一种基于车道线的辅助预警系统、方法和介质与流程

本申请涉及车辆安全领域，尤其涉及一种基于车道线的辅助预警系统、方法和介质。

背景技术：

在现有的预警方法中，前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警都可以通过采集两车的定位数据，并且利用车用无线通信技术进行定位数据的交互，通过分析两车的定位数据进行前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警。根据行业标准对于前向碰撞预警以及盲区变道预警的功能要求，当前车辆需要对同车道前方目标车辆产生预警，对邻车道前方目标车辆不产生预警，以及对邻车道后方目标车辆产生盲区/变道预警。以上功能的实现要求准确获取车辆所处的车道信息，从而判断车辆是否处于同一/相邻车道中。现有技术中对车辆进行预警时的定位不能做到精确至车道，在仅依靠车用无线通信的前提条件下，实时获取车道信息的方法仅能依靠路侧基础设施提供地图信息，在没有路侧基础设施覆盖的区域只能依靠定位模块确定两车相对位置进行确定两车在同一车道还是相邻车道，因此，前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警存在很多误报警的情况。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本申请公开一种基于车道线的辅助预警系统、方法和介质，能够提高车辆前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警的准确性，减少误报警情况。

为了达到上述申请的目的，本申请提供了一种基于车道线的辅助预警系统，所述系统包括：

前视摄像头、前视摄像头处理器、车辆网关、定位模块和车载通讯盒；

所述前视摄像头与所述前视摄像头处理器连接，所述前视摄像头处理器与所述车辆网关连接，所述车载通讯盒分别与所述车辆网关和所述定位模块连接；

所述前视摄像头用于采集当前车辆的车道线图像；

所述定位模块用于采集当前车辆的定位数据；

所述前视摄像头处理器用于利用所述当前车辆的车道线图像进行车道识别和车道跟踪，并生成所述当前车辆的车道行为数据；

所述车辆网关用于建立所述车载通讯盒和所述前视摄像头处理器的网络互连；

所述车载通讯盒包括通讯模块和预警模块，所述通讯模块与所述预警模块连接，所述通讯模块用于通过所述车辆网关接收所述当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和所述当前车辆的车道行为数据；

所述预警模块用于利用所述当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和所述当前车辆的车道行为数据进行预警控制。

另一方面，本申请还提供一种基于车道线的辅助预警方法，应用于当前车辆，基于上述辅助预警系统进行辅助预警，所述方法包括：

前视摄像头采集当前车辆的车道线图像；

定位模块采集当前车辆的定位数据；

前视摄像头处理器利用所述当前车辆的车道线图像进行车道识别和车道跟踪，并生成所述当前车辆的车道行为数据；

车载通讯盒的通讯模块通过车辆网关接收所述当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和所述当前车辆的车道行为数据；

车载通讯盒的预警模块利用所述当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和所述当前车辆的车道行为数据进行预警控制。

实施本申请，具有如下有益效果：

本申请通过前视摄像头采集当前车辆的车道线图像；定位模块采集当前车辆的定位数据；前视摄像头处理器利用所述当前车辆的车道线图像进行车道识别和车道跟踪，并生成所述当前车辆的车道行为数据；车载通讯盒的通讯模块通过车辆网关接收所述当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和所述当前车辆的车道行为数据；车载通讯盒的预警模块利用所述当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和所述当前车辆的车道行为数据进行预警控制，能够提高车辆前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警的准确性，减少误报警情况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本申请实施例提供的一种前向碰撞预警或弯道变道预警场景的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种直道变道预警或者紧急车辆预警场景的示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种基于车道线的辅助预警系统的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种基于车道线的辅助预警方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种前视摄像头处理器生成当前车辆的车道行为数据的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的一种预警模块利用当前车辆的车道行为数据进行前向碰撞辅助预警的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的一种预警模块利用当前车辆的车道行为数据进行变道预警辅助的流程示意图；

