一种后方车辆运动状态追踪预测装置及预测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及汽车主动安全领域，特别涉及一种后方车辆运动状态追踪预测装置及预测方法。该后方车辆运动状态追踪预测装置包括：车辆、图像处理器、固定在车辆后挡风玻璃外侧中央的摄像头、用于检测车辆与车辆所在车道的车道线的位置关系的车道线传感器、固定在车辆仪表盘上的红色信号灯；所述摄像头朝向车辆后方；所述车道线传感器固定在车辆前挡风玻璃外侧中央；所述图像处理器的信号输入端分别电连接车辆的车速信号线、摄像头的信号输出端、以及车道线传感器的信号输出端，所述图像处理器的信号输出端电连接红色信号灯。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及汽车主动安全领域，特别涉及。该后方车辆运动状态追踪预测装置包括：车辆、图像处理器、固定在车辆后挡风玻璃外侧中央的摄像头、用于检测车辆与车辆所在车道的车道线的位置关系的车道线传感器、固定在车辆仪表盘上的红色信号灯；所述摄像头朝向车辆后方；所述车道线传感器固定在车辆前挡风玻璃外侧中央；所述图像处理器的信号输入端分别电连接车辆的车速信号线、摄像头的信号输出端、以及车道线传感器的信号输出端，所述图像处理器的信号输出端电连接红色信号灯。【专利说明】
本专利技术涉及汽车主动安全领域，特别涉及。
技术介绍
车道变换是行车过程中常见的操作行为，在行车过程中，驾驶员需及时的获取本车周围车辆的运动状态以及和本车的位置关系，从而保证自车处于安全的行车环境中。现阶段由于我国驾驶员考核制度还不够完善，驾驶员素质差异明显，在行车当中经常会出现周围车辆突然转向等危险驾驶行为。特别的，若本车处于换道准备阶段，处于本车后方的车辆突然向本车换道的目标车道换道，则两车之间的跟车时距处于较低状态，两车极有可能发生追尾事故。相同的，若本车在车道内稳定行驶，本车侧后方距本车较近车辆突然有车向本车道换道，类似的，由于两车之间的距碰撞时间(目标车辆与本车的碰撞时间，TTC, TimeTo Collis1n)较小，后车突然向本车道换道就有可能造成追尾等事故，即使在完成换道后两车之间的跟车时距也处于极低水平，存在较大追尾风险。 目前市面上出现的针对上述危险状态的主动安全系统，主要用雷达来获取本车周围其他车与本车的位置关系，并且设定一个阈值，当车辆间的位置关系小于设定阈值时，对驾驶员发出警告。随着技术的进步和人们对安全意识的加强，车载主动安全系统的提前预知能力越来越成为人们关注的问题，而现有的装置和设备都仅停留在对当前时刻周围车辆运动状态的获取，没有提前对这些可能的潜在危险车辆的运动状态进行预测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出，本专利技术的后方车辆运动状态追踪预测装置投资费用少、适合规模化推广，本专利技术的后方车辆运动状态追踪预测方法具有智能化、自动化、无需操作和稳定可靠的特点。 本专利技术的基本原理是通过使用一个摄像头来采集行车过程中，本车左后方、后方和右后方的道路图像，然后将本车后方的道路图像传至图像处理器。图像处理器利用图像处理程序，通过图像识别得到本车后方车辆在道路图像中的准确位置，由于摄像头相对本车位置不变，因此，图像识别得到的不同时刻的后方车辆的位置，经几何计算就能得到后方车辆和自身车辆(即本车)之间的横向距离、纵向距离、横向速度和纵向速度以及后方车辆的宽度。经过多次对后方车辆位置和速度的获取，并且将这些参数作为后方车辆换道意图预测模型的输入值，经过多次实时计算便可对后方车辆的换道意图进行预测，当预测得到的车辆运动状态对本车安全行车造成影响时，系统对驾驶员发出警报，提示驾驶员注意危险。 为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。 技术方案一: 一种后方车辆运动状态追踪预测装置，包括:车辆、图像处理器、固定在车辆后挡风玻璃外侧中央的摄像头、用于检测车辆与车辆所在车道的车道线的位置关系的车道线传感器、固定在车辆仪表盘上的红色信号灯；所述摄像头朝向车辆后方；所述车道线传感器固定在车辆前挡风玻璃外侧中央； 所述图像处理器的信号输入端分别电连接车辆的车速信号线、摄像头的信号输出端、以及车道线传感器的信号输出端，所述图像处理器的信号输出端电连接红色信号灯。 本技术方案的特点和进一步改进在于: 所述车道线传感器采用AWS汽车预警系统中的车道偏离预警传感器。 