CN202923638U - 一种车道检测和偏离预警装置 - Google Patents
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Abstract
一种车道检测和偏离预警装置，主要包括图像传感器、处理器、CAN总线控制器和CAN总线，特别的还包括一与图像传感器连接并能将图像传感器传输的信号转换为数字信号的A/D转换器，一与A/D转换器连接并接收其传送信号的视频解码器，一与所述处理器连接用于显示检测到的车道线信号的显示器，一与所述处理器连接并能对车道偏离状态进行预警的报警器和一与CAN总线控制器连接的车身传感器。本系统主要是基于双（或多）核开发的嵌入式开发环境而实现对车道线检测和偏离预警的，可以应用在该环境下的任何嵌入式产品，本系统无须再单独开发相关的硬件平台，极大节约成本；另外，双（或多）核处理器相对于单核处理器来说处理效率和能力更加优越。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车交通安全防护领域，特别涉及一种可以有效降低由于车道偏离而引起交通事故的车道检测和偏离预警装置。
背景技术
随着经济和交通事业的不断发展，汽车已经成为人们不可或缺的交通工具，但随着汽车使用率的不断提高，交通事故的发生率也呈现出了逐年上升的趋势。据统计，在众多的交通事故中有接近40%的汽车事故是由于汽车偏离正常行驶的车道而引起的，而这其中主要是由于驾驶员注意力不集中或疲劳驾驶引起的，如何降低由于汽车偏离而引起的汽车事故，对于汽车的功能要求也越来越高。
现有技术的车道偏离报警系统一般根据摄像头实时采集的图像信息进行处理，通过图像滤波技术提取车道线特征，然后利用检测技术将提取到的特征进行参数估计，估计出车道线参数，再通过计算这些参数与车辆之间的相对位置关系对车辆偏离车道线进行警告，提醒驾驶员纠正车辆回到安全行驶的状态。但现有技术的设计一般需要单独开发DSP、ARM、FPGA等硬件平台对数据和信号进行处理和控制，加大了成本预算；并且现有技术单独的采用单个处理器，在车道线检测和偏离预警上效果较差。
发明内容
基于上述现有技术存在的缺点和不足，本实用新型提供了一种可以有效降低由于车道偏离而引起交通事故的车道检测和偏离预警装置。
本实用新型的目的通过下述方案实现：
一种车道检测和偏离预警装置，主要包括图像传感器、处理器和显示器，还包括与图像传感器连接并接收其发送的视频信号的A/D转换器，与A/D转换器连接并对所述数字信号进行解码的视频解码器，视频解码器输出的解码信号传送至处理器进行处理，以及与所述处理器连接并受其控制的报警器。
其中，所述处理器为至少一双核处理器，与所述显示器、视频解码器和报警器连接并与它们通信，与汽车车身传感器通过CAN总线通信以接收其发出的汽车速度和方向盘信息，所述显示器与所述处理器连接并接收包含车道线信息的、用于显示的数据。
进一步的，所述处理器为一双(或多)核处理器。
进一步的，所述处理器包括集成于同一块芯片并通信连接的一DSP处理器和一ARM处理器。
进一步的，所述DSP处理器为一能将视频信号的图像从YCbCr 4：2：2格式转换为RGB格式的处理器。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点和有益效果：
（1）本系统主要是基于双（或多）核开发的嵌入式开发环境而实现对车道线检测和偏离预警的，可以应用在该环境下的任何嵌入式产品，相比较目前市面上的相关车道偏离预警装置都是基于DSP和FPGA开发并且需要相关的硬件平台实施，而本系统无须再单独开发相关的硬件平台，可极大节约开发成本；
（2）双（或多）核处理器相对于单核处理器来说其处理的效率和能力都更加优越。
附图说明
图1为本实用新型一种车道检测和偏离预警装置的系统结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示，一种车道检测和偏离预警装置，主要包括图像传感器、处理器、CAN总线控制器、CAN总线和显示器，还包括与图像传感器连接并接收其发送的视频信号的A/D转换器，与A/D转换器连接并对所述数字信号进行解码的视频解码器，视频解码器输出的解码信号传送至处理器进行处理，以及与所述处理器连接并受其控制的报警器。