图8为本申请实施例提供的一种预警模块利用当前车辆的车道行为数据进行紧急车辆预警辅助的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的另一种基于车道线的辅助预警方法的流程示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种基于车道线的辅助预警方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了实现本申请的技术方案，让更多的工程技术工作者容易了解和应用本申请，将结合具体的实施例，进一步阐述本申请的工作原理。

本申请可以应用于汽车安全领域，具体的可以应用于前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警领域。前向碰撞预警的功能要求为后方车辆需要对于同一车道内前车产生预警，对于邻车道前车不产生预警；变道预警的功能要求为对于邻车道后方车辆产生变道预警；紧急车辆预警的功能要求为当同一车道的后方车辆为紧急车辆时产生紧急车辆预警。本说明书的一些实施例中，当前车辆是指进行前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警的主车；目标车辆是指与当前车辆同向行驶的，与当前车辆01存在碰撞可能的远车。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种前向碰撞预警或变道预警场景的示意图，如图1所示，该场景可以至少包括当前车辆01和目标车辆02。该场景为前向碰撞场景，其中，当前车辆01与目标车辆02同向行驶，在没有车道线信息的情况下，判断当前车辆01相对于目标车辆02的方位较为困难，a型车道中，当前车辆01在左边车道行驶，目标车辆02在右边车道行驶，无需进行前向碰撞预警；而在b型车道中，当前车辆01与目标车辆02均在左边车道行驶。由此可见，当当前车辆01与目标车辆02的定位数据如图1中所示时，仅以定位数据为依据，会产生前向碰撞预警的误报。另外，当前车辆01在弯道中变道至目标车辆02前方，或者，当前车辆01由外侧弯道行驶超过目标车辆02，两辆车始终在相邻车道，当前车辆01仅基于定位信息无法判决当前车辆01与目标车辆02的准确方位关系，会产生变道预警的误报。

在另一应用场景中，如图2所示，图2是本申请实施例提供的一种紧急车辆预警场景的示意图。该场景中，当前车辆01与目标车辆02初始时位于不同车道，在当前车辆01进行向左侧车道的变道过程中，当前车辆01与直线行驶的目标车辆02会产生一个航向角的差值。仅以定位数据为依据，当该航向角的差值过小，会造成预警模块误判当前车辆01与目标车辆02在变道后将位于同一车道，进而02车辆内会产生前向预警的误报警。另外在图2所示的场景中，当目标车辆02为紧急车辆时，当前车辆01在变道前后均未挡道，但由于预警模块仅靠定位进行当前车辆01与目标车辆02的方位判决，也会造成当前车辆01产生紧急车辆预警的误报。

以下介绍本申请一种基于车道线的辅助预警系统的实施例，图3是本申请实施例提供的一种基于车道线的辅助预警系统的示意图，该系统包括：

前视摄像头101、前视摄像头处理器102、定位模块103、车载通讯盒200和车辆网关300。前视摄像头101与前视摄像头处理器102连接，前视摄像头处理器102与车辆网关300连接，车载通讯盒200分别与车辆网关300和定位模块103连接。车辆网关300用于建立车载通讯盒200和前视摄像头处理器102的网络互联。前视摄像头101用于采集当前车辆的车道线图像。定位模块103用于采集当前车辆的定位数据。前视摄像头处理器102用于利用当前车辆的车道线图像进行车道识别和车道跟踪，并生成当前车辆的车道行为数据。车载通讯盒200包括通讯模块201和预警模块202，通讯模块201和预警模块202连接，通讯模块201还与车辆网关300和定位模块103分别连接，用于接收当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据。预警模块202用于利用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据进行预警控制。其中，定位模块可以包括gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)，车载通讯盒及tbox。

