CN105620489B - 驾驶辅助***及车辆实时预警提醒方法 - Google Patents

驾驶辅助***及车辆实时预警提醒方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及驾驶辅助***及车辆实时预警提醒方法，通过图像采集模块采集当前车辆前方采集目标的图像数据，再由交通目标识别子模块识别图像数据中的车道目标，根据识别出的车道目标划分出感兴趣区域，并将感兴趣区域作为重点识别目标；数据处理模块控制图像采集模块对感兴趣区域对应的车道作为图像采集目标。因此，在主要针对感兴趣区域进行检测后，图像采集模块能够更及时采集到用户所需要的图像数据，无需对前方所有数据进行采集，从而不仅降低了图像采集模块的采集量，而且减少了数据处理模块的数据处理量，使得整个***的计算量降低、计算速度加快、提高了预警反应时间。

Description

驾驶辅助***及车辆实时预警提醒方法
技术领域
本发明涉及驾驶辅助***，特别是涉及一种稳定性高、反应时间快的驾驶辅助***及车辆实时预警提醒方法。
背景技术
传统的车辆驾驶完全依赖于驾驶员，当驾驶员经验不足，或疲劳驾驶的情况下，极易发生道路交通事故。高级驾驶辅助***，即ADAS(Advanced Driver Assistance System)是一种辅助驾驶员对车辆进行操作的***。ADAS通过安装在车辆上的传感器或摄像头采集车辆周围环境的数据，并对采集到的数据进行处理，为驾驶员提供车辆行驶状况的信息，帮助驾驶员做出正确的决策，从而提高行车的安全性。
现有的ADAS使用雷达测距、测距传感器或机器视觉来检测车辆周围环境，并根据周围环境对驾驶员做出相应的提醒。雷达测距覆盖的角度范围小，并且容易受到其他雷达装置和通信设施的电磁波干扰。激光测距传感器能够覆盖大的角度范围，但激光测距传感器的主要缺点在于高速环境下稳定性会降低，不适合用于高速行驶中的车辆测距。测距传感器只能够判断与本车距离较近的前方物体，而无法更加精确地预估本车与前方车辆的相对位置关系，并且无法判断前方车辆是否是真实的碰撞风险。
由于现有的ADAS无法准确判断前方车辆与本车的具***置关系，因此有可能在本车接近相邻车道的前方车辆时(比如，超车时)发出误报警，干扰驾驶员的正常驾驶。
发明内容
基于此，有必要一种稳定性高、反应时间快的驾驶辅助***及车辆实时预警提醒方法。
一种驾驶辅助***，所述***包括：
图像采集模块，用于实时获取当前车辆前方的图像数据；
速度检测模块，用于获取当前车辆的速度参数；
数据处理模块，用于处理所述图像数据，提取车道线，根据提取的车道线，划定以图像视点为中心、并以该图像视点左右各一条车道线为边界的图像区域为感兴趣区域，识别所述感兴趣区域内的采集目标，根据所述当前车辆的速度参数、获取所述采集目标与当前车辆的相对位置参数；判断所述相对位置参数是否达到碰撞阈值，当所述相对参数值达到碰撞阈值时发出预警信号。
在其中一个实施例中，所述采集目标包括前向车辆、车道线和/或行人；则，所述数据处理模块包括：
交通目标识别子模块，用于依据所述图像数据，提取车道线，根据提取的车道线获得所述感兴趣区域，并识别所述感兴趣区域内的前向车辆和/或行人；
其中，所述数据处理模块至少包括以下三个子模块之一：
前向车辆碰撞预警子模块，所述前向车辆碰撞预警子模块在所述交通目标识别子模块识别出前方车辆时，获取当前车辆与前方车辆之间的第一相对位置参数，判断所述第一相对位置参数是否达到第一碰撞阈值，当所述第一相对参数值达到第一碰撞阈值时发出输出至所述预警模块的第一预警信号，用以输出显示；
行人碰撞预警子模块，所述行人碰撞预警子模块在所述交通目标识别子模块识别出行人时，获取当前车辆与行人之间的第二相对位置参数，判断所述第二相对位置参数是否达到第二碰撞阈值，当所述第二相对参数值达到第二碰撞阈值时发出输出至所述预警模块的第二预警信号，用以输出显示；和，
车道偏离预警子模块，所述车道偏离预警子模块用于根据所述交通目标识别子模块识别出的车道线，计算当前车辆的前轮预计接触到车道线的剩余时间，判断所述剩余时间是否达到安全阈值，当所述剩余时间达到安全阈值时发出输出至所述预警模块的第三预警信号，用以输出显示。
在其中一个实施例中，所述交通目标识别子模块还基于车辆外形特征模板判断所述感兴趣区域中是否存在前方车辆，当识别出前方车辆时向所述前向车辆碰撞预警子模块发出第一操作信号，根据所述第一操作信号，所述前向车辆碰撞预警子模块获取当前车辆与前方车辆之间的距离、及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度，并计算当前车辆与前方车辆出现碰撞的预计碰撞时间，作为所述第一相对位置参数。
在其中一个实施例中，所述交通目标识别子模块还基于行人的外形特征模块判断所述感兴趣区域中是否存在行人，当识别出行人时，向所述行人碰撞预警子模块发出第二操作信号，根据所述第二操作信号，所述行人碰撞预警子模块获取当前车辆与行人之间的距离、及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度，并计算当前车辆与行人出现碰撞的预计碰撞时间，作为所述第二相对位置参数。
