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CN106828308A - 车道偏离预警装置 - Google Patents

车道偏离预警装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开车道偏离预警装置，设置摄像头阵列、图像处理模块、控制器模块、声光报警模块以及至少2个加速度检测模块，以1个摄像头和1个加速度检测模块为1组信息获取单元，每组信息获取单元的摄像头和加速度检测模块安装在车辆的同一位置处，至少检测车辆左轮与左侧车道标识线距离、左轮加速度、车辆右轮与右侧车道标识线距离以及右轮加速度，上述获取的信息最终输入至控制器模块进行处理，上述模块的设置以及信息获取单元的安装方式，能有效检测车辆的行驶状况，为系统进行车道偏离判断提供准确的数据基础；在雨雪天气或能见度不高的天气，由红外检测模块采集车道标识线信息，进一步提高检测数据的准确性。

Description

车道偏离预警装置
技术领域
本发明涉及车辆的安全行驶检测和报警，具体涉及车道偏离预警装置。
背景技术
据统计，全国约有50％的交通事故是由车辆偏离正常的行驶车道引起的，究其原因，主要是驾驶员在驾驶过程中出现注意力不集中或驾驶疲劳。当驾驶员处于疲劳状态时，对于车辆是否偏离正常轨道的敏感度大大降低，在不采取任何外界干预的情况下，很容易麻痹大意，甚至产生交通意外事故。因此，有待于提出一种驾驶辅助系统，在车辆偏离车道时，能及时向驾驶员提供报警反馈，引起驾驶员注意，及时采取行动，避免意外事故发生。
现有技术中，通常通过在车上设置各种传感器，采集车内外环境数据，进行静态、动态的辨识、侦测和追踪，让驾驶员以最快速度察觉到可能发生的危险，存在以下缺点：道路环境复杂多变、隔离带及其它车辆干扰等，导致车道标识线检测数据不准确，引起车道偏离预警系统的工作可靠性降低，容易出现虚警和漏警的情况。
发明内容
本发明提供车道偏离预警装置，解决现有车道偏离预警系统存在的因检测数据不准确导致系统偏离判断不准确的问题。
本发明通过以下技术方案解决上述问题：
车道偏离预警装置，包括摄像头阵列、图像处理模块、控制器模块、声光报警模块以及至少2个加速度检测模块；
所述摄像头阵列由至少2个摄像头组成；所述加速度检测模块的数量与摄像头数量相同；1个摄像头和1个加速度检测模块为1组信息获取单元，每组信息获取单元的摄像头和加速度检测模块安装在车辆的同一位置处；
所述摄像头阵列的输出端与图像处理模块的输入端相连；所述图像处理模块与控制器模块相连；所述各加速度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述声光报警模块的输入端与控制器模块相连。
进一步地，还包括至少2个红外检测模块；所述红外检测模块的输出端与控制器模块相连；所述各红外检测模块安装在车辆保险杠上，其中，车辆的前保险杠左侧安装至少1个红外检测模块，车辆的前保险杠右侧安装至少1个红外检测模块。
进一步地，所述加速度检测模块为三轴加速度传感器。
进一步地，包括有2组信息获取单元，分别为第1组信息获取单元和第2组信息获取单元；所述第1组信息获取单元的摄像头拍摄车辆左轮与左侧车道标识线的距离，所述第1组信息获取单元的加速度检测模块检测车辆左轮的加速度值；所述第2组信息获取单元的摄像头拍摄车辆右轮与右侧车道标识线的距离，所述第2组信息获取单元的加速度检测模块检测车辆右轮的加速度值。
进一步地，所述声光报警模块由音频处理电路、扬声器和发光二极管构成，所述音频处理电路的输入端与控制器模块相连，所述音频处理电路的输出端与扬声器和发光二极管相连。
进一步地，还包括显示模块，所述显示模块与控制器模块相连。
进一步地，还包括存储模块，所述存储模块与控制器模块相连。
与现有技术相比，具有如下特点：
1、设置摄像头阵列、图像处理模块、控制器模块、声光报警模块以及至少2个加速度检测模块，以1个摄像头和1个加速度检测模块为1组信息获取单元，每组信息获取单元的摄像头和加速度检测模块安装在车辆的同一位置处，设置至少2组信息获取单元，这2组信息获取单元分别检测车辆左轮与左侧车道标识线距离、左轮加速度、车辆右轮与右侧车道标识线距离以及右轮加速度，上述获取的信息最终输入至控制器模块进行处理，上述模块的设置以及信息获取单元的安装方式，能有效检测车辆的行驶状况，为系统进行车道偏离判断提供准确的数据基础；
2、进一步还设置红外检测模块，在雨雪天气或能见度不高的天气，摄像头阵列拍摄的车道标识线会不清晰，此时由红外检测模块采集车道标识线信息，进一步提高检测数据的准确性；
3、不仅设有声光报警模块，在出现车道偏离时通过声音和光提醒用户采取措施，还将车道偏离信息通过显示模块显示出来，供驾驶员及其他人员查看，其他人可提醒驾驶员采取措施，以降低意外事故发生的可能性；