另一方面，本申请还提供一种基于车道线的辅助预警方法的实施例，本申请中的辅助预警方法均基于上述辅助预警系统进行车辆的辅助预警。如图4所示，该方法可以包括：

s101：前视摄像头采集当前车辆的车道线图像。

具体的，前视摄像头对车辆前方的车道线图像进行拍摄，拍摄的车道线图像中包括车道线和车道线与当前车辆的位置关系。车道线与当前车辆的位置关系可以表征当前车辆是否处于一个车道未进行变道，或者当前车辆向左变道，或者当前车辆向右变道。

s103：定位模块采集当前车辆的定位数据。

具体的，可以利用gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)采集当前车辆的定位数据，其中，定位数据可以包括当前车辆所在的位置和当前车辆的航向。

s105：前视摄像头处理器利用当前车辆的车道线图像进行车道识别和车道跟踪，并生成当前车辆的车道行为数据。

具体的，利用当前车辆的车道线图像可以识别出当前车辆所在的车道，以及当前车辆前方的车道分布。实时采集当前车辆的车道线图像，在当前车辆进行变道时，车辆与车道线产生交汇，基于此进行当前车辆的车道跟踪。当前车辆的车道行为数据可以包括车道线特征和当前车辆的变道行为数据。车道线特征可以包括车道线的消失点、曲度、数量以及位置等，车道行为数据可以包括当前车辆是否变道，以及当前车辆变道方向等。

具体的，如图5所示，前视摄像头处理器利用当前车辆的车道线图像进行车道识别和车道跟踪，并生成当前车辆的车道行为数据可以包括：

s1051：前视摄像头处理器从当前车辆的车道线图像中获取感兴趣区域。

具体的，感兴趣区域是从车道线图像中选择的一个图像区域，该区域为用于分析车道线的重点区域。

s1053：前视摄像头处理器对感兴趣区域进行二值化处理得到车道线边缘二值图像。

具体的，对感兴趣区域进行二值化处理，可以将感兴趣区域的背景和车道线进行分类，为后续车道线和前方车辆的识别做准备。

s1055：前视摄像头处理器利用霍夫变换算法从车道线边缘二值图像中提取车道线特征。

具体的，车道线特征表征了车道线的消失点、曲度、数量以及位置等。

s1057：前视摄像头处理器基于车道线特征分析当前车辆与车道线的交汇数据，得到当前车辆的变道行为数据。

具体的，分析当前车辆与车道线的交汇数据，是指判断当前车辆是否与车道线存在交汇，若存在交汇，判断交汇点是在左侧车道线还是右侧车道线。通过判断当前车辆是否与车道线存在交汇可以分析出当前车辆是否存在变道行为。通过判断交汇点在左侧车道线还是右侧车道线可以分析出当前车辆变道是向左还是向右。由于前视摄像头可以实时采集当前车辆的车道线图像，前视摄像头处理器对车道线图像的处理也是实时的，可以通过实时记录当前车辆的变道行为数据，并对当前车辆的变道行为数据进行不同时段的叠加，以此分析出当前车辆相对于初始所在车道的位置。例如，预先设置向左变道-1，向右变道+1，t0时刻，基于当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据以及当前车辆的车道线图像分析出当前车辆和目标车辆位于同一车道-车道0；t1时刻，基于当前车辆的车道线图像分析出当前车辆进行了向左侧的变道，即变道后当前车辆位于车道-1；t2时刻，基于当前车辆的车道线图像分析出当前车辆再次进行了向左侧的变道，即变道后当前车辆位于车道-2，通过当前车辆两次变道数据的累加可以判断出当前车辆与目标车辆中间隔了一个车道。

s1059：前视摄像头处理器将车道线特征和当前车辆的变道行为数据作为当前车辆的车道行为数据。

s107：车载通讯盒的通讯模块通过车辆网关接收当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据。

具体的，预先设置通讯模块与车辆网关之间的通讯协议，以使当前车辆中的通讯模块能够接受前视摄像头处理器发来的当前车辆的定位数据和车道行为数据。另外，预先设置通讯模块与外界车辆之间的通讯协议，以使当前车辆中的车载通讯盒与目标车辆进行定位数据的交互共享。