在其中一个实施例中，所述交通目标识别子模块还用于识别所述图像数据的交通标志，获得所述交通标志的变化情况和/或当前状态；
其中，所述数据处理模块还包括交通标志智能提醒子模块，
所述交通标志智能提醒子模块输出提示所述交通目标识别子模块识别出的所述交通标志的变化情况和/或当前状态。
在其中一个实施例中，所述车道偏离预警子模块还用于根据所述交通目标识别子模块识别出的车道线，计算当前车辆前轮相对于车道线的侧向距离、以及当前车辆的侧向偏移速度，并将所述侧向偏移速度与一预设阈值进行比较，当所述侧向偏移速度小于预设阈值时，则根据所述侧向偏移速度及所述侧向距离，计算所述剩余时间。
在其中一个实施例中，所述***还包括预警模块，用于接收所述预警信号并输出显示，其中，所述预警模块至少包括以下模块之一：
语音提示模块，用于接收所述数据处理模块发出的预警信号产生语音信号，用以对用户进行预警提示；
闪烁提示模块，用于接收所述数据处理模块发出的预警信号产生光闪烁信号，用以对用户进行预警提示；和，
显示模块，用于显示所述图像数据和所述速度数据，并叠加显示所述数据处理模块发出的预警信号。
一种车辆实时预警提醒方法，所述方法包括：
实时采集当前车辆前方的图像数据；
处理所述图像数据，提取车道线；
根据提取的车道线，划定以图像视点为中心、并以该图像视点左右各一条车道线为边界的图像区域为感兴趣区域；
识别所述感兴趣区域内的采集目标；
获取当前车辆的速度参数，
根据所述当前车辆的速度参数，获取所述采集目标与当前车辆的相对位置参数；
判断所述相对位置参数是否达到碰撞阈值，若是，则发出报警信号。
在其中一个实施例中，所述采集目标包括前向车辆、车道线和/或行人；则，所述根据所述当前车辆的速度参数、获取所述采集目标与当前车辆的相对位置参数，判断所述相对位置参数是否达到碰撞阈值，若是，则发出报警信号的过程至少包括以下步骤之一：
所述采集目标为前方车辆时，获取当前车辆与前方车辆之间的第一相对位置参数，判断所述第一相对位置参数是否达到第一碰撞阈值，当所述第一相对参数值达到第一碰撞阈值时发出输出至所述预警模块的第一预警信号，用以输出显示；
所述采集目标为行人时，获取当前车辆与行人之间的第二相对位置参数，判断所述第二相对位置参数是否达到第二碰撞阈值，当所述第二相对参数值达到第二碰撞阈值时发出输出至所述预警模块的第二预警信号，用以输出显示；和，
所述采集目标为车道线时，根据所述车道线，计算当前车辆的前轮预计接触到车道线的剩余时间，判断所述剩余时间是否达到安全阈值，当所述剩余时间达到安全阈值时发出输出至所述预警模块的第三预警信号，用以输出显示。
在其中一个实施例中，根据当前车辆与前方车辆之间的距离、及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度，计算当前车辆与前方车辆出现碰撞的预计碰撞时间，作为所述第一相对位置参数；
根据当前车辆与行人之间的距离、及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度，计算当前车辆与行人出现碰撞的预计碰撞时间，作为所述第二相对位置参数；
根据所述车道线，计算当前车辆前轮相对于车道线的侧向距离、以及当前车辆的侧向偏移速度，并将所述侧向偏移速度与一预设阈值进行比较，当所述侧向偏移速度小于预设阈值时，则根据所述侧向偏移速度及所述侧向距离，计算所述剩余时间。
上述驾驶辅助***及车辆实时预警提醒方法，通过图像采集模块采集当前车辆前方采集目标的图像数据，再由交通目标识别子模块识别图像数据中的车道目标，根据识别出的车道目标划分出感兴趣区域，并将感兴趣区域作为重点识别目标；数据处理模块控制图像采集模块对感兴趣区域对应的车道作为图像采集目标。数据处理模块用于处理图像采集模块输出的图像数据及速度检测模块的速度数据，并根据所述图像数据及速度数据判断当前车辆与采集目标是否达到碰撞阈值，若是，则数据处理模块用于控制预警模块发出预警信号。因此，在主要针对感兴趣区域进行检测后，图像采集模块能够更及时采集到用户所需要的图像数据，无需对前方所有数据进行采集，从而不仅降低了图像采集模块的采集量，而且减少了数据处理模块的数据处理量，使得整个***的计算量降低、计算速度加快、提高了预警反应时间。
附图说明
图1为驾驶辅助***的模块图；
图2为前向车辆碰撞预警子模块的工作流程图；
图3为行人碰撞子预警模块的工作流程图；
图4为车道偏离子预警模块的工作流程图；
图5为显示模块的显示结果示意图；
图6为车辆实时预警提醒方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，为驾驶辅助***的结构示意图。
一种驾驶辅助***，包括图像采集模块101、速度检测模块102、数据处理模块20及预警模块40。
所述图像采集模块101用于实时获取当前车辆前方的图像数据；
所述速度检测模块102用于获取当前车辆的速度参数；
所述数据处理模块20用于处理所述图像数据，提取车道线，根据提取的车道线，划定以图像视点为中心、并以该图像视点左右各一条车道线为边界的图像区域为感兴趣区域，识别所述感兴趣区域内的采集目标，根据所述当前车辆的速度参数、获取所述采集目标与当前车辆的相对位置参数；判断所述相对位置参数是否达到碰撞阈值，当所述相对参数值达到碰撞阈值时发出预警信号；
