CN1673678A - 车辆行驶状态判定装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆行驶状态判定装置，其计算由第一灰度值检测装置(15)所检测的边缘检测位置，基于该位置灰度值的第二像素组的边缘检测位置以及该位置的灰度值，并且将由第二灰度值检测装置(16)所检测的第二像素组的边缘检测位置和该位置的灰度值与由计算装置(S6)所计算的第二像素组的边缘检测位置和该位置的灰度值作比较来判定车辆的蛇行。

Description

车辆行驶状态判定装置
技术领域
本发明涉及一种车辆行驶状态判定装置，其能判断驾驶员是否失去了意识并在方向盘上睡着了。
背景技术
近年来，随着路网的发展和休闲时间的增加，驾车的机会大量增加。这就需要驾驶员在驾车过程中保持精神上和身体上的健康。但是，也存在有在身体不好的情况下驾驶车辆的情形。在该情形中，如果驾驶员连续或者长时间驾驶车辆，当驾驶员变得疲劳并且失去注意力时，其将会入睡。
为阻止上述情况，在车辆上安装了用以监测车辆前方视野的相机，该相机识别路面白线，以检查蛇线驾驶，探测驾驶员的困倦状态，以及对驾驶员在方向盘上入睡发出警报(参见日本专利No.3039327)。
根据上述系统，相机捕捉路面的行驶区边线并根据该图像判定蛇线驾驶(曲折驾驶)。另外一种判定蛇线驾驶的方法是通过识别道路两侧的白线。但是，在该方法中，如果道路两侧都没有白线或者雪聚集在道路的整个表面上，这将不可能判定蛇线驾驶。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种车辆行驶状态判定装置，即使道路上没有白线，其仍可判定蛇线驾驶。
根据本发明的一方面，提供了一种车辆行驶状态判定装置，包括：
相机，其沿车辆行驶方向捕捉路面图像；和
蛇行状态检测部，其被配置以根据相机捕捉的路面图像来获得蛇行量，
其中蛇行状态检测部包括：
第一灰度值检测部，其被配置以检测第一像素组的灰度值边缘，该第一像素组来自相机捕捉的路面图像沿水平方向排列，并检测该边缘检测位置的灰度值；
第二灰度值检测部，其被配置以检测第二像素组的灰度值边缘，该第二像素组来自路面图像沿水平方向排列，并检测该边缘检测位置的灰度值；
计算部，其被配置以计算由第一灰度值检测部所检测的第一像素组的边缘检测位置，基于该位置灰度值的第二像素组的边缘检测位置，以及该位置的灰度值；和
判定部，用被配置以用于通过将由第二灰度值检测部所检测的第二像素组的边缘检测位置和该位置的灰度值与由计算部所计算的第二像素组的边缘检测位置和该位置的灰度值作比较来判定车辆的蛇行。
本发明的其它目的和优点将在下面进行阐述，其中部分从说明书可看出是显而易见的，或者可从本发明的实践中学到。本发明的目的和优点可通过随后特别指出的手段和组合来实现和获得。
附图说明
结合在这里并包括部分说明的附图，示出了本发明的实施例，其与上面给出的总的说明以及下面给出的实施例的详细说明一起，用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明一实施例的车辆行驶状态判定装置的方框图；
图2示出了同一实施例中相机安装在车辆行驶状态判定装置中的位置；
图3是用于说明同一实施例操作的流程图；
图4示出了安装在车辆上的相机所捕捉的车辆前方图像；
图5示出了安装在车辆上的相机所捕捉的车辆前方图像；
图6示出了根据同一实施例的扫描线；
图7示出了根据同一实施例的A组和B组的边缘灰度值；
图8示出了根据同一实施例的位移量Δx。
具体实施方式
下文将参照附图对本发明的一个实施例作出描述。图1的方框图用于阐明车辆行驶状态判定装置。在图1中，附图标记11指CCD相机。由相机11捕捉的车辆前方的道路图像被输入到图像处理单元12。图像处理单元12具有一个图像处理器12a，其对相机11捕捉的图像进行处理，和一个图像数据存储器12b，其存储由图像处理器12a所处理的图像数据。
图像处理单元12连接到控制单元13。控制单元13主要包括微处理器，并且包括蛇行状态判定装置14，第一灰度值检测装置15和第二灰度值检测装置16。
如图2所示，相机11被安装在车辆驾驶室中心的顶部。相机11捕捉车辆行驶方向的前方路面1。图5示出了由相机捕捉的图像。
参照图3的流程图，将给出按上述配置的本发明一实施例操作的说明。
首先，相机11拾取车辆前方的图像。由相机11捕捉的路面图像被输入到图像处理单元12(步骤S1)。在该实施例中，如图4所示，在路面1的每一侧边上都没有白线，并且在该路面上也没有裂缝2。由相机11捕捉的路面图像被CCD自动识别。在该实施例中，该CCD提供512×512的像素。注视相机11拾取的路面图像的下半部分(步骤S2)。因为，路面图像前侧的图像分辨率要高一些，并能以高精度来判定蛇线驾驶。
假定CCD的水平方向为x轴，而其垂直方向为y轴，计算沿x轴方向排列的三像素组y1，y2，y3(水平方向像素组：A组)上的灰度值，同样地，计算沿y轴方向排列的另一水平方向像素组z1，z2，z3上的灰度值。灰度值意味着白为“0”，而黑为“255”，中间值根据色调来确定。例如，裂缝2比路面的其余部分要黑一些，因此裂缝2的灰度值比其余部分的灰度值要大。
随后，控制单元13根据所计算的灰度值计算每一像素组A和B的边缘(图6)(步骤S3)。该边缘被定义为所计算灰度值的微分值，并在色调改变的地方被检测。
计算边缘出现处的绝对灰度值(灰度值水平)。A组的每一像素组y1-y3上的边缘检测位置和该位置的灰度值通过第一灰度值检测装置15检测。B组的每一像素组z1-z3上的边缘检测位置和该位置的灰度值通过第二灰度值检测装置16检测。如图7所示，在每一控制循环中，A组和B组边缘检测位置的灰度值被存储在预定存储器中(步骤S4)。所拾取的图像受边缘处理，并被存储于图像数据存储器12b。在该实施例中，控制单元13被用于执行上述处理，但是图像处理单元12也可用于执行该处理。
A组的边缘检测位置和该位置的灰度值被存储于预定的存储器中以用于下一次处理(步骤S5)。
计算由车辆速度而移动的B组的边缘检测位置是可能的，上一次，在该位置处A组的边缘检测位置在步骤S3中被检测过(计算装置)(步骤S6)。
边缘检测位置的位移量根据车辆速度来校正，即使车辆速度被改变，A组的边缘检测位置也必定能通过计算转变为B组。
随后，将所述相对于由步骤S6的计算的上一次处理的A组、由于车速而位移的边缘检测位置和该位置的灰度值与B组的边缘检测位置和灰度值作比较(判定装置)(步骤S7)。如果在步骤S7中A组和B组的边缘检测位置之间存在位移Δx(图8)，那么该位移Δx被作为一个蛇行量(步骤S8)。因为，如果存在蛇行，那么在相对于在上次处理过程中所计算的A组、由车辆速度而位移的边缘检测位置和本次处理过程中B组的边缘检测位置之间存在着位移。如果检测到蛇行，未显示的报警装置将给驾驶员以警告。
也可提供用以判定在步骤S8中所计算的平均蛇行量是否超出基准值的装置，当该判定装置判定为“是”时，可判定为蛇线驾驶。
基准值可通过对开始驾驶之后的一段时间的蛇行量求平均而获得。即判定在开始驾驶之后的一段时间内，驾驶员未困倦，并对该特定时间内的蛇行量求平均。该基准值也可通过实验方法得出。
在该实施例中，控制单元13与处理单元12相分离，但它们也可构建在一个的单元中。
正如上文的阐述，车辆的蛇行可通过检测每一像素组上的边缘检测位置来判定，在该位置处，由相机捕捉的路面图像沿前进方向移动。因此，即使路面上没有白线，仍可判定车辆的蛇行。
其它优点和改进对于本领域技术人员而言是容易想到的。因此，本发明在其广泛的方面不应被限定于所显示以及所描述的特定细节和代表性的实施例。因此，在不偏离由所附权利要求及其等效所限定的总的发明构思的精神或范围的前提下，可作出各种改进。

