本發(fā)明涉及汽車(chē)電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于360度全景的車(chē)道偏離預(yù)警方法。

背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車(chē)保有量大大增加，但隨之而來(lái)的是大量交通事故，根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦公路局估計(jì)，美國(guó)所有致命的公路交通事故中大約有44％與車(chē)輛偏離車(chē)道有關(guān)。為了有效減少和避免車(chē)道偏離交通事故的發(fā)生，各大廠商都越來(lái)越重視車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng)的研究。常見(jiàn)的汽車(chē)主動(dòng)安全系統(tǒng)有全景泊車(chē)輔助系統(tǒng)、車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng)等。全景泊車(chē)輔助系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)提供駕駛員車(chē)輛周?chē)?60度的全景俯視圖像。車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng)可以通過(guò)報(bào)警的方式輔助駕駛員，減少汽車(chē)因偏離行駛車(chē)道而發(fā)生的交通事故。將車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng)集成到360度全景系統(tǒng)中，能夠大量減少硬件、軟件成本，顯然更有競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了一種基于環(huán)視的道路偏離預(yù)警方法和裝置(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01310095289.5，公開(kāi)號(hào)：103192829A)，基于多個(gè)魚(yú)眼攝像頭，拼接多個(gè)攝像頭采集到的圖像得到車(chē)輛360度全景圖，同時(shí)利用360度全景圖像進(jìn)行車(chē)道線檢測(cè)并預(yù)警。然而現(xiàn)有技術(shù)中使用邊緣檢測(cè)算法識(shí)別車(chē)道線，而邊緣檢測(cè)算法往往易受環(huán)境影響導(dǎo)致結(jié)果不穩(wěn)定、計(jì)算量大導(dǎo)致難以實(shí)時(shí)運(yùn)行，此外，對(duì)一條車(chē)道線進(jìn)行邊緣檢測(cè)時(shí)，往往返回多個(gè)邊緣結(jié)果，導(dǎo)致最終車(chē)道線結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種基于360度全景的車(chē)道偏離預(yù)警方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)邊緣檢測(cè)算法識(shí)別車(chē)道線結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，提出了一種基于360度全景的車(chē)道偏離預(yù)警方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：一種基于360度全景的車(chē)道偏離預(yù)警方法，所述方法包括：S1、在車(chē)輛的四周安裝若干廣角攝像頭，使廣角攝像頭覆蓋車(chē)輛周?chē)?60°的視場(chǎng)區(qū)域；S2、由攝像頭標(biāo)定工具箱對(duì)廣角攝像頭采集到的圖像進(jìn)行校正畸變，并實(shí)時(shí)將圖像投影到地面生成360度全景俯視圖；S3、利用全景車(chē)道線檢測(cè)二值化算子對(duì)360度全景俯視圖二值化，利用區(qū)域生長(zhǎng)法在二值化圖像中識(shí)別車(chē)道線；S4、實(shí)時(shí)計(jì)算車(chē)道線與車(chē)輛之間的位置關(guān)系并預(yù)警。