预警模块40用于接收所述预警信号并输出显示。
在本实施例中，图像采集模块101设置于车辆前端。优选的，图像采集模块101采用摄像头。
速度检测模块102设置于车载主机内，速度检测模块102为GPS速度检测模块。数据处理模块20设置于车载主机内。
上述驾驶辅助***中的速度检测模块101可以采用GPS设备，也可以采用其他的速度检测设备，比如相对式光电编码器或第五轮仪。
驾驶辅助***在车辆行驶中，通过设置在车辆前端的图像采集模块101实时采集车辆前方的道路图像，通过速度检测模块102实时采集本车的行驶速度，并将采集到的图像和检测到的速度信息输入数据处理模块20。
具体地，数据处理模块20首先根据输入的图像信息识别图像中的车道目标。根据识别出的车道信息划分感兴趣区域(ROI)。当前车道和左右各一条车道为中心区域。该区域内的车辆和行人都是重点识别目标。中心区域以外的为边缘区域，不作检测。通过划分ROI提高了算法性能，加快了反应时间。
上述驾驶辅助***用以解决现有技术中ADAS无法使用一个摄像头同时实现前向车辆碰撞预警和车道偏离预警的技术问题。同时，上述驾驶辅助***还能识别包括行人、车辆、道路、标志牌在内的各类交通目标，提高了ADAS的智能化程度，实现了行人碰撞检测交通标志智能提醒等功能。同时，以俯视图的方式提供车辆、行人等信息。
例如，在一个实施例中，上述数据处理模块20包括交通目标识别子模块201，用于依据上述图像数据，提取车道线，根据提取的车道线获得上述感兴趣区域，并识别上述感兴趣区域内的前向车辆和/或行人。而在感兴趣区域内识别出的采集目标可以包括前向车辆、车道线和/或行人。因此在进行相对位置参数的计算时，可以是用于表征当前车辆与车辆、车道线或行人的相对位置，比如，距离参数、预计碰撞时间参数等等。所以，上述数据处理模块20至少包括以下三个子模块之一。
前向车辆碰撞预警子模块202，上述前向车辆碰撞预警子模块202在上述交通目标识别子模块201识别出前方车辆时，获取当前车辆与前方车辆之间的第一相对位置参数，判断上述第一相对位置参数是否达到第一碰撞阈值，当上述第一相对参数值达到第一碰撞阈值时发出输出至上述预警模块40的第一预警信号，用以输出显示。
行人碰撞预警子模块203，上述行人碰撞预警子模块203在上述交通目标识别子模块201识别出行人时，获取当前车辆与行人之间的第二相对位置参数，判断上述第二相对位置参数是否达到第二碰撞阈值，当上述第二相对参数值达到第二碰撞阈值时发出输出至上述预警模块40的第二预警信号，用以输出显示；和，
车道偏离预警子模块204，上述车道偏离预警子模块204用于根据上述交通目标识别子模块201识别出的车道线，计算当前车辆的前轮预计接触到车道线的剩余时间，判断上述剩余时间是否达到安全阈值，当上述剩余时间达到安全阈值时发出输出至上述预警模块40的第三预警信号，用以输出显示。
在本实施例中，ADAS中与行车安全相关的主要功能模块包括前向车辆碰撞预警FVCWS(Forward Vehicle Collision Warning System)和车道偏离预警LDWS(LaneDeparture Warning System)。前向车辆碰撞预警在车辆行驶过程中实时检测车辆与前方车辆的距离，当车辆与前方车辆距离过近时，***发出预警，提醒驾驶员降低车速、刹车制动，或采取其他措施避免与前方车辆发生碰撞。
当然，上述第一相对参数值和上述第二相对参数值可以是预计碰撞时间，对应的第一碰撞阈值和第二碰撞阈值可以设定为基于时间度量的安全阈值。比如，前向车辆碰撞预警子模块202获取当前车辆与前方车辆的预计碰撞时间，判断预计碰撞时间是否达到第一碰撞阈值，当预计碰撞时间达到第一碰撞阈值时发出输出至上述预警模块40的第一预警信号，用以输出显示。或者，
行人碰撞预警子模块203获取当前车辆与行人的预计碰撞时间，判断预计碰撞时间是否达到第二碰撞阈值，当预计碰撞时间达到第二碰撞阈值时发出输出至上述预警模块40的第二预警信号，用以输出显示。
采用本发明实施例可以实现碰撞的预判，尤其是在高速行驶的情况下，使得LDWS具备预先判断的功能，比如，当车辆出现偏离车道的趋势时，在前轮压线前就应该向驾驶员发出预警信号，提醒驾驶员及时调整方向；或者当本车与前方同一车道内的前方车辆或行人预发生碰撞时提前报警，为驾驶员留出足够的反应时间和方向校正时间，使车辆碰撞报警体系更加精确、及时、反应迅速。
更进一步地，在一个实例中，上述交通目标识别子模块201还基于车辆外形特征模板判断上述感兴趣区域中是否存在前方车辆，当识别出前方车辆时向上述前向车辆碰撞预警子模块202发出第一操作信号，根据上述第一操作信号，上述前向车辆碰撞预警子模块202获取当前车辆与前方车辆之间的距离、及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度，并计算当前车辆与前方车辆出现碰撞的预计碰撞时间，作为上述第一相对位置参数。
