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CN113635834B - 基于电子外后视镜的变道辅助方法 - Google Patents

基于电子外后视镜的变道辅助方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于电子外后视镜的变道辅助方法，该电子外后视镜包括侧后方视野摄像头、全景侧视摄像头、控制器和显示屏；侧后方视野摄像头用于获取车辆后方视野，全景侧视摄像头用于获取车辆侧后方视野，控制器用于对侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像进行处理，显示屏用于显示控制器处理后的图像；变道辅助方法包括：对车辆后方图像以及车辆侧后方图像进行物体识别，找出移动的物体，计算移动物体的碰撞时间；判断碰撞时间是否大于预设的变道时间；若否，则在显示屏显示的图像中将移动物体突出显示；若是，则本车可以变道。本发明的基于电子外后视镜的变道辅助方法，利用电子外后视镜进行变道辅助，减低了成本，提高变道安全性。

Description

基于电子外后视镜的变道辅助方法
技术领域
本发明属于变道辅助领域，具体涉及一种基于电子外后视镜的变道辅助方法。
背景技术
车辆在行驶的过程中，可能会遇到需要变道的情形，而变道却很容易发生交通事故。现有使用微波雷达或者超声波雷达进行后方车辆探测的方案进行变道辅助，但是该方案需要额外的零件：超声波雷达、毫米波雷达进行识别，成本不占优势。
在雨天，由于传统外后视镜和车窗玻璃极易受到雨水滴挂的影响，常常让驾驶员无法看清后方车辆。此外，夜间行驶时，光线灰暗，也常常给驾驶员带来诸多的不便。而电子外后视镜就完美的解决了这些难题，通过摄像头和监视器结合的方式，不仅能提升车辆后方以及与其他车辆相邻区域的可见度，还能减少风噪声并扩大视野。因为电子外后视镜的屏幕被安装在车内，所以只需要处理好摄像头便可。此外，得益于电子外后视镜可自动调节亮度的优势，与传统后视镜相比较，其还能使驾驶员获得更为清晰的视野，让夜间开车更安全。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于电子外后视镜的变道辅助方法，利用电子外后视镜进行变道辅助，减低成本，提高变道安全性。
本发明所采用的技术方案如下：
一种基于电子外后视镜的变道辅助方法，电子外后视镜包括侧后方视野摄像头、全景侧视摄像头、控制器和显示屏；侧后方视野摄像头用于获取车辆后方视野，全景侧视摄像头用于获取车辆侧后方视野，控制器用于对侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像进行处理，显示屏用于显示控制器处理后的图像；
基于电子外后视镜的变道辅助方法包括以下步骤：
利用侧后方视野摄像头采集车辆后方图像；
对车辆后方图像进行物体识别，找出移动的物体，并获得各移动物体距离本车的相对距离Xa；
过一定时间t后，再次对车辆后方图像进行物体识别，找出移动的物体，并获得各移动物体距离本车的相对距离Xa’；
若移动物体a在前后两次物体识别时均出现，则计算移动物体a与本车的相对速度V＝(Xa-Xa’)/t；
计算移动物体a的碰撞时间Ta＝Xa’/V；
判断Ta是否大于预设的第一变道时间；若否，则在显示屏显示的车辆后方图像中将移动物体a突出显示；
同理，利用全景侧视摄像头采集车辆侧后方图像，对车辆侧后方图像进行物体识别，并计算出在前后两次物体识别时均出现的移动物体b的碰撞时间Tb；判断Tb是否大于预设的第二变道时间；若否，则在显示屏显示的车辆侧后方图像中将移动物体b突出显示；
若Ta均大于预设的第一变道时间且Tb均大于预设的第二变道时间，则本车可以变道。
进一步地，侧后方视野摄像头朝向车辆后部，全景侧视摄像头与车身夹角为45°且朝向后外。
进一步地，侧后方视野摄像头包括左侧后方视野摄像头和右侧后方视野摄像头，全景侧视摄像头包括全景左侧视摄像头和全景右侧视摄像头；左侧后方视野摄像头和全景左侧视摄像头用于获取左侧视野，右侧后方视野摄像头和全景右侧视摄像头用于获取右侧视野。
进一步地，控制器获取本车方向盘转角信号或转向灯信号，并根据获取的本车方向盘转角信号或转向灯信号控制显示屏对应显示左侧视野或右侧视野。
进一步地，控制器获取本车方向盘转角信号或转向灯信号，并根据获取的本车方向盘转角信号或转向灯信号进行对应方向上的变道辅助。
进一步地，控制器将侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像拼接在一起由显示屏显示或控制器控制显示屏分区域显示侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像。