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述廣角攝像頭數(shù)量為4個(gè)，包括前攝像頭、后攝像頭、左攝像頭和右攝像頭。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2具體為：S21、由攝像頭標(biāo)定工具對(duì)廣角攝像頭分別進(jìn)行標(biāo)定，將原始的畸變圖像校正成沒(méi)有畸變的圖像；S22、由已校正畸變的圖像上特征點(diǎn)的位置與對(duì)應(yīng)的在地面坐標(biāo)系的位置，計(jì)算特征點(diǎn)的位置與地面坐標(biāo)系的透視變換；S23、生成一張?jiān)嫉幕儓D像到地面俯視圖之間的映射關(guān)系表，實(shí)時(shí)將廣角攝像頭采集到的圖像轉(zhuǎn)化成車(chē)身周?chē)?60度全景俯視圖。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S23還包括：將360度全景俯視圖中間盲區(qū)部分填充與真車(chē)比例相同的車(chē)型圖像。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3具體為：S31、設(shè)定亮度最小值閾值Lmin，提取360度全景俯視圖的亮度分量，并將360度全景俯視圖中間盲區(qū)部分的亮度值設(shè)為L(zhǎng)min；S32、由360度全景俯視圖的真實(shí)視野范圍及其像素分辨率，設(shè)定車(chē)道線的最大像素寬度Wlane及360度全景俯視圖中車(chē)道線的檢測(cè)區(qū)域；S33、利用全景車(chē)道線檢測(cè)二值化算子對(duì)360度全景俯視圖中車(chē)道線的檢測(cè)區(qū)域中任一點(diǎn)進(jìn)行二值化；S34、利用區(qū)域生長(zhǎng)法在二值化圖像中識(shí)別車(chē)道線。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S33具體為：令360度全景俯視圖的車(chē)道線檢測(cè)區(qū)域中任意一點(diǎn)豎直方向坐標(biāo)為i，水平方向坐標(biāo)為j的像素亮度值為b(i，j)；當(dāng)滿(mǎn)足b(i，j)＞Bthresh且b(i，j)-b(i，j-Wlane)＞Dthresh且b(i，j)-b(i，j+Wlane)＞Dthresh時(shí)，判定點(diǎn)(i，j)為車(chē)道線候選點(diǎn)，否則為無(wú)效點(diǎn)，其中Bthresh為車(chē)道線最低亮度閾值，Dthresh為車(chē)道線與兩側(cè)圖像亮度差閾值。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S34具體為：利用區(qū)域生長(zhǎng)法，將所有車(chē)道線候選點(diǎn)中相鄰接的點(diǎn)組織成車(chē)道線候選點(diǎn)塊，根據(jù)360度全景俯視圖的真實(shí)視野范圍及像素分辨率，設(shè)定車(chē)道線點(diǎn)塊的豎直方向高度閾值、水平方向?qū)挾乳撝?、包含像素點(diǎn)數(shù)閾值，并排除不符合車(chē)道線特征的候選點(diǎn)塊，剩余點(diǎn)塊由其包含的所有點(diǎn)坐標(biāo)擬合直線或曲線方程，并最終確定車(chē)道線。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4具體為：由實(shí)時(shí)得到的車(chē)道線所有點(diǎn)坐標(biāo)、直線或曲線方程、及車(chē)輛在360度全景俯視圖中的覆蓋范圍，計(jì)算車(chē)輛與車(chē)道線的最近距離、車(chē)輛按目前行駛方向偏離當(dāng)前車(chē)道的時(shí)間，分別設(shè)定相應(yīng)閾值并在滿(mǎn)足條件時(shí)進(jìn)行報(bào)警。本發(fā)明具有以下有益效果：1、算法穩(wěn)定，不易受環(huán)境影響，可用性強(qiáng)；2、降低了計(jì)算量，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，降低了硬件和軟件的成本；3、車(chē)道線檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，誤檢、漏檢減少，提高了報(bào)警準(zhǔn)確性。