有变道意图且满足安全变道条件的情况下，控制转向灯开启。此外，本发明还公开了一种用于车辆的变道辅助方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆辅助系统，尤其涉及一种变道辅助系统。
背景技术
众所周知，车辆的行驶安全是非常重要的，对于安全带、安全气囊等配置的重要性，人们都非常重视，然而却很容易忽视灯光的重要性。在车辆转弯时打转向灯，能够将自身行驶方向告知周围的车辆以及行人，提醒车辆和行人提前做出预判断，以保护驾驶员自身和周围行人的安全。
然而，在道路上经常能发现一些司机没有打开变道转向灯就进行车辆的转向，比方说：新手司机没有形成良好的驾驶习惯，忘记打开转向灯；有些司机认为周围车辆和行人稀少没有必要打开转向灯；有些司机为了防止后方车辆不愿意让道，故意不打转向灯等等。这类行为无疑给道路安全增加了许多隐患,威胁着人们的生命和财产安全。
基于此，本发明期望获得一种用于车辆的变道辅助系统，以辅助车辆变道操作，该变道辅助系统通过DMS系统和车道线感知系统，可以方便地判断驾驶员是否有变道意图，并通过车辆后方目标识别系统判断后方来车是否有碰撞可能，以在驾驶员具有变道意图且满足安全变道条件的情况下，迅速帮助开启车辆转向灯。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用于车辆的变道辅助系统，该变道辅助系统成本低廉、适用性高，其可以预测判断驾驶员是否有变道意图，并判断当前车况是否符合满足安全变道条件，以在驾驶员具有变道意图且满足安全变道条件的情况下，迅速帮助开启车辆转向灯。
为了实现上述目的，本发明提出了一种用于车辆的变道辅助系统，其包括：
驾驶员监测系统，其包括安装于车辆内的驾驶员监测摄像头，以识别驾驶员的视线注视方向；
车道线感知系统，其包括车道线检测摄像头，所述车道线感知系统检测车辆与车道线的位置关系；
车辆后方目标识别系统，其检测后方车辆与本车辆的位置关系；
处理器，其与驾驶员监测系统、车道线感知系统和车辆后方目标识别系统分别连接，以接受其传输的信号，所述处理器基于接收的信号判断驾驶员是否有变道意图以及是否满足安全变道条件；
转向灯，其与所述处理器连接，所述处理器在驾驶员具有变道意图且满足安全变道条件的情况下，控制转向灯开启。
在本发明上述技术方案中，基于现有的驾驶员监测(DMS)系统，发明人设计了一种新的用于车辆的变道辅助系统。在设计时，发明人设计本发明所述的变道辅助系统包括：驾驶员监测(DMS)系统、车道线感知系统、车辆后方目标识别系统、处理器和转向器。
在本发明中，该变道辅助系统利用驾驶员监测(DMS)系统和车道线感知系统，可以方便地判断驾驶员是否有变道意图，并通过车辆后方目标识别系统检测后方车辆与本车辆的位置关系，利用处理器判断后方来车是否有碰撞可能，并在满足安全变道条件的情况下迅速帮助控制转向灯开启。
进一步地，在本发明所述的用于车辆的变道辅助系统中，还包括设于车辆内的交互装置，其与所述处理器连接，所述处理器在驾驶员具有变道意图且不满足安全变道条件的情况下，向交互装置输出禁止变道提醒。
进一步地，在本发明所述的用于车辆的变道辅助系统中，所述处理器在控制转向灯开启的情况下，向交互装置输出转向灯已开启的提示。
进一步地，在本发明所述的用于车辆的变道辅助系统中，所述禁止变道提醒和/或转向灯已开启的提示在交互装置的屏幕上可视地呈现和/或通过交互装置向外语音播报。
进一步地，在本发明所述的用于车辆的变道辅助系统中，车辆后方目标识别系统包括毫米波雷达以及若干个摄像头。
相应地，本发明的另一目的在于提供一种用于车辆的变道辅助方法，该变道辅助方法实施简便，适用性强，采用该变道辅助方法可以在驾驶员有变道意图并满足安全变道条件的情况下，控制转向灯开启。
为了实现上述目的，本发明提出了一种用于车辆的变道辅助方法，其包括：
驾驶员监测系统实时识别驾驶员的视线注视方向；车道线感知系统实时检测车辆与车道线的位置关系；车辆后方目标识别系统，实时检测后方车辆与本车辆的位置关系；
