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一种车辆及其转向角度的检测方法和系统技术方案

技术编号:20148724 阅读:25 留言:0更新日期:2019-01-19 00:03
本发明专利技术公开了一种车辆及其转向角度的检测方法和系统,其中,所述方法通过实时获取车辆的至少一个转向轮轮胎的图像;对当前的所述图像进行边缘检测,得到包含所述轮胎边缘的二值图像;检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线;根据所述边缘线得到当前车辆的转向角度及转向方向。可见,本发明专利技术通过对转向轮轮胎的图像进行一系列处理后能实时的、直接的得到车轮的转向角度,无需改变车辆的转向结构,准确性好。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆及其转向角度的检测方法和系统
本专利技术无人车驾驶领域,具体涉及车辆及其转向角度的检测方法和系统。
技术介绍
在无人车的实际运行过程中,必须把车辆的转向角实时反馈给控制系统,才能实现无人车的闭环反馈控制,从而提高控制的实时性和准确性,确保无人车的行驶安全。车辆在转向不足或转向过度时都可能导致车辆发生侧滑,情况严重时会发生急转或翻车,若能准确的得到车辆实时转向角,则可结合车辆动力学模型分析转向角对车辆行驶的影响,从而提升无人车的综合性能。现阶段对于无人车的转角测试检测主要分为解体检测和非解体检测两大类。申请号为201711045769.5的专利公开了一种电动汽车方向盘转角非连续测试及制动安全系统,属于汽车安全
,包括转向轴和压电装置,转向轴通过凸杆与压电装置连接,压电装置设置在压电固定装置内,压电固定装置设置在壳体内,转向轴为方向盘转向轴,与方向盘固定在一起;凸杆包括杆体、滚轮和销轴,杆体固定在转向轴上,滚轮通过销轴固定在杆体上,滚轮围绕销轴转动,转向轴转动带动杆体转动,杆体带动滚轮转动,滚轮与压电装置接触。该专利技术具有转向、显示、智能转向制动等功能,利用压电结构收集转向信号,经过控制系统累加器求出方向盘转角,同时根据车速与转角关系分析汽车安全性,并控制ABS制动系统,提高安全性。文献《一种基于DSP的测量车辆转向方位角的新方法》在车辆方向盘上安装增量式光电编码器,检测准确度较高,但该方法改变了车辆原有的结构,不利于车辆的上路行驶。Malinen等通过运动学约束估计方向盘转角《Faultdetectionofsteeringwheelsensorsignalinanactivefrontsteringsystem》,并用于主动转向系统的设计中,该算法得到的方向盘转角是估计值,可以监测转向盘的异常操作,避免重大事故的发生,但由此得到的车辆转向轮转向角的准确性不高,因此不能用于系统的精确控制设计。文献《基于逆系统方法的汽车方向盘转角识别》以车辆方向盘转角输入的状态方程为基础,以闭环仿真得到的侧向加速度响应作为逆系统输入,逆系统的输出即为原系统的输入方向盘转角,该方法识别的方向盘转角和实验车辆的方向盘转角运动趋势相似,但文中并未对其识别角度的误差进行分析。在直接实现转向轮转向角检测的各方法中,主要采用非图像传感器实现转向轮的转向角检测,如采用台板转盘机构检测转向角《双轴转向汽车车轮转角自动测试系统研究》,但该方法无法在车辆正常行驶中实现对转向角的检测。文献《智能车辆速度和前轮转向偏角测量系统研究》采用了硬件角位移传感器法,但仅给出了一个转角方向的实验结果,只是将2个转向轮的检测结果进行了相互比较,而没有将检测值与其他方法进行比较。可见现有的无人车转向角度检测,需要改变原有无人驾驶车辆的转向结构,成本高且存在安全隐患;或者通过方向盘间接检测,但准确性不高。
技术实现思路
本专利技术主要提供一种车辆及其转向角度的检测方法和系统,无需改变车辆的转向结构,通过图像识别技术检测转向角度,提高了检测的准确性。根据第一方面,一种实施例中提供一种车辆转向角度的检测方法,包括如下步骤:图像获取步骤,实时获取车辆的至少一个转向轮轮胎的图像;边缘检测步骤,对当前的所述图像进行边缘检测,得到包含所述轮胎边缘的二值图像;边缘线确定步骤,检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线;角度检测步骤,根据所述边缘线得到当前车辆的转向角度及转向方向。所述的车辆转向角度的检测方法,其中,所述检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线的步骤包括:在当前图像的二值图像中,根据前一帧图像检测出的边缘线的参数得到感兴趣区域;所述感兴趣区域的面积小于二值图像的面积;对所述感兴趣区域进行检测得到轮胎的边缘线。所述的车辆转向角度的检测方法,其中,所述检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线的步骤包括:对所述二值图像中边缘的各个特征点进行Hough变换;把Hough变换所需的角度均匀分成n等份;对每一等份的角度均采用一组对应的预设Hough变换引擎同时进行Hough变换,以检测出所述轮胎的边缘线。所述的车辆转向角度的检测方法,其中,所述实时获取车辆的至少一个转向轮轮胎的图像的步骤包括:安装在车辆的左倒车镜上或右倒车镜上的图像传感器实时采集对应的转向轮轮胎的图像。根据第二方面,一种实施例中提供一种车辆转向角度的检测系统,包括:图像采集模块,用于实时获取车辆的至少一个转向轮轮胎的图像;边缘检测单元,用于对当前的所述图像进行边缘检测,得到包含所述轮胎边缘的二值图像;边缘线确定单元,用于检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线;角度检测单元,用于根据所述边缘线得到当前车辆的转向角度及转向方向。所述的车辆转向角度的检测系统,其中,所述边缘线确定单元具体用于:在当前图像的二值图像中,根据前一帧图像检测出的边缘线的参数得到感兴趣区域;所述感兴趣区域的面积小于二值图像的面积;对所述感兴趣区域进行检测得到轮胎的边缘线。所述的车辆转向角度的检测系统,其中,所述边缘线确定单元具体用于:对所述二值图像中边缘的各个特征点进行Hough变换;把Hough变换所需的角度均匀分成n等份;对每一等份的角度均采用一组对应的预设Hough变换引擎同时进行Hough变换,以检测出所述轮胎的边缘线。所述的车辆转向角度的检测系统,其中,还包括安装在车辆的左倒车镜上或右倒车镜上的图像传感器;所述图像传感器,用于实时采集对应的转向轮轮胎的图像。根据第三方面,一种实施例中提供一种车辆,包括:存储器,用于存储程序;处理器,用于通过执行所述存储器存储的程序以实现如上所述的方法。根据第四方面,一种实施例中提供一种计算机可读存储介质,包括程序,所述程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法。依据上述实施例的车辆及其转向角度的检测方法和系统,其中,所述方法通过实时获取车辆的至少一个转向轮轮胎的图像;对当前的所述图像进行边缘检测,得到包含所述轮胎边缘的二值图像;检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线;根据所述边缘线得到当前车辆的转向角度及转向方向。可见,本专利技术通过对转向轮轮胎的图像进行一系列处理后能实时的、直接的得到车轮的转向角度,无需改变车辆的转向结构,准确性好。附图说明图1为本专利技术提供的车辆转向角度的检测系统一实施例的结构框图;图2为本专利技术提供的车辆转向角度的检测系统中,图像传感器安装位置示意图;图3为本专利技术提供的车辆转向角度的检测系统另一实施例的结构框图;图4为本专利技术提供的车辆转向角度的检测系统中,卷积结构的示意图;图5为本专利技术提供的车辆转向角度的检测系统中,Hough变换的流程示意图;图6为本专利技术提供的车辆转向角度的检测系统中,圆的旋转变化示意图;图7为本专利技术提供的车辆转向角度的检测方法的流程图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种车辆转向角度的检测方法,其特征在于,包括如下步骤:图像获取步骤,实时获取车辆的至少一个转向轮轮胎的图像;边缘检测步骤,对当前的所述图像进行边缘检测,得到包含所述轮胎边缘的二值图像;边缘线确定步骤,检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线;角度检测步骤,根据所述边缘线得到当前车辆的转向角度及转向方向。