其中，所述处理器为一集成了DSP（Digital Signal Processing,数字信号处理）处理器和ARM（Advanced RISC Machine）处理器的双（或多）核处理器，与所述显示器、视频解码器和报警器连接并与它们通信，与汽车车身传感器通过CAN总线通信以接收其发出的汽车速度和方向盘信息，所述显示器与所述处理器连接并接收包含车道线信息的、用于显示的数据。
在一优选的实施例中，本装置中的处理器采用由TI公司的达芬奇架构的数字多媒体处理器，当视频信号传输到系统时，图像传感器把视频信号送到A/D转换器，A/D转换器将模拟视频信号转化为数字视频信号送到视频解码器,视频解码器将视频信号进行数字化处理，最后以YCbCr 4：2：2的格式送到TI双（或多）核处理器的DSP进行处理。DSP处理后输出RGB格式的视频信号到显示模块，然后通过ARM进行处理，当检测到偏离预警时通过报警模块发出不同频率的预警声音。
当包含一帧帧图像的视频信号传到双（或多）核处理器中的时，DSP处理器首先对原始图像进行图像预处理，具体包括图像灰度化处理、对视频信号进行滤波等处理。其次，DSP处理器对进行过预处理的车道图像进行区域的划分，主要划分区域为感兴趣区域和非感兴趣区域，在感兴趣区域内分为两段，一段为近景区域车道线采用直线模型，一段为次远景车道线采用直线-曲线模型。当判断次远景车道为弯道时采用曲线模型，为直道时采用和近景区域车道线一致的直线模型。直车道线的检测主要是利用Hough变换进行直线检测。弯道曲线模型采用最小二乘法对次近感兴趣区域内的实时车道边缘点进行曲线拟合。
DSP处理器对车道线进行检测处理后，将得到的数据信号通过达芬奇双（或多）核处理器架构中的DSPLINK层与ARM处理器进行通信，具体为与ARM处理器端的RTOS（Real-time operating system，实时操作系统）的编码引擎进行实时通信，DSPLINK提供一套通用的API（Application Programming Interface，应用程序编程接口），用以基本的数据连接和基本的处理器的控制。然后，DSPLINK从架构的应用层中抽象出ARM处理器和DSP处理器的物理连接，并通过驱动程序的驱动实现与ARM处理器端的应用程序的通信，当DSP处理器将检测到的车道线值送到ARM处理器端时，此应用程序即负责对车道线的偏离预警处理和显示。
车道偏离判断方法采用的是车道夹角法。假设车道偏离率由左右车道相对于图像中检车的左右直线的夹角比量化，表示为（θl-0.5*Π）/（0.5*Π-θr）。式中，θl为左车道线与水平线的夹角，θr为右车道线与水平线的夹角。到车辆行驶在车道图像的正中央时，为1，当车辆向左或向右偏的时候都会导致偏离率改变，所以我们认为偏离率在一定的范围内是正常的，当超过这个范围发出认为车辆偏移车道线，给与预警。
应用程序的模块包括主控模块，算法调用模块，视频模块，OSD模块，车道偏离预警模块，模块化的处理具体为，主控模块是主要的控制单元，负责各个模块逻辑控制和处理，算法调用模块负责DSP端算法调用，视频模块主要处理视频数据捕获，OSD模块主要处理视频数据的显示，车道偏离预警模块处理车道偏移算法和预警控制。
上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种车道检测和偏离预警装置，主要包括图像传感器、处理器和与处理器相连的显示器，其特征在于，还包括：
从所述图像传感器接收视频信号并将该视频信号转换为数字信号的A/D转换器；
从所述A/D转换器接收所述数字信号并对其进行解码的视频解码器，解码后的数字信号被处理器接收和处理；以及
与所述处理器连接并受其控制的报警器；
其中，所述处理器至少为一双核处理器，其可通过CAN总线从汽车车身传感器获取汽车速度和方向盘信息，所述显示器与所述处理器连接并从处理器接收包含车道线信息的、用于显示的数据。
2.根据权利要求1所述的一种车道检测和偏离预警装置，其特征在于：所述处理器包括集成于同一块芯片并通信连接的一DSP处理器和一ARM处理器。
3.根据权利要求2所述的一种车道检测和偏离预警装置，其特征在于：所述DSP处理器为一能将视频信号的图像从YCbCr 4：2：2格式转换为RGB格式的处理器。
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