4、设置存储模块，存储行车记录，供后期追溯。
附图说明
图1为本发明结构原理框图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
车道偏离预警装置，包括摄像头阵列、图像处理模块、控制器模块、声光报警模块以及至少2个加速度检测模块；所述摄像头阵列由至少2个摄像头组成；所述加速度检测模块的数量与摄像头数量相同；1个摄像头和1个加速度检测模块为1组信息获取单元，每组信息获取单元的摄像头和加速度检测模块安装在车辆的同一位置处；所述摄像头阵列的输出端与图像处理模块的输入端相连；所述图像处理模块与控制器模块相连；所述各加速度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述声光报警模块的输入端与控制器模块相连。
更具体地，包括有2组信息获取单元，分别为第1组信息获取单元和第2组信息获取单元；所述第1组信息获取单元的摄像头拍摄车辆左轮与左侧车道标识线的距离，所述第1组信息获取单元的加速度检测模块检测车辆左轮的加速度值；所述第2组信息获取单元的摄像头拍摄车辆右轮与右侧车道标识线的距离，所述第2组信息获取单元的加速度检测模块检测车辆右轮的加速度值。
摄像头包括镜头和图像传感器，车辆行驶过程中，镜头捕捉车轮与车道标识线的动态图像，并将光学动态图像透射到图像传感器表面，图像传感器将其转换为电信号，该电信号输入至图像处理模块中。摄像头安装有至少2个，分别捕捉左车轮与左侧车道标识线距离图像以及右车轮与右侧车道标识线的距离图像。还可根据需求在车辆设置更多的摄像头，获取车辆行驶过程中各部位与车道标识线的距离图像，以便为车道偏离判断提供更多的参考数据。
各摄像头的采集数据输入至图像处理模块，图像处理模块的主要器件为FPGA，内设图像处理程序，对各摄像头采集到的图像进行滤波，降低随机噪声，利于阈值法对降噪后的图像进行分割，利用Sobel算子检测车道边缘，利用Hough变换算法实现车道线的提取，再由控制器模块根据车辆在当前道路中的横向位置和方向参数判断车辆是否偏离车道行驶。
加速度检测模块为三轴加速度传感器，用于获取行驶车辆的加速度。即使在预先不知道车辆运动方向的场合，三轴加速度传感器也能检测到行驶车辆的加速度，能够全面反映运动车辆的运动性质。加速度传感器与摄像头一一对应，测它们的安装位置的车辆部件的加速度信息，本发明至少测量车辆左轮加速度和车辆右轮的加速度。加速度信号作为辅助信号输入至控制器模块中，控制器模块分别将车辆左轮加速度和右轮加速度与预设的横向加速度值进行比较，当超出预设值时，说明出现非正常的车道偏离，否则是正常的允许范围内的车道偏离。
控制器模块接收图像处理后的信息以及各加速度信息，判断车辆是否出现非正常的车道偏离，一旦判断是，则立即启动声光报警模块，提醒驾驶员采取措施回到车道内行驶，又或者，在出现车道偏离时，控制器模块制动方向盘，以震动方向盘的方式，提醒驾驶员立即采取措施，避免事故发生。进一步地，所述声光报警模块由音频处理电路、扬声器和发光二极管构成，所述音频处理电路的输入端与控制器模块相连，所述音频处理电路的输出端与扬声器和发光二极管相连。
在雨雪天气或能见度不高的天气，摄像头阵列拍摄的车道标识线会不清晰，检测的数据不准确，会影响车道偏离的判断。针对该情况，本发明还设置有至少2个红外检测模块；所述红外检测模块的输出端与控制器模块相连；所述各红外检测模块安装在车辆保险杠上，其中，车辆的前保险杠左侧安装至少1个红外检测模块，车辆的前保险杠右侧安装至少1个红外检测模块。红外检测模块为红外热成像传感器，即使在雨雪天气、烟云密布、完全武广的环境中，也能清晰地获取车轮与车道标识线的成像，弥补了摄像头在复杂天气下，无法获取清晰图像的不足。
进一步地，还包括显示模块，所述显示模块与控制器模块相连。显示模块用于实时显示行驶车辆的车轮与车道标识线的图像，供驾驶员及其他车上人员随时观测。
进一步地，还包括存储模块，所述存储模块与控制器模块相连。存储模块为SD卡，用于存储违规驾驶图像，以便在需提供证据时，由相关人员调取图像。
本发明的工作过程为：
摄像头阵列采集车轮与车道标识线的图像，输入至图像处理模块进行图像处理后，再输入至控制器模块中，加速度检测模块检测车轮的加速度，并输入至控制器模块中，控制器模块根据图像信号以及加速度信号，判断行驶车辆是否产生车道偏离，一旦判断出产生车道偏离，启动声光报警模块进行报警；车辆行驶过程中，车轮与车道标识线的距离信息通过显示模块进行显示；车辆行驶过程中，车轮与车道标识线的动态图像存储至存储模块中；天气恶劣时，控制器模块结合红外检测模块和加速度检测模块的输出信号判断车道是否偏离以提高数据的可靠性。