进一步地，移动物体距离本车的相对距离的计算公式为：X＝x*y；
其中，X为移动物体距离本车的相对距离，x为移动物体距离本车的像素点数，y为比例系数，由标定得到。
进一步地，物体识别的方法为基于深度学习的目标识别。
进一步地，电子外后视镜还包括报警灯或扬声器，若Ta不大于预设的第一变道时间或Tb不大于预设的第二变道时间，则报警灯或扬声器进行提醒。
进一步地，t为0.5S。
本发明的有益效果为：
本发明的基于电子外后视镜的变道辅助方法，利用电子外后视镜进行变道辅助，减低了成本，提高变道安全性。
附图说明
图1是本发明实施例的电子外后视镜的结构示意图。
图2是本发明实施例的电子外后视镜的工作原理图。
图3是本发明实施例的电子外后视镜的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明：
本发明利用电子外后视镜代替传统的外后视镜，不仅具备后方、侧后方视野显示，还能进行变道辅助，通过对后方及侧后方移动物体的识别，提醒驾驶员进行是否进行变道操作。
本发明的电子外后视镜，如图1所示，包括侧后方视野摄像头、全景侧视摄像头、控制器和显示屏。其中，侧后方视野摄像头朝向车辆后部，用于获取车辆后方视野；全景侧视摄像头朝向与车身垂直夹角45°向外，用于获取车辆侧后方视野；控制器用于对侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像进行处理，显示屏用于显示控制器处理后的图像。
在本实施例中，侧后方视野摄像头包括左侧后方视野摄像头和右侧后方视野摄像头，全景侧视摄像头包括全景左侧视摄像头和全景右侧视摄像头，如图2所示。其中，左侧后方视野摄像头和全景左侧视摄像头用于获取左侧视野，右侧后方视野摄像头和全景右侧视摄像头用于获取右侧视野。
显示屏的显示方式有两种：①控制器将侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像拼接在一起由显示屏显示；②控制器控制显示屏分区域显示侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像。控制器还可以获取本车方向盘转角信号或转向灯信号，并根据获取的本车方向盘转角信号或转向灯信号判断本车的变道方向：向左变道OR向右变道，从而控制显示屏突出放大显示对应变道方向的视野图像，进而进行对应方向上的变道辅助，提高变道的安全性。
此外，该电子外后视镜还包括扬声器或报警灯，用于在本车变道可能发生碰撞时进行声音报警或闪光报警，以提示驾驶员，提高变道安全性。
基于该电子外后视镜的变道辅助方法包括两个部分：后方变道辅助和侧后方变道辅助，流程如图3所示。
一、后方变道辅助
在软件设计阶段，对车辆后方图像内物体位置进行标定，确认地面像点与车辆的相对位置获取函数X＝x*y；其中，X为物体距离本车的实际距离；x为障碍物距离车身的像素点数；y为障碍物在图像中距离和实际距离的比例。在标定出y后，即可根据x计算出物体距离本车的相对距离X。
后方变道辅助时，要先利用侧后方视野摄像头采集车辆后方图像，然后进行后方图像物体识别。对左后/右后摄像头连续2帧的图像进行对比及基于深度学习的目标识别，识别图像中出现变化的差异点，作为移动物体，并针对相对位置产生变化的差异物体进行识别编号，如：移动物体a1，a2，a3，a4等。
在一定时间t内，例如500ms内，对第一帧内的障碍物a1，a2，a3，a4……进行检测，根据xa1，xa2，xa3，xa4…(xan指的是图像内物体n距离车身的像素点)找到对应的y，根据Xa＝xa1*y计算出对应距离Xa1，Xa2，Xa3，Xa4…。再对500ms内最终帧的障碍物a1，a2，a3，a4……进行检测，计算出对应的距离Xa1’，Xa2’，Xa3’，Xa4’等。
若移动物体a在前后两次物体识别时均出现，则计算移动物体a与本车的相对速度V＝(Xa-Xa’)/t；最后计算移动物体a的碰撞时间Ta＝Xa’/V，即移动物体a1，a2，a3，a4等产生的碰撞时间Ta1，Ta2，Ta3，Ta4等。
将Ta与第一变道时间进行对比，如Ta＜T1变道，则在图像中将障碍物使用红框框出，并进行报警提示。
二、侧后方变道辅助
同理，软件设计阶段，对图像进行标定，确认地面像点与车辆的相对位置获取函数L＝m*n；其中，L为实际距离，m为像素点数，n为比例；通过L、m实现不同距离下的n的数据对比。
在t＝500ms内，对第一帧内的障碍物b1，b2，b3，b4……进行检测，根据Lb1，Lb2，Lb3，Lb4…找到对应的n，根据Lb＝mb1*n计算出对应的相对距离Lb1，Lb2，Lb3，Lb4…。再对500ms后最终帧内得障碍物b1，b2，b3，b4……进行检测，对应位置Lb1’，Lb2’，Lb3’，Lb4’……。
