CN110329143A - 自动控制车前灯照射范围的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动控制车前灯照射范围的方法和装置，该方法包括：采集本车行驶前方的图像，该本车前方有至少一辆行驶的前车；提取该图像中的车灯区域，该车灯区域包括车前灯区域和车尾灯区域；匹配该车灯区域，获取该前车的位置；根据该前车和该本车的位置关系，控制该本车的车前灯。本发明通过采集汽车行驶前方的图像，从图像中获取多个前车车灯区域，并通过匹配车灯区域，来获取前车的位置，并根据前车与本车之间的位置关系，来控制前车灯的照明情况。本发明广泛应用于控制车前灯(远、近光灯)。

Description

自动控制车前灯照射范围的方法和装置

技术领域

本发明涉及车灯控制技术领域，尤其是涉及一种自动控制车前灯照射范围的方法和装置。

背景技术

RGB颜色：红、绿、蓝三个颜色，每个颜色通道具有256阶亮度。

二值化处理：将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果的过程。

随着人们生活水平日益提高，汽车是人们出行必不可少的交通工具。近年来，全球经济不断增长，全球汽车数量也在迅速激增。到2018年，全球汽车保有量已突破13亿辆，中国汽车数量也已高达3.1亿辆。目前全世界保有车辆数目巨大并且数目还在不断攀升。据调查显示，在夜间照明条件不良以及恶劣情形下发生车祸的概率高达82％，重大事故发生率约为白天的1.5倍，47％的交通事故发生的一个主要原因是不正确使用远光灯，所以夜间行车时的安全问题显得尤为重要。

在驾驶过程中，驾驶员常常忘记开车灯或者频繁切换车灯，会导致交通事故的发生。另外，如果没有正确使用远光灯，会对来车驾驶员进行远光照射导致眩光，从而引起交通事故发生。

随着汽车电子技术的发展，汽车车灯的发展也越来越趋向于智能化，同时随着人们对驾驶的安全性和舒适性有着越来越高的要求，研究新的灯光控制技术具有重要的经济和社会价值。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种自动控制车前灯照射范围的方法和装置，能够方便控制车前灯的照明。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种自动控制车前灯照射范围的方法，该方法包括：采集本车行驶前方的图像，该本车前方有至少一辆行驶的前车；提取该图像中的车灯区域，该车灯区域包括车前灯区域和车尾灯区域；匹配该车灯区域，获取该前车的位置；根据该前车和该本车的位置关系，控制该本车的车前灯。

其中，该采集本车行驶前方的图像，包括：在采集图像中设定一条消失线，该消失线用于消除该采集图像中的路灯干扰；将该采集图像中位于该消失线下方的图像作为该图像。

其中，该提取该图像中的车灯区域，包括：选定该图像中位于预设双阈值范围内的区域图像。

其中，该第一颜色阈值对应R、G、B各颜色分量的阈值，该第二颜色阈值为R-G色差的特征值。

其中，该提取该图像中的车灯区域和该匹配该车灯区域之间，还包括：处理该图像；该处理该图像，包括：对该图像进行二值化处理，将该车灯区域的图像显示为白色，其余区域的图像显示为黑色；对二值化处理后的图像进行形态学腐蚀运算和形态学膨胀运算。

其中，该匹配该车灯区域，获取该前车的位置，包括：获取该车灯区域中的任意一个车前灯区域和一个车尾灯区域；如果两车灯区域满足特定条件，则基于该两车灯区域，得到该前车的位置；其中，该特定条件为：S1-S2≤ζ，Δshape≤δ；Δμ_y、Δμ_x为该两车灯区域之间的垂直距离和水平距离，S1、S2分别为该两车灯区域的面积，Δshape为该两车灯区域的形状特征值之差，ε、ζ、δ根据经验值设定。

其中，该根据该前车和该本车的位置关系，控制该本车的车前灯，包括：若该前车的位置处于该本车车前灯的视野范围之外，则打开该车前灯的全部车灯；反之，则关闭该车前灯的部分车灯。

第二方面，本发明提供一种自动控制车前灯照射范围的装置，该装置包括：图像采集模块，用于采集本车行驶前方的图像，该本车前方有至少一辆行驶的前车；图像提取模块，用于提取该图像中的车灯区域，该车灯区域包括车前灯区域和车尾灯区域；图像匹配模块，用于匹配该车灯区域，获取该前车的位置；车灯控制模块，用于根据该前车和该本车的位置关系，控制该本车的车前灯。