s109：车载通讯盒的预警模块利用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据进行预警控制。

具体的，预警控制可以包括前向碰撞预警控制、变道预警控制和紧急车辆预警控制。预警模块对当前车辆的定位数据和目标车辆的定位数据进行分析，可以在不同条件下产生前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警。当预警模块根据当前车辆的定位数据和目标车辆的定位数据确定目标车辆在当前车辆前方的预设距离内时，产生前向碰撞预警。在当前车辆准备变道，预警模块根据当前车辆的定位数据和目标车辆的定位数据满足预设变道预警条件，产生变道预警。预警模块在接收到后方有紧急车辆时，进行紧急车辆预警。根据之前的场景介绍可知，预警模块仅靠定位进行当前车辆和目标车辆的方位判决，从而进行预警，可能会造成预警的误报。而预警模块采用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据相结合的方式，判断当前车辆与目标车辆的位置关系，当前车辆与目标车辆是否处于同一车道、或者当前车辆是否存在变道行为等，可以避免误报警。

其中，如图6所示，车载通讯盒的预警模块利用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据进行预警控制可以包括：

s208：车载通讯盒的预警模块利用当前车辆的定位数据和目标车辆的定位数据生成预警指令。

s210：当预警指令为前向碰撞预警指令时，基于当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据判断当前车辆与目标车辆是否处于不同车道。

具体的，预警模块生成前向碰撞预警指令，仍采用通过当前车辆的定位数据和目标车辆的定位数据分析两

车之间的方位关系，基于该方位关系进行前向碰撞预警。在得到前向碰撞预警指令的前提下，对当前车辆的车道行为数据进行分析判断当前车辆与目标车辆是否处于不同车道。其中，车道行为数据可以包括当前车辆位于的车道数据，当前车辆与车道线是否存在交汇，当前车辆的变道行为数据。

s212：若位于不同车道，撤销前向碰撞预警指令。

具体的，预警模块生成前向碰撞预警是检测到当前车辆位于目标车辆后方，但存在当前车辆与目标车辆位于不同车道时，预警模块产生前向碰撞预警的误报警。针对这种可能的情况，当预警模块生成前向碰撞预警指令时，通过当前车辆的车道行为数据对两辆车是否在同一车道进行分析，若结果为当前车辆与目标车辆不在同一车道，可以确定预警模块产生的前向碰撞预警为误报警，从而撤销前向碰撞预警指令。

s214：若位于同一车道，预警模块根据前向碰撞预警指令控制当前车辆进行前向碰撞预警。

具体的，当前车辆与目标车辆位于同一车道时，可以确定预警模块产生的前向碰撞预警准确，从而控制当前车辆进行前向碰撞预警。

另外，如图7所示，车载通讯盒的预警模块利用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据进行前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警也可以包括：

s308：车载通讯盒的预警模块利用当前车辆的定位数据和目标车辆的定位数据生成预警指令。

s310：当预警指令为变道预警指令时，预警模块基于当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据判断当前车辆是否由目标车辆的相邻车道变道至与目标车辆同车道的前方。

具体的，当前车辆进行变道时，与车道线存在交汇，车道行为数据中进行当前车辆的变道记录。由于车道行为数据是实时产生的，当前车辆的变道记录会进行累加，例如，第一次向左变道记为-1，第二次向左变道则记为-2；第一次向左变道记为-1，第二次向右变道记为0，依此类推。通过当前车辆的变道行为数据和当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据，可以确定当前车辆是否由目标车辆的相邻车道变道至目标车辆同车道的前方。

s312：若是，预警模块根据变道预警指令控制车辆进行变道预警。

s314：若否，预警模块撤销变道预警指令。

具体的，仅根据当前车辆的定位信息与目标车辆的定位信息无法准确得到两车是否在同一车道上，而通过当前车辆的车道行为数据可以判断当前车辆与目标车辆所处车道的关系。根据两辆车所处车道的关系，可以辅助判断变道预警指令是否合理。