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明基于360度全景的車(chē)道偏離預(yù)警方法的流程圖；圖2為本發(fā)明一具體實(shí)施方式中廣角攝像頭的安裝示意圖。具體實(shí)施方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參圖1所示，本發(fā)明的一種基于360度全景的車(chē)道偏離預(yù)警方法，該方法包括：S1、在車(chē)輛的四周安裝若干廣角攝像頭，使廣角攝像頭覆蓋車(chē)輛周?chē)?60°的視場(chǎng)區(qū)域；S2、由攝像頭標(biāo)定工具箱對(duì)廣角攝像頭采集到的圖像進(jìn)行校正畸變，并實(shí)時(shí)將圖像投影到地面生成360度全景俯視圖；S3、利用全景車(chē)道線檢測(cè)二值化算子對(duì)360度全景俯視圖二值化，利用區(qū)域生長(zhǎng)法在二值化圖像中識(shí)別車(chē)道線；S4、實(shí)時(shí)計(jì)算車(chē)道線與車(chē)輛之間的位置關(guān)系并預(yù)警。以下結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明基于360度全景的車(chē)道偏離預(yù)警方法的各步驟作進(jìn)一步說(shuō)明。S1、在車(chē)輛的四周安裝若干廣角攝像頭，使廣角攝像頭覆蓋車(chē)輛周?chē)?60°的視場(chǎng)區(qū)域。廣角攝像頭安裝位置及視野覆蓋范圍說(shuō)明：廣角攝像頭數(shù)量為4個(gè)，包括前攝像頭、后攝像頭、左攝像頭和右攝像頭。四個(gè)攝像頭的安裝位置如圖2所示，具體為：前攝像頭11，安裝于車(chē)標(biāo)附近且位于車(chē)輛寬度方向的中間位置，前攝像頭11的拍攝角度為斜向下向車(chē)身外場(chǎng)景；右攝像頭12，安裝于右后視鏡的下方，右攝像頭12的拍攝角度為斜向下向車(chē)身外；左攝像頭13，安裝于左后視鏡的下方，左攝像頭13的拍攝角度為斜向下向車(chē)身外；后攝像頭14，安裝于車(chē)牌附近位置且位于車(chē)輛寬度方向的中間位置，后攝像頭14的拍攝角度為斜向下向車(chē)身外場(chǎng)景。由于所采用的攝像頭均為視野大于180°的廣角攝像頭，因此，上述安裝方法可以確保攝像頭采集到的場(chǎng)景能夠有效覆蓋車(chē)身周?chē)?60°的視場(chǎng)區(qū)域，為后續(xù)的360度全景俯視圖提供了保障。當(dāng)然，在其他實(shí)施方式中攝像頭數(shù)量及安裝位置也可以改變，只要滿(mǎn)足攝像頭覆蓋車(chē)身周?chē)?60°的視場(chǎng)區(qū)域即可。S2、由攝像頭標(biāo)定工具箱對(duì)廣角攝像頭采集到的圖像進(jìn)行校正畸變，并實(shí)時(shí)將圖像投影到地面生成360度全景俯視圖。具體步驟如下：S21、由攝像頭標(biāo)定工具對(duì)4個(gè)廣角攝像頭分別進(jìn)行標(biāo)定，將原始的畸變圖像校正成沒(méi)有畸變的圖像。S22、由已校正畸變的圖像上特征點(diǎn)的位置與對(duì)應(yīng)的在地面坐標(biāo)系的位置，計(jì)算特征點(diǎn)的位置與地面坐標(biāo)系的透視變換。其中，透視變換是指利用透視中心、像點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)三點(diǎn)共線的條件，按透視旋轉(zhuǎn)定律使承影面(透視面)繞跡線(透視軸)旋轉(zhuǎn)某一角度，破壞原有的投影光線束，仍能保持承影面上投影幾何圖形不變的變換。S23、由步驟S21和S22的結(jié)果生成一張?jiān)嫉幕儓D像到地面俯視圖之間的映射關(guān)系表，通過(guò)該映射關(guān)系表可實(shí)時(shí)將廣角攝像頭采集到的圖像轉(zhuǎn)化成車(chē)身周?chē)?60度全景俯視圖。進(jìn)一步地，本實(shí)施方式中步驟S23還包括：將360度全景俯視圖中間盲區(qū)部分(即車(chē)身部分)填充與真車(chē)比例相同的車(chē)型圖像。