Claims (5)

1.一种车辆行驶状态判定装置，其特征在于包括：
相机(11)，其沿车辆行驶方向捕捉路面图像；和
蛇行状态检测装置(14)，其根据相机捕捉的路面图像获得蛇行量，
其中蛇行状态检测装置(14)包括：
第一灰度值检测装置(15)，其检测第一像素组的灰度值边缘，该第一像素组来自相机捕捉的路面图像沿水平方向排列，并检测该边缘检测位置的灰度值；
第二灰度值检测装置(16)，其检测第二像素组的灰度值边缘，该第二像素组来自路面图像沿水平方向排列，并检测该边缘检测位置的灰度值；
装置(S6)，用于计算由第一灰度值检测装置所检测的第一像素组的边缘检测位置，基于该位置灰度值的第二像素组的边缘检测位置，以及该位置的灰度值；和
装置(S7，S8)，用于通过将由第二灰度值检测装置所检测的第二像素组的边缘检测位置和该位置的灰度值与由计算装置所计算的第二像素组的边缘检测位置和该位置的灰度值作比较来判定车辆的蛇行。
2.根据权利要求1所述的车辆行驶状态判定装置，其特征在于：蛇行状态判定装置(14)根据相机(11)所捕捉的路面图像前方的图像数据来获得蛇行量。
3.根据权利要求1所述的车辆行驶状态判定装置，其特征在于：第一像素组为沿车辆行驶方向的第二像素组前方的路面图像，并且通过第二灰度值检测装置(16)对边缘的灰度值进行检测的时间根据车辆速度而改变。
4.根据权利要求1所述的车辆行驶状态判定装置，其特征在于：判定装置(S7，S8)通过将由第二灰度值检测装置(16)所检测的第二像素组的边缘检测位置和该位置的灰度值与由计算装置(S6)所计算的第二像素组的边缘检测位置和该位置的灰度值作比较来获得车辆的蛇行量，并且当蛇行量的平均值超过基准值时可判定蛇行。
5.根据权利要求4所述的车辆行驶状态判定装置，其特征在于：基准值通过对开始驾驶之后的一定时间的蛇行量求平均而获得。
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