处理器实时接收驾驶员监测系统、车道线感知系统和车辆后方目标识别系统传输的信号，并基于接收的信号判断驾驶员是否有变道意图以及是否满足安全变道条件，并且在驾驶员具有变道意图且满足安全变道条件的情况下，控制转向灯开启。
进一步地，在本发明所述的用于车辆的变道辅助方法中，处理器在驾驶员具有变道意图且不满足安全变道条件的情况下，输出禁止变道提醒。
进一步地，在本发明所述的用于车辆的变道辅助方法中，处理器在控制转向灯开启前，先判断转向灯是否已经开启，并在转向灯未开启的情况控制转向灯开启，并输出转向灯已开启的提示。
进一步地，在本发明所述的用于车辆的变道辅助方法中，驾驶员具有变道意图的判断条件为下述两项的至少其中之一：
(a)驾驶员监测系统检测到在设定的时间窗口内驾驶员注视后视镜的次数超过设定的阈值和/或注视后视镜的时间超过设定的阈值；
(b)车道线感知系统检测到车辆逐渐靠近车道边线持续的时间超过设定的阈值和/或车辆头部与车道边线的夹角满足设定的阈值。
进一步地，在本发明所述的用于车辆的变道辅助方法中，基于车辆后方目标识别系统传输的信号预测后方车辆的行驶轨迹，以判断是否满足安全变道条件。
相较于现有技术，本发明所述的用于车辆的变道辅助系统及方法具有如下所述的优点和有益效果：
本发明设计了一种用于车辆的变道辅助系统，其通过驾驶员监测系统，和车道线感知系统，可以方便地判断驾驶员是否有变道意图，并通过车辆后方目标识别系统判断后方来车是否有碰撞可能，以在驾驶员具有变道意图且满足安全变道条件的情况下，迅速帮助开启车辆转向灯。该变道辅助系统可以判断驾驶员是否有变道趋势且忘打转向灯，帮助驾驶员打开转向灯并播报提醒，并在不满足变道条件的情况下提示驾驶员禁止变道。
本发明所述的用于车辆的变道辅助系统的硬件安装方案十分简单，其成本低廉、美观性强且适用性十分广泛，该变道辅助系统可以有效应用于市面上的各类车型之中，具有良好的推广前景和应用价值。
附图说明
图1示意性地显示了本发明所述的变道辅助系统在一种实施方式下系统硬件设备在车辆上的布置图。
图2为本发明所述的变道辅助方法在一种实施方式下的步骤流程图。
图3示意性地显示了本发明所述的处理器在判断驾驶员具有变道意图前后的驾驶员注视区域变化图。
图4示意性地显示了本发明所述的处理器在判断驾驶员具有变道意图前后的车辆头部与车道边线的夹角的变化图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的用于车辆的变道辅助系统及方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
图1示意性地显示了本发明所述的变道辅助系统在一种实施方式下系统硬件设备在车辆上的布置图。
如图1所示，在本实施方式中，本发明所述的变道辅助系统可以包括：驾驶员监测系统、车道线感知系统、车辆后方目标识别系统、处理器3和转向灯。
在本发明中，驾驶员监测系统具有安装于车辆内的驾驶员监测摄像头1，其安装于车内后视镜中，以识别驾驶员的视线注视方向；车道线感知系统包括车道线检测摄像头2，其安装于车辆前方，该车道线感知系统能够检测车辆与车道线的位置关系，检测车辆是否试图靠近某一侧车道线，分析驾驶员是否具有变道意图。
相应地，在本实施方式中，车辆后方目标识别系统包括多个毫米波雷达以及摄像头5。其中，在车辆的左侧后方、正后方和右侧后方各设置有一个摄像头5以及一个毫米波雷达。利用这些摄像头5以及毫米波雷达，车辆后方目标识别系统可以有效检测后方车辆与本车辆的位置关系。
需要说明的是，在本发明中，处理器3能够与驾驶员监测系统、车道线感知系统和车辆后方目标识别系统分别连接，以接受其传输的信号，处理器3基于接收的信号能够判断驾驶员是否有变道意图以及是否满足安全变道条件；车辆的转向灯与处理器3连接，当处理器在驾驶员具有变道意图且满足安全变道条件的情况下，控制转向灯开启。