第三方面，一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行如上述的方法。

本发明的有益效果是：

本发明通过采集本车行驶前方的图像，提取图像中的车灯区域(包括车前灯区域和车后灯区域)，并对车灯区域进行匹配，如果两车灯之间的位置关系满足同一辆车灯的前后车灯的位置关系，则表明该两车灯为同一辆车的前后车灯，由该两车灯的位置区域，可获取该两车灯对应的前车的位置。本发明可实现自动控制车前灯，方便驾驶员在需要开启前车灯的场合下进行自动开启/关闭车前灯。

进一步地，本发明通过设置车灯的双阈值，以获取车灯区域(包括车前灯区域和车后灯区域)。

进一步地，本发明通过在采集图像中设定一条消失线，位于消失线以内的图像作为被分析图像，从而屏蔽图像中路灯的干扰。

进一步地，本发明通过对图像进行处理，对图像进行二值化处理和图像去噪，使分析图像更清晰。

进一步地，本发明通过根据车前灯和车尾灯是否符合特定的判断条件，判断车前灯和车尾灯是否同属于同一辆车。

本发明广泛应用于控制车前灯(包括近光灯和远光灯)。

附图说明

图1是本发明自动控制车前灯照射范围的方法的一实施例的流程示意图；

图2是图1的步骤S11的一实施例的结构示意图；

图3是图1的步骤S13的一实施例的流程示意图；

图4是图1的步骤S14的一实施例的流程示意图；

图5是图1的步骤S15的一实施例的结构示意图；

图6是图1的步骤S15的另一实施例的结构示意图；

图7是本发明自动控制车前灯照射范围的装置的一实施例的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一：

请参阅图1，图1是本发明自动控制车前灯照射范围的方法的一实施例的流程示意图。如图1所示，该方法包括如下流程：

S11：采集本车行驶前方的图像，该本车前方有至少一辆行驶的前车；

如图2所示，在采集图像中设定一条消失线，该消失线用于消除该采集图像中的路灯干扰；将该采集图像中位于该消失线下方的图像作为该图像。

可选地，检测采集图像中路灯出现的最低点，以路灯最低点的纵坐标为基准，其所在的水平线称为消失线。

此外，也可以采用人工智能图像识别算法，识别出该采集图像中的路灯图像，然后滤去该采集图像中的路灯图像。

S12：提取该图像中的车灯区域，该车灯区域包括车前灯区域和车尾灯区域；

其中，在步骤S12中，选定该图像中位于预设双阈值范围内的区域图像，作为车灯区域。该预设双阈值分别为：车前灯区域对应的第一颜色阈值和车尾灯区域对应的第二颜色阈值。

该第一颜色阈值对应R、G、B各颜色分量的阈值，比如该第一颜色阈值为RGB(235，235，235)，该第二颜色阈值为R-G色差的特征值，比如该第二颜色阈值为R-G色差＝50。具体见如下表格：

该图像中位于第一颜色阈值范围之内的图像区域即为初步选定的车前灯区域；该图像中位于第一颜色阈值范围之内的图像区域即为初步选定的车尾灯区域。

S13：处理该图像；

具体地，如图3所示，步骤S13包括如下子步骤：

S131：对该图像进行二值化处理，将该车灯区域的图像显示为白色，其余区域的图像显示为黑色；

S132：对二值化处理后的图像进行形态学腐蚀运算和形态学膨胀运算。

在步骤S132中，对图像进行形态学腐蚀、膨胀操作，去掉车灯辉光引起的尖刺以及其他噪点，以减小图像的噪声。

S14：匹配该车灯区域，获取该前车的位置；

具体地，如图4所示，步骤S14包括如下子步骤：

S141：获取该车灯区域中的任意一个车前灯区域和一个车尾灯区域；

S142：如果两车灯区域满足特定条件，则基于该两车灯区域，得到该前车的位置。

其中，该特定条件为：S1-S2≤ζ，Δshape≤δ；Δμ_y、Δμ_x为该两车灯区域之间的垂直距离和水平距离，S1、S2分别为该两车灯区域的面积，Δshape为该两车灯区域的形状特征值之差，ε、ζ、δ根据经验值设定。

由大量数据分析后，ε、ζ、δ的经验值可设为0.05、0.8、0.2。

S15：根据该前车和该本车的位置关系，控制该本车的车前灯。

在步骤S15中，如图5所示，若该前车的位置处于该本车远光灯的视野范围之外，则打开该远光灯的全部车灯；反之，如图6所示，若该前车的位置处于本车远光灯的视野范围之内，则关闭该远光灯的部分车灯。此外，如果前车驶离本车远光灯的视野范围，则自动关闭全部远光灯。