【技术特征摘要】
1.一种车辆转向角度的检测方法,其特征在于,包括如下步骤:图像获取步骤,实时获取车辆的至少一个转向轮轮胎的图像;边缘检测步骤,对当前的所述图像进行边缘检测,得到包含所述轮胎边缘的二值图像;边缘线确定步骤,检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线;角度检测步骤,根据所述边缘线得到当前车辆的转向角度及转向方向。2.如权利要求1所述的车辆转向角度的检测方法,其特征在于,所述检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线的步骤包括:在当前图像的二值图像中,根据前一帧图像检测出的边缘线的参数得到感兴趣区域;所述感兴趣区域的面积小于二值图像的面积;对所述感兴趣区域进行检测得到轮胎的边缘线。3.如权利要求1所述的车辆转向角度的检测方法,其特征在于,所述检测出所述二值图像中的轮胎的边缘线的步骤包括:对所述二值图像中边缘的各个特征点进行Hough变换;把Hough变换所需的角度均匀分成n等份;对每一等份的角度均采用一组对应的预设Hough变换引擎同时进行Hough变换,以检测出所述轮胎的边缘线。4.如权利要求1所述的车辆转向角度的检测方法,其特征在于,所述实时获取车辆的至少一个转向轮轮胎的图像的步骤包括:安装在车辆的左倒车镜上或右倒车镜上的图像传感器实时采集对应的转向轮轮胎的图像。5.一种车辆转向角度的检测系统,其特征在于,包括:图像采集模块,用于实时获取车辆的至少一个转...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵祥模王文威杨澜徐志刚时恒心连心雨王振闵海根周豫陈南峰冀建新阚春辉谷占勋李玉杨建辉卢春波李拓
申请(专利权)人:长安大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

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