Claims (7)

1.车道偏离预警装置，其特征在于：
包括摄像头阵列、图像处理模块、控制器模块、声光报警模块以及至少2个加速度检测模块；
所述摄像头阵列由至少2个摄像头组成；所述加速度检测模块的数量与摄像头数量相同；1个摄像头和1个加速度检测模块为1组信息获取单元，每组信息获取单元的摄像头和加速度检测模块安装在车辆的同一位置处；
所述摄像头阵列的输出端与图像处理模块的输入端相连；所述图像处理模块与控制器模块相连；所述各加速度检测模块的输出端与控制器模块相连；所述声光报警模块的输入端与控制器模块相连。
2.根据权利要求1所述的车道偏离预警装置，其特征在于：进一步包括至少2个红外检测模块；所述红外检测模块的输出端与控制器模块相连；所述各红外检测模块安装在车辆保险杠上，其中，车辆的前保险杠左侧安装至少1个红外检测模块，车辆的前保险杠右侧安装至少1个红外检测模块。
3.根据权利要求1所述的车道偏离预警装置，其特征在于：所述加速度检测模块为三轴加速度传感器。
4.根据权利要求1所述的车道偏离预警装置，其特征在于：
包括有2组信息获取单元，分别为第1组信息获取单元和第2组信息获取单元；所述第1组信息获取单元的摄像头拍摄车辆左轮与左侧车道标识线的距离，所述第1组信息获取单元的加速度检测模块检测车辆左轮的加速度值；所述第2组信息获取单元的摄像头拍摄车辆右轮与右侧车道标识线的距离，所述第2组信息获取单元的加速度检测模块检测车辆右轮的加速度值。
5.根据权利要求1所述的车道偏离预警装置，其特征在于：
所述声光报警模块由音频处理电路、扬声器和发光二极管构成，所述音频处理电路的输入端与控制器模块相连，所述音频处理电路的输出端与扬声器和发光二极管相连。
6.根据权利要求1所述的车道偏离预警装置，其特征在于：进一步包括显示模块，所述显示模块与控制器模块相连。
7.根据权利要求1所述的车道偏离预警装置，其特征在于：进一步包括存储模块，所述存储模块与控制器模块相连。
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