当然，本步骤的方法也适用于控制本车的近光灯。若该前车的位置处于该本车近光灯的视野范围之外，则打开该近光灯的全部车灯；反之，若该前车的位置处于本车近光灯的视野范围之内，则关闭该近光灯的部分车灯。

优选地，将该车前灯设置为包括多个车灯的LED灯阵，如矩形灯阵。如需打开全部车灯，则将LED灯阵的全部车灯打开；该LED灯阵的部分车灯或每个车灯可打开/关闭，从而可方便控制该车前灯的照射范围和亮度。

在本实施例中，通过采集本车行驶前方的图像，提取图像中的车灯区域(包括车前灯区域和车后灯区域)，并对车灯区域进行匹配，如果两车灯之间的位置关系满足同一辆车灯的前后车灯的位置关系，则表明该两车灯为同一辆车的前后车灯，由该两车灯的位置区域，可获取该两车灯对应的前车的位置。根据该前车与该本车之间的位置关系，以控制该前车的车灯(包括远、近光灯)照明情况。

在其他实施例中，也可以不包括步骤S13，而采用其他的方式处理图像。

实施例二：

请参阅图7，图7是本发明自动控制车前灯照射范围的装置的一实施例的结构示意图。如图7所示，该装置包括图像采集模块11、图像提取模块12、图像匹配模块13以及车灯控制模块14。

图像采集模块11，用于采集本车行驶前方的图像，该本车前方有至少一辆行驶的前车。

图像提取模块12，用于提取该图像中的车灯区域，该车灯区域包括车前灯区域和车尾灯区域。

图像匹配模块13，用于匹配该车灯区域，获取该前车的位置。

车灯控制模块14，用于根据该前车和该本车的位置关系，控制该本车的车前灯。

在其他实施例中，还可以包括图像处理模块(图未示)，用于处理该图像。具体地，该装置的各模块的工作方法在实施例一中已详细阐述，在此不再赘述。

实施例三：

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于使计算机执行如实施例一所述的方法。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种自动控制车前灯照射范围的方法，其特征在于，包括：

采集本车行驶前方的图像，所述本车前方有至少一辆行驶的前车；

提取所述图像中的车灯区域，所述车灯区域包括车前灯区域和车尾灯区域；

匹配所述车灯区域，获取所述前车的位置；

根据所述前车和所述本车的位置关系，控制所述本车的车前灯。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集本车行驶前方的图像，包括：

在采集图像中设定一条消失线，所述消失线用于消除所述采集图像中的路灯干扰；

将所述采集图像中位于所述消失线下方的图像作为所述图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述图像中的车灯区域，包括：

选定所述图像中位于预设双阈值范围内的区域图像，将选定区域图像作为所述车灯区域；其中，所述车灯区域包括车前灯区域和车尾灯区域，所述预设双阈值分别为：所述车前灯区域对应的第一颜色阈值和所述车尾灯区域对应的第二颜色阈值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一颜色阈值对应R、G、B各颜色分量的阈值，所述第二颜色阈值为R-G色差的特征值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述图像中的车灯区域和所述匹配所述车灯区域之间，还包括：处理所述图像；

所述处理所述图像，包括：

对所述图像进行二值化处理，将所述车灯区域的图像显示为白色，其余区域的图像显示为黑色。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述处理所述图像，还包括：

对所述二值化处理后的图像进行形态学腐蚀运算和形态学膨胀运算。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法，其特征在于，所述匹配所述车灯区域，包括：

获取所述车灯区域中的任意一个车前灯区域和一个车尾灯区域；

如果两车灯区域满足特定条件，则基于所述两车灯区域，得到所述前车的位置；

其中，所述特定条件为：S1-S2≤ζ，Δshape≤δ；Δμ_y、Δμ_x为所述两车灯区域之间的垂直距离和水平距离，S1、S2分别为所述两车灯区域的面积，Δshape为所述两车灯区域的形状特征值之差，ε、ζ、δ根据经验值设定。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述前车和所述本车的位置关系，控制所述本车的车前灯，包括：

若所述前车的位置处于所述本车车前灯的视野范围之外，则打开所述车前灯的全部车灯；反之，则关闭所述车前灯的部分车灯。

9.一种自动控制车前灯照射范围的装置，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集本车行驶前方的图像，所述本车前方有至少一辆行驶的前车；

图像提取模块，用于提取所述图像中的车灯区域，所述车灯区域包括车前灯区域和车尾灯区域；

图像匹配模块，用于匹配所述车灯区域，获取所述前车的位置；

车灯控制模块，用于根据所述前车和所述本车的位置关系，控制所述本车的车前灯。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至8任一项所述的方法。