此外，进一步参阅图1可以看出，在本实施方式中，本发明所述的变道辅助系统还设置包括设于车辆内的交互装置4。该交互装置4能够与处理器3连接，处理器3在驾驶员具有变道意图且不满足安全变道条件的情况下，能够向交互装置4输出禁止变道提醒，以及时提示驾驶员当前状况进行变道存在危险。
同时，为了便于驾驶员实时了解本发明所述的变道辅助系统的运行状况，在处理器3控制转向灯开启的情况下，处理器3可以同时向交互装置4输出转向灯已开启的提示，以便驾驶员了解当前转向灯开启情况。
需要说明的是，在本发明中，禁止变道提醒和转向灯已开启的提示可以在交互装置4的屏幕上可视化地呈现；同时，还可以通过交互装置4向外语音播报，以提醒驾驶员。
采用本发明所述的变道辅助系统可以实施本发明下述的变道辅助方法，其具体实施流程可以参阅下述图2。
图2为本发明所述的变道辅助方法在一种实施方式下的步骤流程图。
如图2所示，在本实施方式中，采用安装在图1所示车辆上的变道辅助系统可以实施本发明所述的变道辅助方法，其具体可以包括以下步骤：
(a)基于驾驶员监测系统，从安装在车内后视镜中(如图1所示位置)的驾驶员监测摄像头1获取当前时刻驾驶员的视线注视方向，结合车辆后视镜到驾驶员的标定信息，判断驾驶员是否在注视后视镜；若驾驶员没有注视后视镜，则重复上述步骤操作；如果驾驶员在注视后视镜，则记录下当前状态信息，与历史信息叠加计算在一段时间窗口内持续注视后视镜次数以及持续时长。
(b)基于车道线感知系统，从安装在车前方挡板内的车道线检测摄像头2，获取当前时刻前方车道线信息，检测车辆与车道线的位置关系，结合历史信息判断自车是否在向某一侧车道线靠近；若判断自车没有向某一车道线靠近，则重复上述步骤操作；如果判断自车在靠近某一车道线，则记录当前状态并与历史状态信息叠加计算靠近车道线的持续时长。
(c)基于车辆后方目标识别系统，从安装在车后侧的摄像头5和毫米波雷达，获取后方车辆的信息，检测后方车辆与本车辆的位置关系，通过相对位置判断后方车辆所在车道，并通过后方车辆的历史轨迹和速度，预测未来一小段时间窗内后方车辆的行驶轨迹。
(d)基于处理器3判断驾驶员是否具有变道意图，驾驶员具有变道意图的判断条件为下述两项的至少其中之一：
1.驾驶员监测系统检测到在设定的时间窗口内驾驶员注视后视镜的次数超过设定的阈值和/或注视后视镜的时间超过设定的阈值。
2.车道线感知系统检测到车辆逐渐靠近车道边线持续的时间超过设定的阈值和/或车辆头部与车道边线的夹角满足设定的阈值。
若当前时刻满足上述两项中的任意一项，则判断驾驶员具有变道意图，此时基于车辆后方目标识别系统判断驾驶员注视后视镜的一侧车道后方是否有车；如果有车，则根据后方车辆的预测轨迹，判断本车变道是否有碰撞可能；若有碰撞可能，发出报警信息，通过作为交互装置4的车载平板提醒驾驶员目前不满足变道条件。
(e)在本实施方式中，若当前时刻同时满足步骤(a)中注视后视镜的时间超过设定的阈值，步骤(b)中靠近车道边线持续的时间超过设定的阈值且靠近车道线的这一侧与驾驶员注视后视镜方向同侧，且由步骤(d)中分析获得与后方车辆无碰撞可能时，继续步骤(f)。
(f)通过车辆底盘获取车辆转向灯信息，判断转向灯是否已经开启；如果检测到车辆的转向灯已经被开启，不做任何操作，回到起点步骤；如果检测到车辆的转向灯未被开启，则处理器3立即向车辆底盘发送开启转向灯信息，并向作为交互装置4的车载平板发送警报提示，输出转向灯已开启的提示。
为了详细说明本发明所述的处理器3针对判断驾驶员具有变道意图的具体判断过程，发明人进行了具体的实验分析以进行说明。在该实验过程中，处理器判断驾驶员具有变道意图的时间点前后，其驾驶员注视区域变化以及车辆头部与车道边线夹角的变化，如下述图3和图4所示。
图3示意性地显示了本发明所述的处理器在判断驾驶员具有变道意图前后的驾驶员注视区域变化图。
图4示意性地显示了本发明所述的处理器在判断驾驶员具有变道意图前后的车辆头部与车道边线的夹角的变化图。
如图3所示，图3示意性地显示了在车辆行驶时，在不同时刻，由驾驶员监测系统监测到的驾驶员注视区域的变化。其中，图3所示纵坐标“驾驶员注视区域”中的“1”、“2”、“3”、“4”分别代表左后视镜，驾驶位正前方，副驾正前方，右后视镜。