前向车辆碰撞预警子模块202用于根据上述交通目标识别子模块201识别出的车道线，在划定的感兴趣区域内来识别车辆即可以判断同一车道中前方是否存在车辆，从而将碰撞的计算目标锁定在与本车在同一车道内的目标上，从而减少了无效计算，提升了计算速度。当判断同一车道中存在前方车辆时，则上述前向车辆碰撞预警子模块202用于计算出当前车辆与前方车辆之间的距离，及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度，并根据当前车辆与前方车辆之间的距离，及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度计算出预计碰撞时间，判断所述碰撞时间是否小于安全阈值，若是，则前向车辆碰撞预警子模块202用于控制所述预警模块40发出第一预警信号，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断。第一预警信号可以是提示当前车辆与前方车辆之间的距离、预计碰撞时间等等信息，本文同。当当判断同一车道中不存在前方车辆时，则结束此次判断，进入下一次的判断。
具体地，前向车辆碰撞预警子模块202的工作流程图如图2所示。首先根据交通目标识别子模块201识别出的车辆和车道线来判断同一车道中前方是否存在车辆，如果存在，首先计算本车与前方车辆的距离，以及本车相对于前方车辆的行驶速度和加速度。通过对距离和相对速度、相对加速度的计算，可以计算出预计碰撞时间，即保持当前的相对速度和加速度不变的情况下，本车与前方车辆发生碰撞还需要经过的时间。如果预计碰撞时间小于安全阈值，向语音提示模块401发出预警信号，语音提示模块401向驾驶员发出碰撞预警的语音信号。
在一个实施例中，上述交通目标识别子模块201还基于行人的外形特征模块判断上述感兴趣区域中是否存在行人，当识别出行人时，向上述行人碰撞预警子模块203发出第二操作信号，根据上述第二操作信号，上述行人碰撞预警子模块203获取当前车辆与行人之间的距离、及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度，并计算当前车辆与行人出现碰撞的预计碰撞时间，作为上述第二相对位置参数。
上述行人碰撞预警子模块203用于根据上述交通目标识别子模块201识别出的车道线在划定的感兴趣区域内来识别车辆即可以判断同一车道中前方是否存在行人，从而将碰撞的计算目标锁定在与本车在同一车道内的目标上，从而减少了无效计算，提升了计算速度。当判断同一车道中存在行人时，则上述行人碰撞预警子模块203用于计算出当前车辆与行人之间的距离，及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度。当判断同一车道中不存在行人时，则结束此次判断，进入下一次的判断。
行人碰撞预警子模块203还用于根据当前车辆与行人之间的距离，及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度计算出预计碰撞时间，并判断上述碰撞时间是否小于安全阈值，若是，则行人碰撞预警子模块203用于控制上述预警模块40发出第二预警信号，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断。第一预警信号可以是提示当前车辆与行人之间的距离、预计碰撞时间等等信息，本文同。
具体地，行人碰撞预警子模块203的工作流程图如图3所示。根据交通目标识别子模块201的识别结果判断车辆前方是否有行人，如果有行人，首先计算本车与行人的距离，然后计算本车相对于行人的行驶速度和加速度。根据距离和速度信息，可计算出预计碰撞时间，如果预计碰撞时间小于安全阈值，则向语音提示模块401发出预警信号，语音提示模块401向驾驶员发出行人碰撞预警的语音信号。
此外，数据处理模块20还包括交通标志智能提醒子模块204，上述交通标志智能提醒子模块204用于根据上述交通目标识别子模块201识别出的交通标志对用户进行提示。
交通目标识别子模块201还用于识别上述图像数据的交通标志，获得交通标志的变化情况和/或当前状态，例如，当前状态是指当前路口红绿灯的当前状态、路边指示牌的信息等等。而交通标志的变化情况可以是指预到达路口的红绿灯从红灯变到绿灯，或从绿灯变到红灯需要的状态变化时间。具体方式可以是，搜集临近两个红绿灯的切换周期，基于该周期变化的常规时间，根据当前路口红绿灯的当前状态，预估下一个红绿灯的状态变化时间，并对用户做出提示。比如，当车辆行进到当前路口是红灯，那么在从当前路口进行到下一个路口的过程中，提醒用户下一个路口需要多少时间变成红灯或变成绿灯。
交通标志智能提醒子模块204根据交通目标识别子模块201识别到的交通标志对驾驶员进行智能提醒。当非公交车辆在公交车道上行驶时，交通标志智能提醒子模块204向语音提示模块401发出信号提醒驾驶员驶离公交车道。结合限速标志和GPS道路信息，当发生超速时，智能提醒子模块可向语音提示模块发出信号提醒驾驶员不要超速。不同于一般GPS导航设备自带的超速提醒，交通标志智能提醒子模块204还用于识别路边的限速标志，如果限速标志上的速度和GPS导航信息中的限速不一致(可能GPS道路信息没有及时更新)，将会以限速标志上的速度为标准，判断当前车辆是否超速，提醒驾驶员及时减速。
在一个本实施例中，上述车道偏离预警子模块205用于根据上述交通目标识别子模块201识别出的车道线计算车辆前轮相对于车道线的侧向距离，以及车辆的侧向偏移速度，并将上述侧向偏移速度与一预设阈值进行比较，当所述侧向偏移速度小于预设阈值时表示发生了非主动性的车道偏离，否则为主动性车道偏离，以此来判断车辆是否发生了非主动性的车道偏离。
当侧向偏移速度小于预设阈值时，即发生了非主动性的车道偏离，车道偏离预警子模块205用于根据上述侧向偏移速度及上述侧向距离计算出车辆前轮接触到车道线的剩余时间是否小于安全阈值，若是，则上述车道偏离预警子模块205用于控制上述预警模块发出第三预警信号，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断。第三预警信号可以是提示当前车辆与车道线之间的距离、预计碰撞时间等等信息，本文同。当侧向偏移速度大于预设阈值时，即发生了主动性的车道偏离，则结束此次判断，进入下一次的判断。
车道偏离预警子模块205通过对车道线的检测和跟踪，判断车辆是否发生了非主动性的车道偏离。当车辆发生非主动性的车道偏离时，发出预警，提醒驾驶员修正车辆的行驶方向，避免与其他车道的车辆发生碰撞。车道偏离预警子模块205主要依赖于机器视觉，通过安装在车辆上的摄像头采集道路图像，并采用机器视觉算法实时检测和跟踪图像中的车道线信息，以此来判断车辆是否发生了非主动性的车道偏离。
具体地，车道偏离预警子模块205的工作流程图如图4所示。首先，根据输入的车速信息和交通目标识别子模块201检测到的车道线来计算车辆前轮相对于车道线的侧向距离，以及车辆的侧向偏移速度。接着，根据侧向偏移速度判断车辆是否发生了非主动性的车道偏离，通常，主动的车道偏离(比如变道超车)所对应的偏离速度较大，而非主动性的车道偏离所对应的偏离速度较小，如果偏移速度小于阈值，则认为车辆发生了非主动性的车道偏离。在发生非主动性车道偏离的情况下，根据侧向距离和侧向偏移速度计算出车辆前轮接触到车道线的剩余时间，如果剩余时间小于安全阈值，则向语音提示模块401发出预警信号，语音提示模块401向驾驶员发出车道偏离预警的语音信号。
在本实施例中，预警模块40包括语音提示模块401及闪烁提示模块402，上述语音提示模块401用于接收所述数据处理模块发出的预警信号产生语音信号用以对用户进行预警提示，上述闪烁提示模块402用于接收所述数据处理模块发出的预警信号产生闪烁信号用以对用户进行预警提示。
预警模块40设置在车载主机内的、用于当车辆处于危险情况时向驾驶员预警。
此外，在一个本实施例中，驾驶辅助***还包括显示模块301，上述显示模块301用于接收上述图像采集模块101输出的图像数据、上述速度检测模块102输出的速度数据及上述数据处理模块20输出的处理数据。或者，显示模块用于显示上述图像数据和上述速度数据，并叠加显示上述数据处理模块发出的预警信号。例如，在基于上述图像数据呈现的图像上提示上述速度数据，以及相应的预警信号。
显示模块301设置在车载主机内，用于显示车辆行驶状况的。
请结合图5，显示模块301采用俯视图的形式显示各子模块输出的信息。本***将各子模块收集到的信息，以俯视图的形式显示在中控显示器上。通过俯视的视角，驾驶员可以一目了然地看到前方车辆和行人的相对位置。
显示模块301除了中控屏幕外，还可选用抬头显示装置。抬头显示装置可将中控屏幕的显示投影到挡风玻璃上。这样驾驶员不必低头，就可以看到信息，从而避免分散对前方道路的注意力。驾驶员也不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛的疲劳。
上述驾驶辅助***通过一个车载摄像头采集道路图像，不需要安装额外的测距传感器，相比现有的ADAS简化了***结构，利于在实际中广泛推广。所提出的ADAS具体可实现交通目标识别、前向车辆碰撞预警、车道偏离预警以及行人碰撞预警等功能模块。
上述驾驶辅助***中的前向车辆碰撞预警子模块202通过使用交通目标识别子模块201的结果，可以判断前方车辆与本车是否在同一个车道内，当本车与同一个车道内的前方车辆距离过近时，能向驾驶员发出预警。传统的采用测距传感器实现的前向车辆碰撞预警无法判断前方的车辆与本车是否在同一个车道内，在超车的时候会产生误报警。本发明所提出的前向车辆碰撞预警解决了以上问题，与传统的前向车辆碰撞预警相比，提高了预警的准确度，减少了误报警。
上述驾驶辅助***中的行人碰撞预警子模块203能够在车辆前轮压线前发出预警信号，给驾驶员足够的时间做出方向调整操作。
上述驾驶辅助***中的能够识别包括行人、车辆、道路、标志牌在内的各类交通目标，实现了行人碰撞检测和交通标志智能提醒，提高了ADAS的智能化程度。行人碰撞检测功能提醒驾驶员及时避让行人，保障了行人的安全。交通标志智能提醒功能提醒驾驶员遵守交通规则，谨慎驾驶操作，进一步提高了行车的安全性。
上述驾驶辅助***通过图像采集模块101采集当前车辆前方采集目标的图像数据，再由交通目标识别子模块201识别图像数据中的车道目标，根据识别出的车道目标划分出感兴趣区域，并将感兴趣区域作为重点识别目标；数据处理模块20控制图像采集模块101对感兴趣区域对应的车道作为图像采集目标。数据处理模块20用于处理图像采集模块101输出的图像数据及速度检测模块的速度数据，并根据上述图像数据及速度数据判断当前车辆与采集目标是否达到碰撞阈值，若是，则数据处理模块20用于控制预警模块40发出预警信号。因此，在主要针对感兴趣区域进行检测后，图像采集模块101能够更及时采集到用户所需要的图像数据，无需对前方所有数据进行采集，从而不仅降低了图像采集模块的采集量，而且减少了数据处理模块20的数据处理量，使得整个***的计算量降低、计算速度加快、提高了预警反应时间。
此外，上述图像采集模块101、速度检测模块102、数据处理模块20可以继承在一个包含摄像头的硬件设备上，而后通过无线网络或有线网络与车载显示设备或者移动终端相连，并将显影的预警信号发送至车载显示设备或者移动终端进行显示提醒。那么基于上述***，在本发明的一个实施例中还提供了一种可应用于包含摄像头的车辆预警设备上的车辆实时预警提醒方法，其包括以下步骤：
请结合图6。
步骤110，实时采集当前车辆前方的图像数据；
步骤120，处理上述图像数据，提取车道线；
步骤130，根据提取的车道线，划定以图像视点为中心、并以该图像视点左右各一条车道线为边界的图像区域为感兴趣区域；
步骤140，识别上述感兴趣区域内的采集目标；
步骤150，获取当前车辆的速度参数，
步骤160，根据上述当前车辆的速度参数，获取上述采集目标与当前车辆的相对位置参数；
步骤170，判断上述相对位置参数是否达到碰撞阈值，若是，则发出报警信号。若否，则结束此次判断，进入下一次的判断，返回步骤110。
例如，在一个实施例中，上述采集目标可以为车辆、车道线、和/或行人。而在感兴趣区域内识别出的采集目标可以包括前向车辆、车道线和/或行人，可以将采集目标锁定在与本车辆在同一车道内的车辆或行人。事实上，只有在同一个车道内的前方车辆、行人才有可能和本车发生碰撞。所以先锁定碰撞计算的范围，这样可以避免误报警，提高预警效果，并且降低计算量。
此外，在进行相对位置参数的计算时，可以是用于表征当前车辆与车辆、车道线或行人的相对位置，比如，距离参数、预计碰撞时间参数等等。所以，上述方法中，上述采集目标包括前向车辆、车道线和/或行人；则，上述根据上述当前车辆的速度参数、获取上述采集目标与当前车辆的相对位置参数，判断上述相对位置参数是否达到碰撞阈值，若是，则发出报警信号的过程至少包括以下步骤之一：
上述采集目标为前方车辆时，获取当前车辆与前方车辆之间的第一相对位置参数，判断上述第一相对位置参数是否达到第一碰撞阈值，当上述第一相对参数值达到第一碰撞阈值时发出输出至上述预警模块的第一预警信号，用以输出显示，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断；
上述采集目标为行人时，获取当前车辆与行人之间的第二相对位置参数，判断上述第二相对位置参数是否达到第二碰撞阈值，当上述第二相对参数值达到第二碰撞阈值时发出输出至上述预警模块的第二预警信号，用以输出显示，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断；和，
上述采集目标为车道线时，根据上述车道线，计算当前车辆的前轮预计接触到车道线的剩余时间，判断上述剩余时间是否达到安全阈值，当上述剩余时间达到安全阈值时发出输出至上述预警模块的第三预警信号，用以输出显示，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断。
当然，上述第一相对参数值和上述第二相对参数值可以是预计碰撞时间，对应的第一碰撞阈值和第二碰撞阈值可以设定为基于时间度量的安全阈值。比如，利用当前车辆与前方车辆的预计碰撞时间，判断预计碰撞时间是否达到第一碰撞阈值，当预计碰撞时间达到第一碰撞阈值时发出输出至上述预警模块的第一预警信号，用以输出显示，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断。或者，利用当前车辆与行人的预计碰撞时间，判断预计碰撞时间是否达到第二碰撞阈值，当预计碰撞时间达到第二碰撞阈值时发出输出至上述预警模块的第二预警信号，用以输出显示，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断。
采用本发明实施例可以实现碰撞的预判，尤其是在高速行驶的情况下，使得LDWS具备预先判断的功能，比如，当车辆出现偏离车道的趋势时，在前轮压线前就应该向驾驶员发出预警信号，提醒驾驶员及时调整方向；或者当本车与前方同一车道内的前方车辆或行人预发生碰撞时提前报警，为驾驶员留出足够的反应时间和方向校正时间，使车辆碰撞报警体系更加精确、及时、反应迅速。
更进一步地，一个实施例中，基于车辆外形特征模板判断上述感兴趣区域中是否存在前方车辆，当识别出前方车辆时，获取当前车辆与前方车辆之间的距离、及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度，并计算当前车辆与前方车辆出现碰撞的预计碰撞时间，作为上述第一相对位置参数。根据识别出的车道线，在划定的感兴趣区域内来识别车辆即可以判断同一车道中前方是否存在车辆，从而将碰撞的计算目标锁定在与本车在同一车道内的目标上，从而减少了无效计算，提升了计算速度。当判断同一车道中存在前方车辆时，则上计算出当前车辆与前方车辆之间的距离，及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度，并根据当前车辆与前方车辆之间的距离，及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度计算出预计碰撞时间，判断所述碰撞时间是否小于安全阈值，若是，则发出第一预警信号，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断。当判断同一车道中不存在前方车辆时，则结束此次判断，进入下一次的判断。
在一个实施例中，基于行人的外形特征模块判断上述感兴趣区域中是否存在行人，当识别出行人时，向上述行人碰撞预警子模块发出第二操作信号，根据上述第二操作信号，上述行人碰撞预警子模块获取当前车辆与行人之间的距离、及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度，并计算当前车辆与行人出现碰撞的预计碰撞时间，作为上述第二相对位置参数。
根据识别出的车道线在划定的感兴趣区域内来识别车辆即可以判断同一车道中前方是否存在行人，从而将碰撞的计算目标锁定在与本车在同一车道内的目标上，从而减少了无效计算，提升了计算速度。当判断同一车道中存在行人时，则计算出当前车辆与行人之间的距离，及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度。根据当前车辆与行人之间的距离，及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度计算出预计碰撞时间，并判断上述碰撞时间是否小于安全阈值，若是，则行人碰撞预警子模块203用于控制上述预警模块40发出第二预警信号，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断。当判断同一车道中不存在行人时，则结束此次判断，进入下一次的判断。
此外，在一个实施例中，上述方法还包括，
识别上述图像数据中的交通标志，获得交通标志的变化情况和/或当前状态。具体地，可以包括：获得当前路口红绿灯的当前状态、路边指示牌的信息等等。或者，获得预到达路口的红绿灯从红灯变到绿灯，或从绿灯变到红灯需要的状态变化时间。后者在具体实现的过程中可以包括以下步骤：
首先，收集存储相邻路口之间红绿灯的切换周期，或者人工输入相邻路口之间红绿灯的切换周期。收集存储的方式可以在第一次检测后存储路口红绿灯信息，然后再整合计算。
然后，基于该周期变化的常规时间，根据当前路口红绿灯的当前状态，预估下一个红绿灯的状态变化时间；
其次，输出所述状态变化时间，并对用户做出提示。
比如，当车辆行进到当前路口是红灯，那么在从当前路口进行到下一个路口的过程中，提醒用户下一个路口需要多少时间变成红灯或变成绿灯。
在一个本实施例中，根据上述交通目标识别子模块201识别出的车道线计算车辆前轮相对于车道线的侧向距离，以及车辆的侧向偏移速度，并将上述侧向偏移速度与一预设阈值进行比较，当所述侧向偏移速度小于预设阈值时表示发生了非主动性的车道偏离，否则为主动性车道偏离，以此来判断车辆是否发生了非主动性的车道偏离。当侧向偏移速度小于预设阈值时，根据上述侧向偏移速度及上述侧向距离计算出车辆前轮接触到车道线的剩余时间是否小于安全阈值，若是，则发出第三预警信号，若否，则结束此次判断，进入下一次的判断。当侧向偏移速度大于预设阈值时，则结束此次判断，进入下一次的判断。
通过对车道线的检测和跟踪，判断车辆是否发生了非主动性的车道偏离。当车辆发生非主动性的车道偏离时，发出预警，提醒驾驶员修正车辆的行驶方向，避免与其他车道的车辆发生碰撞。本实施例依赖于机器视觉，通过安装在车辆上的摄像头采集道路图像，并采用机器视觉算法实时检测和跟踪图像中的车道线信息，以此来判断车辆是否发生了非主动性的车道偏离。
上述车辆实时预警提醒方法中的能够识别包括行人、车辆、道路、标志牌在内的各类交通目标，实现了行人碰撞检测和交通标志智能提醒，提高了ADAS的智能化程度。行人碰撞检测功能提醒驾驶员及时避让行人，保障了行人的安全。交通标志智能提醒功能提醒驾驶员遵守交通规则，谨慎驾驶操作，进一步提高了行车的安全性。并且，通过将数据采集和计算量锁定在一定的感兴趣范围内，从而提成了碰撞预警精确度，减少了数据处理量，使得整个***的计算量降低、计算速度加快、提高了预警反应时间。
以上上述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种驾驶辅助***，其特征在于，所述***包括：
图像采集模块，用于实时获取当前车辆前方的图像数据；
速度检测模块，用于获取当前车辆的速度参数；
数据处理模块，用于处理所述图像数据，提取车道线，根据提取的车道线，划定以图像视点为中心、并以该图像视点左右各一条车道线为边界的图像区域为感兴趣区域，识别所述感兴趣区域内的采集目标，根据所述当前车辆的速度参数、获取所述采集目标与当前车辆的相对位置参数；判断所述相对位置参数是否达到碰撞阈值，当所述相对位置参数达到碰撞阈值时发出预警信号；
预警模块，用于接收所述预警信号并输出显示；
所述采集目标包括前向车辆、车道线和/或行人；则，所述数据处理模块包括：
交通目标识别子模块，用于依据所述图像数据，提取车道线，根据提取的车道线获得所述感兴趣区域，并识别所述感兴趣区域内的前向车辆和/或行人；
其中，所述数据处理模块至少包括以下三个子模块之一：