另外，如图8所示，车载通讯盒的预警模块利用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据进行前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警还可以包括：

s408：车载通讯盒的预警模块利用当前车辆的定位数据和目标车辆的定位数据生成预警指令。

s410：当预警指令为紧急车辆预警指令时，预警模块基于当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据判断当前车辆与目标车辆是否位于同一车道。

s412：若否，预警模块撤销紧急车辆避让预警指令。

上述的多个实施例中，通过前视摄像头采集当前车辆的车道线图像，定位模块采集当前车辆的定位数据，前视摄像头处理器根据当前车辆的车道线图形生成当前车辆的车道行为数据，车载通讯盒接收当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据，并根据接收到的数据进行前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警，可以仅利用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据，辅助当前车辆进行前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警，提高车辆前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警的准确性，减少误报警情况。

在另外的实施例中，除了利用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和当前车辆的车道行为数据，如图9所示，还可以利用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据、当前车辆的车道行为数据和目标车辆的车道行为数据，辅助当前车辆进行前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警，该方法可以包括：

s501：前视摄像头采集当前车辆的车道线图像。

s503：定位模块采集当前车辆的定位数据。

s505：前视摄像头处理器利用当前车辆的车道线图像进行车道识别和车道跟踪，并生成当前车辆的车道行为数据。

s507：车载通讯盒的通讯模块接收当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据、当前车辆的车道行为数据和目标车辆的车道行为数据。

具体的，目标车辆的车道行为数据的获取方式可以与本申请中当前车辆的车道行为数据的获取方式相同，需要目标车辆满足条件：安装有基于车道线的辅助预警系统，预先设置通讯模块的协议，使当前车辆的车载通讯盒能够与目标车辆进行定位数据和车道行为数据的交互。

s509：车载通讯盒的预警模块利用当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据、当前车辆的车道行为数据和目标车辆的车道行为数据进行预警控制。

具体的，预警模块利用当前车辆的定位数据和目标车辆的定位数据可以获得当前车辆与目标车辆的大致方位关系。在可能存在误报警的场景下，利用当前车辆的车道行为数据和目标车辆的车道行为数据可以得到：当前车辆与目标车辆各自所在的车道，以及当前车辆与目标车辆的变道行为，通过实时监测当前车辆与目标车辆的变道行为，可以分析出前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警场景中，两车的确切方位关系，并基于该确切的方位关系，辅助前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警，从而提高前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警的准确性。

在另外的实施例中，如图10所示，该方法还可以包括：

s601：车载通讯盒的通讯模块接收周围车辆的定位数据。

s603：车载通讯盒的预警模块基于周围车辆的定位数据和当前车辆的定位数据筛选出目标车辆。

具体的，当车辆行驶时，附近可能存在多个车辆。而前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警都是基于可能发生碰撞的车辆来说。通过周围车辆的定位数据和当前车辆的定位数据筛选出目标车辆，从而采用前述实施例中的方法进行前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警的辅助预警，可以大大减少数据处理量，提高工作效率。

本申请另外还提供一种介质的实施例，该介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述任一实施例中的辅助预警方法。

上述实施例中，通过前视摄像头采集当前车辆的车道线图像；定位模块采集当前车辆的定位数据；前视摄像头处理器利用所述当前车辆的车道线图像进行车道识别和车道跟踪，并生成所述当前车辆的车道行为数据；车载通讯盒的通讯模块通过车辆网关接收所述当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和所述当前车辆的车道行为数据；车载通讯盒的预警模块利用所述当前车辆的定位数据、目标车辆的定位数据和所述当前车辆的车道行为数据进行预警控制，能够提高车辆前向碰撞预警、变道预警和紧急车辆预警的准确性，减少误报警情况。

上述说明已经充分揭露了本申请的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本申请的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本申请的权利要求书的范围。相应地，本申请的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、系统和服务器实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。