S3、利用全景車(chē)道線檢測(cè)二值化算子對(duì)360度全景俯視圖二值化，利用區(qū)域生長(zhǎng)法在二值化圖像中識(shí)別車(chē)道線。具體步驟如下：S31、設(shè)定亮度最小值閾值Lmin，提取360度全景俯視圖的亮度分量，并將360度全景俯視圖中間盲區(qū)部分的亮度值設(shè)為L(zhǎng)min。S32、由360度全景俯視圖的真實(shí)視野范圍及其像素分辨率，設(shè)定車(chē)道線的最大像素寬度Wlane及360度全景俯視圖中車(chē)道線的檢測(cè)區(qū)域。S33、利用全景車(chē)道線檢測(cè)二值化算子對(duì)360度全景俯視圖中車(chē)道線的檢測(cè)區(qū)域中任一點(diǎn)進(jìn)行二值化：令360度全景俯視圖的車(chē)道線檢測(cè)區(qū)域中任意一點(diǎn)豎直方向坐標(biāo)為i，水平方向坐標(biāo)為j的像素亮度值為b(i，j)；當(dāng)滿(mǎn)足b(i，j)＞Bthresh且b(i，j)-b(i，j-Wlane)＞Dthresh且b(i，j)-b(i，j+Wlane)＞Dthresh時(shí)，判定點(diǎn)(i，j)為車(chē)道線候選點(diǎn)，否則為無(wú)效點(diǎn)，其中Bthresh為車(chē)道線最低亮度閾值，Dthresh為車(chē)道線與兩側(cè)圖像亮度差閾值。進(jìn)一步地，本實(shí)施方式中采用亮度分量進(jìn)行車(chē)道線候選點(diǎn)的判定，在其他實(shí)施方式中還可以使用灰度分量進(jìn)行判定，其判定方法與亮度分量類(lèi)似，在此不再進(jìn)行贅述。S34、利用區(qū)域生長(zhǎng)法在二值化圖像中識(shí)別車(chē)道線：利用區(qū)域生長(zhǎng)法，將所有車(chē)道線候選點(diǎn)中相鄰接的點(diǎn)組織成車(chē)道線候選點(diǎn)塊，根據(jù)360度全景俯視圖的真實(shí)視野范圍及像素分辨率，設(shè)定車(chē)道線點(diǎn)塊的豎直方向高度閾值、水平方向?qū)挾乳撝怠袼攸c(diǎn)數(shù)閾值等，并排除不符合車(chē)道線特征的候選點(diǎn)塊，剩余點(diǎn)塊由其包含的所有點(diǎn)坐標(biāo)擬合直線或曲線方程，并最終確定車(chē)道線。其中，本實(shí)施方式中車(chē)道線信息包括其包含的所有點(diǎn)坐標(biāo)及相應(yīng)的直線或曲線方程。S4、實(shí)時(shí)計(jì)算車(chē)道線與車(chē)輛之間的位置關(guān)系并預(yù)警。由實(shí)時(shí)得到的車(chē)道線所有點(diǎn)坐標(biāo)、直線或曲線方程、及車(chē)輛在360度全景俯視圖中的覆蓋范圍，計(jì)算車(chē)輛與車(chē)道線的最近距離、車(chē)輛按目前行駛方向偏離當(dāng)前車(chē)道的時(shí)間，分別設(shè)定相應(yīng)閾值并在滿(mǎn)足條件時(shí)進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警形式可以為聲音或震動(dòng)等。本發(fā)明在實(shí)時(shí)生成車(chē)身周?chē)?60度全景俯視圖的基礎(chǔ)上，給出一個(gè)全景車(chē)道線檢測(cè)二值化算子對(duì)360度全景俯視圖二值化，利用區(qū)域生長(zhǎng)法在二值化圖像中識(shí)別候選車(chē)道線，并車(chē)道線位置實(shí)時(shí)計(jì)算與車(chē)輛之間的位置關(guān)系并預(yù)警，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、算法穩(wěn)定，不易受環(huán)境影響，可用性強(qiáng)；2、降低了計(jì)算量，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，降低了硬件和軟件的成本；3、車(chē)道線檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，誤檢、漏檢減少，提高了報(bào)警準(zhǔn)確性。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。