所述摄像头采用中星YJS — 01USB2.0摄像头，所述图像处理器为ARM9处理器。 技术方案二: 一种后方车辆运动状态追踪预测方法，基于上述后方车辆运动状态追踪预测装置，包括以下步骤: S1:车辆开始运行后，利用摄像头实时采集自身车辆后方的道路图像，利用车速信号线获取自身车辆的实时速度，利用车道线传感器实时获取自身车辆与所在车道的左车道线的距离、以及自身车辆与所在车道的右车道线的距离；利用图像处理器实时接收来自摄像头的道路图像、来自车速信号线的自身车辆的速度、来自车道线传感器的自身车辆与所在车道的左车道线的距离、以及来自车道线传感器的自身车辆与所在车道的右车道线的距离； S2:图像处理器对实时道路图像进行二值化处理，提取后方车辆的前视轮廓图像； S3:提取后方车辆的前视轮廓图像的下边缘中点作为:所述后方车辆的特征点； S4:根据所述后方车辆的特征点在对应图像中的位置，得出自身车辆与后方车辆的纵向相对距离、以及自身车辆与后方车辆的横向相对距离；根据连续两次得出的自身车辆与后方车辆的纵向相对距离，计算出自身车辆相对后方车辆的纵向速度；得出所述后方车辆的宽度，所述后方车辆的宽度为:后方车辆的前视轮廓图像的下边缘长度； S5:根据自身车辆与后方车辆的纵向相对距离、自身车辆与后方车辆的横向相对距离、自身车辆相对后方车辆的纵向速度、后方车辆的宽度、自身车辆的实时速度、自身车辆与所在车道的左车道线的距离、以及自身车辆与所在车道的右车道线的距离，判断后方车辆是否将要进行换道。 本技术方案的特点和进一步改进在于: 在步骤SI之前，在车辆后方树立标杆，通过摄像头采集标杆图像，识别出标杆图像中的标杆位置，对标杆图像中的标杆位置与标杆实际位置进行标定；得出车辆与标杆的横向相对距离、以及车辆与标杆的纵向相对距离；当标杆位于车辆的后方左侧时，车辆与标杆的横向相对距离为正值，当标杆位于车辆的后方右侧时，车辆与标杆的横向相对距离为负值； 在步骤S4中，根据步骤SI中标杆图像中的标杆位置与标杆实际位置的对应关系，得出自身车辆与后方车辆的纵向相对距离、以及自身车辆与后方车辆的横向相对距离，所述自身车辆与后方车辆的纵向相对距离指:自身车辆与后方车辆的特征点的纵向相对距离，所述自身车辆与后方车辆的横向相对距离指:自身车辆与后方车辆的特征点的横向相对距离。 在步骤SI中，当图像处理器获得自身车辆的实时速度之后，判断自身车辆的实时速度是否超过设定的车速阈值；如果自身车辆的实时速度小于或等于设定的车速阈值，则不执行步骤S2至步骤S5 ;如果自身车辆的实时速度超过设定的车速阈值，则根据图像处理器接收到的来自摄像头的道路图像、来自车速信号线的自身车辆的速度、来自车道线传感器的自身车辆与所在车道的左车道线的距离、以及来自车道线传感器的自身车辆与所在车道的右车道线的距离，执行步骤S2至步骤S5。 在步骤S2中，当图像处理器接收到实时道路图像之后，采用中值滤波方法对实时道路图像进行滤波处理，然后对经滤波处理后的实时道路图像进行二值化处理，提取后方车辆的前视轮廓图像。 所述步骤S5具体包括以下子步骤: 得出当前时刻后方车辆与换道车道线的距尚d,得出当前时刻后方车辆与换道车道线的距离的过程为:将当前时刻自身车辆与后方车辆的特征点的横向相对距离表示为dx，将当前时刻自身车辆与所在车道的左车道线的距离表示为dL，将当前时刻自身车辆与所在车道的右车道线的距离表示为dR ;如果dx>dL,则d = dx - 0.5B - 0.5w - dL，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种后方车辆运动状态追踪预测装置，其特征在于，包括：车辆(5)、图像处理器(1)、固定在车辆后挡风玻璃外侧中央的摄像头(4)、用于检测车辆与车辆所在车道的车道线的位置关系的车道线传感器(2)、固定在车辆仪表盘上的红色信号灯(3)；所述摄像头(4)朝向车辆后方；所述车道线传感器(2)固定在车辆前挡风玻璃外侧中央；所述图像处理器(1)的信号输入端分别电连接车辆的车速信号线、摄像头的信号输出端、以及车道线传感器的信号输出端，所述图像处理器(1)的信号输出端电连接红色信号灯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王畅，付锐，郭应时，袁伟，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61