相应地，图4示意性地显示了在车辆行驶时，在不同时刻，由车道线感知系统监测到的车辆头部与车道边线的夹角的变化。其中，图4所示纵坐标“角度”为车辆头部与车道边线的夹角，其角度单位为°；角度为正值时代表车头偏右，角度为负值时代表车辆的车头偏左；图4中实线为摄像头检测到的角度信息，虚线为通过拟合和预测算法估计的角度信息。
结合图3和图4，当处于图3和图4所示的三角形标注的时刻时，驾驶员已经注视车辆的右后视镜数次，且持续时间超过阈值，同时满足角度预测信息表明车辆会持续向右偏转，此时处理器3判断驾驶员有变道意图。
需要说明的是，本发明保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。
此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于车辆的变道辅助系统，其特征在于，包括：
驾驶员监测系统，其包括安装于车辆内的驾驶员监测摄像头，以识别驾驶员的视线注视方向；
车道线感知系统，其包括车道线检测摄像头，所述车道线感知系统检测车辆与车道线的位置关系；
车辆后方目标识别系统，其检测后方车辆与本车辆的位置关系；
处理器，其与驾驶员监测系统、车道线感知系统和车辆后方目标识别系统分别连接，以接受其传输的信号，所述处理器基于接收的信号判断驾驶员是否有变道意图以及是否满足安全变道条件；
转向灯，其与所述处理器连接，所述处理器在驾驶员具有变道意图且满足安全变道条件的情况下，控制转向灯开启。
2.如权利要求1所述的用于车辆的变道辅助系统，其特征在于，还包括设于车辆内的交互装置，其与所述处理器连接，所述处理器在驾驶员具有变道意图且不满足安全变道条件的情况下，向交互装置输出禁止变道提醒。
3.如权利要求2所述的用于车辆的变道辅助系统，其特征在于，所述处理器在控制转向灯开启的情况下，向交互装置输出转向灯已开启的提示。
4.如权利要求2或3所述的用于车辆的变道辅助系统，其特征在于，所述禁止变道提醒和/或转向灯已开启的提示在交互装置的屏幕上可视地呈现和/或通过交互装置向外语音播报。
5.如权利要求1所述的用于车辆的变道辅助系统，其特征在于，车辆后方目标识别系统包括毫米波雷达以及若干个摄像头。
6.一种用于车辆的变道辅助方法，其特征在于，包括：
驾驶员监测系统实时识别驾驶员的视线注视方向；车道线感知系统实时检测车辆与车道线的位置关系；车辆后方目标识别系统，实时检测后方车辆与本车辆的位置关系；
处理器实时接收驾驶员监测系统、车道线感知系统和车辆后方目标识别系统传输的信号，并基于接收的信号判断驾驶员是否有变道意图以及是否满足安全变道条件，并且在驾驶员具有变道意图且满足安全变道条件的情况下，控制转向灯开启。
7.如权利要求6所述的用于车辆的变道辅助方法，其特征在于，处理器在驾驶员具有变道意图且不满足安全变道条件的情况下，输出禁止变道提醒。
8.如权利要求6所述的用于车辆的变道辅助方法，其特征在于，处理器在控制转向灯开启前，先判断转向灯是否已经开启，并在转向灯未开启的情况控制转向灯开启，并输出转向灯已开启的提示。
9.如权利要求6所述的用于车辆的变道辅助方法，其特征在于，驾驶员具有变道意图的判断条件为下述两项的至少其中之一：
(a)驾驶员监测系统检测到在设定的时间窗口内驾驶员注视后视镜的次数超过设定的阈值和/或注视后视镜的时间超过设定的阈值；
(b)车道线感知系统检测到车辆逐渐靠近车道边线持续的时间超过设定的阈值和/或车辆头部与车道边线的夹角满足设定的阈值。
10.如权利要求6所述的用于车辆的变道辅助方法，其特征在于，基于车辆后方目标识别系统传输的信号预测后方车辆的行驶轨迹，以判断是否满足安全变道条件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220412 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |