CN109747529A - 一种车道线预警装置 - Google Patents

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郭宇铮
郑晓君
张灿
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Abstract

本发明提供一种车道线预警装置，包括：上壳体、摄像模组、调整旋钮、下壳体、主板、镜头支架、警示灯和喇叭，其特征在于：所述摄像模组安装于下壳体腔体内；所述摄像模组的一端还安装有调整旋钮，且调整旋钮穿过一弧形孔安装在下壳体的外侧；所述下壳体的内部还固定安装有主板；所述下壳体的底部还安装有警示灯和喇叭，且警示灯和喇叭分别与主板连接；所述摄像模组安装于图像采集板之上；本发明可以为机动车提供一套车道线预警***，安装简便，无需精确标定安装位置，对汽车型号也无严格要求。本发明结构简单，成本低，适合与大批量生产。

Description

一种车道线预警装置
技术领域
本发明涉及汽车辅助驾驶技术领域，具体为：一种车道线预警装置。
背景技术
根据公安部交管局发布汽车保有量的相关报告，截至2016年底，全国机动车保有量达2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆，机动车驾驶人3.6亿人，而汽车驾驶人超过3.1亿人。
汽车行驶安全问题成为人们关注的重点问题。我国公安部门网站的公布在2010年1月公布的数据显示，2009年全国发生的交通事故共238351起，其中死亡人数多达六万人以上，所造成的经济损失近九亿人民币。
而相关数据表明，在多起交通事故之中，有多于三分之一的事故都是由于汽车驾驶者的疲劳驾驶或是疏忽大意而偏离车道线而引起的。据美国联邦公路局估计，如果使用能够检测并预测车辆是否偏离的***，就能够防止多于一半的由于车道偏离而引起的交通事故。
车道线预警***能在驾驶员疲劳或疏忽时发出提醒，从而避免交通事故的发生；预警***的实时提醒，还能培养驾驶员良好的驾驶习惯。此外，车道线的检测及预警对目前人们广泛关注的汽车自动驾驶技术的发展和完善也有着重要作用。
发明内容
发明目的：提供一种车道线预警装置，以解决上述技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种车道线预警装置，包括：上壳体、摄像模组、调整旋钮、下壳体、主板、镜头支架、警示灯和喇叭，其特征在于：所述摄像模组安装于下壳体腔体内；所述摄像模组的一端还安装有调整旋钮，且调整旋钮穿过一弧形孔安装在下壳体的外侧；所述下壳体的内部还固定安装有主板；所述下壳体的底部还安装有警示灯和喇叭，且警示灯和喇叭分别与主板连接；所述摄像模组由一个摄像头安装于图像采集板之上组成；
所述摄像模组与主板通过线缆连接，接口为HDMI；
所述本发明图像预处理步骤如下：
第一步，图像获取：从摄像头拍摄的视频流中读取路况图像；
第二步，图像灰度化：用获取的彩色图像各个像素点的RGB数值的平均值作为灰度图像对应像素点的灰度值，得到灰度图像；
第三步，图像平滑处理：采用均值滤波处理；
第四步，图像的灰度变换增强：对灰度图像进行直方图均衡化处理，提高样本图像质量，增强对比度。
第五步，图像二值化处理：使用OTSU处理，得到二值化图像。
第六步，图像的边缘检测：使用Sobel算子进行边缘检测，且仅进行垂直边缘检测，得到边缘检测后图像。
所述本发明车道线识别过程如下：
第一步，图像预处理：预处理后得到边缘检测后的图像；
第二步，识别直线车道线：使用Hough变换提取预处理图像中的直线，Hough变换还有如下约束条件：
第1条，直线不多于4根；
第2条，两条直线间的角度差不小于5°；
第3条，直线不能在画面下半部分交叉；
所述本发明车道线偏离判断及预警方法如下：
第一步，车道线识别，得到车道线；
第二步，计算左车道线与垂直方向的夹角δL，和右车道线与垂直方向的夹角δR；
第三步，根据δL和δR，判断行驶状态，具体判断方式如下：
第1步，若δL∈(0°，15°)或δR∈(0°，15°)，判断为“危险”状态，警示灯呈红色，闪烁，喇叭发出危险预警。
第2步，若δL＞60°或δR∈[15°，45°)，判断为“右偏”状态，警示灯呈橙色，不闪烁，喇叭发出危险预警。
第3步，若δL∈[15°，45°)或δR＞60°，判断为“左偏”状态，警示灯呈橙色，不闪烁，喇叭发出危险预警。
第4步，若以上情况均不符合，判断为“正常行驶”状态，警示灯呈绿色，不闪烁，喇叭不发出警报。
采用上述技术方案的有益效果是：
1.本发明可以为机动车提供一套车道线预警***，安装简便，无需精确标定安装位置，对汽车型号也无严格要求。
2.本发明结构简单，成本低，适合与大批量生产。
附图说明
图1本发明结构示意图；
图2本发明底部结构示意图；
图3本发明内部结构示意图；
图4本发明图像预处理流程图；
图5本发明本发明车道线识别流程图；
图6本发明车道线偏离判断及预警流程图；
图中：1.上壳体，2.摄像模组，3.调整旋钮，4.下壳体，5.主板，6.镜头支架，7.警示灯，8.喇叭，21.图像采集板，22.左像机；
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明；
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明提供一种车道线预警***包括：上壳体1、摄像模组2、调整旋钮3、下壳体4、主板5、镜头支架6、警示灯7和喇叭8，其特征在于：所述摄像模组2通过镜头支架6铰接安装于下壳体4腔体内；所述摄像模组2的一端还安装有调整旋钮3，且调整旋钮3穿过一弧形孔安装在下壳体4的外侧；所述下壳体4的内部还固定安装有主板5；所述下壳体4的底部还安装有警示灯7和喇叭8，且警示灯7和喇叭8分别与主板5连接；所述摄像模组2由摄像头22固定安装于图像采集板21之上组成；
所述摄像模组2与主板5通过线缆连接，接口为HDMI；
所述本发明图像预处理步骤如下：
第一步，图像获取：从摄像头22拍摄的视频流中读取路况图像；
第二步，图像灰度化：用获取的彩色图像各个像素点的RGB数值的平均值作为灰度图像对应像素点的灰度值，得到灰度图像；
第三步，图像平滑处理：采用均值滤波处理；
第四步，图像的灰度变换增强：对灰度图像进行直方图均衡化处理，提高样本图像质量，增强对比度；
第五步，图像二值化处理：使用OTSU处理，得到二值化图像；
第六步，图像的边缘检测：使用Sobel算子进行边缘检测，且仅进行垂直边缘检测，得到边缘检测后图像；
所述本发明车道线识别过程如下：
第一步，图像预处理：预处理后得到边缘检测后的图像；
第二步，识别直线车道线：使用Hough变换提取预处理图像中的直线，Hough变换还有如下约束条件：
第1条，直线不多于4根；
第2条，两条直线间的角度差不小于5°；
第3条，直线不能在画面下半部分交叉；
所述本发明车道线偏离判断及预警方法如下：
第一步，车道线识别，得到车道线；
第二步，计算左车道线与垂直方向的夹角δL，和右车道线与垂直方向的夹角δR；
第三步，根据δL和δR，判断行驶状态，具体判断方式如下：
第1步，若δL∈(0°，15°)或δR∈(0°，15°)，判断为“危险”状态，警示灯7呈红色，闪烁，喇叭8发出危险预警；
第2步，若δL＞60°或δR∈[15°，45°)，判断为“右偏”状态，警示灯7呈橙色，不闪烁，喇叭8发出危险预警；
第3步，若δL∈[15°，45°)或δR＞60°，判断为“左偏”状态，警示灯7呈橙色，不闪烁，喇叭8发出危险预警；
第4步，若以上情况均不符合，判断为“正常行驶”状态，警示灯7呈绿色，不闪烁，喇叭8不发出警报；
所述本发明在车上安装位置，位于前挡风玻璃顶端、玻璃内侧，居中；
第一步，选择安装位置居中，置顶。用双面胶把上壳体一面黏上挡风玻璃内侧，固定。

Claims (5)

1.本发明提供一种车道线预警装置，包括：上壳体(1)、摄像模组(2)、调整旋钮(3)、下壳体(4)、主板(5)、镜头支架(6)、警示灯(7)和喇叭(8)，其特征在于：
所述摄像模组(2)通过镜头支架(6)铰接安装于下壳体(4)腔体内；
所述摄像模组(2)的一端还安装有调整旋钮(3)，且调整旋钮(3)穿过一弧形孔安装在下壳体(4)的外侧；
所述下壳体(4)的内部还固定安装有主板(5)；
所述下壳体(4)的底部还安装有警示灯(7)和喇叭(8)，且警示灯(7)和喇叭(8)分别与主板(5)连接；
所述摄像模组(2)由摄像头(22)固定安装于图像采集板(21)之上组成。
2.如权利要1所述的一种车道线预警装置，其特征在于：所述摄像模组(2)与主板(5)通过线缆连接，接口为HDMI。
3.如权利要1所述的一种车道线预警装置，其特征在于：所述本发明图像预处理步骤如下：
第一步，图像获取：从摄像头拍摄的视频流中读取路况图像；
第二步，图像灰度化：用获取的彩色图像各个像素点的RGB数值的平均值作为灰度图像对应像素点的灰度值，得到灰度图像；
第三步，图像平滑处理：采用均值滤波处理；
第四步，图像的灰度变换增强：对灰度图像进行直方图均衡化处理，提高样本图像质量，增强对比度；
第五步，图像二值化处理：使用OTSU处理，得到二值化图像；
第六步，图像的边缘检测：使用Sobel算子进行边缘检测，且仅进行垂直边缘检测，得到边缘检测后图像。
4.如权利要1所述的一种车道线预警装置，其特征在于：所述本发明车道线识别过程如下：
第一步，图像预处理：预处理后得到边缘检测后的图像；
第二步，识别直线车道线：使用Hough变换提取预处理图像中的直线，Hough变换还有如下约束条件：
第1条，直线不多于4根；
第2条，两条直线间的角度差不小于5°；
第3条，直线不能在画面下半部分交叉。
5.如权利要1所述的一种车道线预警装置，其特征在于：所述本发明车道线偏离判断及预警方法如下：
第一步，车道线识别，得到车道线；
第二步，计算左车道线与垂直方向的夹角δL，和右车道线与垂直方向的夹角δR；
第三步，根据δL和δR，判断行驶状态，具体判断方式如下：
第1步，若δL∈(0°，15°)或δR∈(0°，15°)，判断为“危险”状态，警示灯呈红色，闪烁，喇叭发出危险预警；
第2步，若δL＞60°或δR∈[15°，45°)，判断为“右偏”状态，警示灯呈橙色，不闪烁，喇叭发出危险预警；
第3步，若δL∈[15°，45°)或δR＞60°，判断为“左偏”状态，警示灯呈橙色，不闪烁，喇叭发出危险预警；
第4步，若以上情况均不符合，判断为“正常行驶”状态，警示灯呈绿色，不闪烁，喇叭不发出警报。
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