若移动物体b在前后两次物体识别时均出现，则计算移动物体b1，b2，b3，b4……相对的距离Lb-Lb’，再计算移动物体b与本车的相对速度V＝(Lb-Lb’)/t；最后计算移动物体b的碰撞时间Tb＝Lb’/V，即移动物体b1，b2，b3，b4……产生的碰撞时间Tb1，Tb2，Tb3，Tb4等。
将Tb与第二变道时间进行对比，如Tb＜T2变道，则在图像中将障碍物使用红框框出，并进行报警提示。由于本车变道时，是驶离当前车道，驶入目标车道，故第一变道时间与第二变道时间的概念不同。
若Ta和Tb均满足变道时间，则说明可以变道。
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，电子外后视镜包括侧后方视野摄像头、全景侧视摄像头、控制器和显示屏；侧后方视野摄像头用于获取车辆后方视野，全景侧视摄像头用于获取车辆侧后方视野，控制器用于对侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像进行处理，显示屏用于显示控制器处理后的图像；
基于电子外后视镜的变道辅助方法包括以下步骤：
利用侧后方视野摄像头采集车辆后方图像；
对车辆后方图像进行物体识别，找出移动的物体，并获得各移动物体距离本车的相对距离Xa；
过一定时间t后，再次对车辆后方图像进行物体识别，找出移动的物体，并获得各移动物体距离本车的相对距离Xa’；
若移动物体a在前后两次物体识别时均出现，则计算移动物体a与本车的相对速度V＝(Xa-Xa’)/t；
计算移动物体a的碰撞时间Ta＝Xa’/V；
判断Ta是否大于预设的第一变道时间；若否，则在显示屏显示的车辆后方图像中将移动物体a突出显示；
同理，利用全景侧视摄像头采集车辆侧后方图像，对车辆侧后方图像进行物体识别，并计算出在前后两次物体识别时均出现的移动物体b的碰撞时间Tb；判断Tb是否大于预设的第二变道时间；若否，则在显示屏显示的车辆侧后方图像中将移动物体b突出显示；
若Ta均大于预设的第一变道时间且Tb均大于预设的第二变道时间，则本车可以变道。
2.根据权利要求1所述的基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，侧后方视野摄像头朝向车辆后部，全景侧视摄像头与车身夹角为45°且朝向后外。
3.根据权利要求1或2所述的基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，侧后方视野摄像头包括左侧后方视野摄像头和右侧后方视野摄像头，全景侧视摄像头包括全景左侧视摄像头和全景右侧视摄像头；左侧后方视野摄像头和全景左侧视摄像头用于获取左侧视野，右侧后方视野摄像头和全景右侧视摄像头用于获取右侧视野。
4.根据权利要求3所述的基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，控制器获取本车方向盘转角信号或转向灯信号，并根据获取的本车方向盘转角信号或转向灯信号控制显示屏对应显示左侧视野或右侧视野。
5.根据权利要求3所述的基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，控制器获取本车方向盘转角信号或转向灯信号，并根据获取的本车方向盘转角信号或转向灯信号进行对应方向上的变道辅助。
6.根据权利要求1所述的基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，控制器将侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像拼接在一起由显示屏显示或控制器控制显示屏分区域显示侧后方视野摄像头和全景侧视摄像头采集的图像。
7.根据权利要求1所述的基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，移动物体距离本车的相对距离的计算公式为：X＝x*y；
其中，X为移动物体距离本车的相对距离，x为移动物体距离本车的像素点数，y为比例系数，由标定得到。
8.根据权利要求1所述的基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，物体识别的方法为基于深度学习的目标识别。
9.根据权利要求1所述的基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，电子外后视镜还包括报警灯或扬声器，若Ta不大于预设的第一变道时间或Tb不大于预设的第二变道时间，则报警灯或扬声器进行提醒。
10.根据权利要求1所述的基于电子外后视镜的变道辅助方法，其特征在于，t为0.5S。
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