前向车辆碰撞预警子模块，所述前向车辆碰撞预警子模块在所述交通目标识别子模块识别出前方车辆时，获取当前车辆与前方车辆之间的第一相对位置参数，判断所述第一相对位置参数是否达到第一碰撞阈值，当所述第一相对位置参数达到第一碰撞阈值时发出输出至所述预警模块的第一预警信号，用以输出显示；
行人碰撞预警子模块，所述行人碰撞预警子模块在所述交通目标识别子模块识别出行人时，获取当前车辆与行人之间的第二相对位置参数，判断所述第二相对位置参数是否达到第二碰撞阈值，当所述第二相对位置参数达到第二碰撞阈值时发出输出至所述预警模块的第二预警信号，用以输出显示；
和，
车道偏离预警子模块，所述车道偏离预警子模块用于根据所述交通目标识别子模块识别出的车道线，计算当前车辆的前轮预计接触到车道线的剩余时间，判断所述剩余时间是否达到安全阈值，当所述剩余时间达到安全阈值时发出输出至所述预警模块的第三预警信号，用以输出显示；所述车道偏离预警子模块还用于根据所述交通目标识别子模块识别出的车道线，计算当前车辆前轮相对于车道线的侧向距离、以及当前车辆的侧向偏移速度，并将所述侧向偏移速度与一预设阈值进行比较，当所述侧向偏移速度小于预设阈值时，则根据所述侧向偏移速度及所述侧向距离，计算所述剩余时间；
所述交通目标识别子模块还基于车辆外形特征模板判断所述感兴趣区域中是否存在前方车辆，当识别出前方车辆时向所述前向车辆碰撞预警子模块发出第一操作信号，根据所述第一操作信号，所述前向车辆碰撞预警子模块获取当前车辆与前方车辆之间的距离、及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度，并计算当前车辆与前方车辆出现碰撞的预计碰撞时间，作为所述第一相对位置参数。
2.根据权利要求1所述的驾驶辅助***，其特征在于，所述交通目标识别子模块还基于行人的外形特征模块判断所述感兴趣区域中是否存在行人，当识别出行人时，向所述行人碰撞预警子模块发出第二操作信号，根据所述第二操作信号，所述行人碰撞预警子模块获取当前车辆与行人之间的距离、及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度，并计算当前车辆与行人出现碰撞的预计碰撞时间，作为所述第二相对位置参数。
3.根据权利要求1所述的驾驶辅助***，其特征在于，所述交通目标识别子模块还用于识别所述图像数据的交通标志，获得所述交通标志的变化情况和/或当前状态；
其中，所述数据处理模块还包括交通标志智能提醒子模块，
所述交通标志智能提醒子模块输出提示所述交通目标识别子模块识别出的所述交通标志的变化情况和/或当前状态。
4.根据权利要求1所述的驾驶辅助***，其特征在于，所述预警模块至少包括以下模块之一：
语音提示模块，用于接收所述数据处理模块发出的预警信号产生语音信号，用以对用户进行预警提示；
闪烁提示模块，用于接收所述数据处理模块发出的预警信号产生光闪烁信号，用以对用户进行预警提示；和，
显示模块，用于显示所述图像数据和所述速度数据，并叠加显示所述数据处理模块发出的预警信号。
5.一种车辆实时预警提醒方法，其特征在于，所述方法包括：
实时采集当前车辆前方的图像数据；
处理所述图像数据，提取车道线；
根据提取的车道线，划定以图像视点为中心、并以该图像视点左右各一条车道线为边界的图像区域为感兴趣区域；
识别所述感兴趣区域内的采集目标；
获取当前车辆的速度参数，
根据所述当前车辆的速度参数，获取所述采集目标与当前车辆的相对位置参数；
判断所述相对位置参数是否达到碰撞阈值，若是，则发出报警信号；
所述采集目标包括前向车辆、车道线和/或行人；则，所述根据所述当前车辆的速度参数、获取所述采集目标与当前车辆的相对位置参数，判断所述相对位置参数是否达到碰撞阈值，若是，则发出报警信号的过程至少包括以下步骤之一：
所述采集目标为前方车辆时，获取当前车辆与前方车辆之间的第一相对位置参数，判断所述第一相对位置参数是否达到第一碰撞阈值，当所述第一相对位置参数达到第一碰撞阈值时发出输出至预警模块的第一预警信号，用以输出显示；
所述采集目标为行人时，获取当前车辆与行人之间的第二相对位置参数，判断所述第二相对位置参数是否达到第二碰撞阈值，当所述第二相对位置参数达到第二碰撞阈值时发出输出至所述预警模块的第二预警信号，用以输出显示；和，
所述采集目标为车道线时，根据所述车道线，计算当前车辆的前轮预计接触到车道线的剩余时间，判断所述剩余时间是否达到安全阈值，当所述剩余时间达到安全阈值时发出输出至所述预警模块的第三预警信号，用以输出显示；根据所述车道线，计算当前车辆前轮相对于车道线的侧向距离、以及当前车辆的侧向偏移速度，并将所述侧向偏移速度与一预设阈值进行比较，当所述侧向偏移速度小于预设阈值时，则根据所述侧向偏移速度及所述侧向距离，计算所述剩余时间；
根据当前车辆与前方车辆之间的距离、及当前车辆相对于前方车辆的行驶速度和加速度，计算当前车辆与前方车辆出现碰撞的预计碰撞时间，作为所述第一相对位置参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
根据当前车辆与行人之间的距离、及当前车辆相对于行人的行驶速度和加速度，计算当前车辆与行人出现碰撞的预计碰撞时间，作为所述第二相对位置参数。
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