专利名称：一种车道偏离预警装置及预警方法
技术领域：
本发明属于汽车电子技术领域，特别是涉及一种车道偏离预警装置及预警方法。
背景技术：
现行乘用车辆的驾驶， 一般依赖于驾驶员的操纵。在长途高速驾驶情况下，驾驶员 易出现瞌睡、疲劳，注意力不集中，不经意间会造成车辆缓缓偏离车道，从而引发交通事故。
在已知技术中，有一可避免驾驶人偏离车道的警告装置，其申请号为 CN02145726.3，它主要的结构是车辆两侧各装设一车辆警告装置，其内设有一电压电源供 应器、一光量感应器，一电压比较放大器及一警告显示器。通过这个技术，光量感应器可感 应道路分隔线反射的光量，道路分隔线反射的光量与没有分隔路面的差异可使光量感应器 产生不同的电流值，经过比较放大后输入至警告显示器，提醒驾驶员所驾驶的车辆已经偏 离行使中的车道。但是它的缺点是第一，该发明的重要组件一光感应器在车辆上实际安 装布置困难；第二，该发明没有预警功能，即只能在检测到车辆已经偏离车道的情况下给驾 驶员警告信息；第三，该发明没有提出一种有效的警告方式或方法；第四，该发明对于正常 的变道/切线无屏蔽措施。
发明内容
本发明的目的是设计一种检测驾驶员在瞌睡、疲劳、注意力不集中等状况下不经
意间即将偏离车道的情况，向驾驶员提供警告信息的装置，并提出有效预警的方法。 本发明具体公开了一种车道偏离预警装置，包括控制单元、图像捕获单元、警示
单元、使能开关以及车速传感器，其中图像捕获单元获取车辆前方视野图像，控制单元对捕
获的图像进行车道线提取，计算出在极短的时间内车道线位移的变化，将变化结果与设定
参数比较，当达到设定的参数时，发出电信号至警示单元。 进一步，还包括车辆横摆角加速度传感器和/或车辆转角传感器，控制单元计算 出在极短的时间内车道线位移的变化，再结合横摆角加速度和/或方向角信息，得出上述 变化结果。 所述警示单元包括警示音发生器、警示图标和/或座椅振动器。所述图像捕获单 元为摄像头，布置在车辆前风挡玻璃内侧正上方。警示音发生器包括左、右蜂鸣器，布置在 车辆左、右A柱上方。 本发明还公开了利用车道偏离预警装置进行偏离预警的方法，包括如下步骤 a)按下使能开关； b)控制单元开始检测车速； c)当车速大于设定速度时，控制单元启动图像捕获单元，图像捕获单元按一定的 帧率将车辆前方视野的图像高速传送至控制单元； d)控制单元对图像进行车道线提取，计算出在极短的时间内车道线位移的变化；
e)将变化结果与设定参数比较，当达到设定参数时，发出电信号至警示单元。
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在步骤d)中，在计算出在极短的时间内车道线位移的变化后，再结合横摆角加速
度和/或方向角信息，得出变化结果。步骤c)中的设定速度为60Km/h。 本发明提出了"不经意间即将偏离车道"的概念，明确了预警的场景，并通过图像
处理技术实现对这种场景的识别，相对于仅能检测车辆已经偏离车道才发出警示信息的方
案有明显的改进。本发明提出了警示音、警示图标及座椅振动相结合的警示方式，向驾驶员
提供充分的警示信息。组件非常灵活，适用性强；预警方法在人机工程方面友好，预警效果良好。
图1 :车道偏离预警装置框图； 图2 :图像捕获单元布置示意图； 图3 :警示音发生器及警示图标布置示意图； 图4:座椅振动示意图。 图中附图标记说明 l-控制单元； 2_图像捕获单元(摄像头)； 3_警示单元； 31-警示音发生器；32-警示图标；33-座椅振动器； 311-左蜂鸣器；312-右蜂鸣器； 4-使能开关； 5-车速传感器； 6-车辆横摆角加速度传感器； 7_车辆转角传感器； 8_车辆前风挡玻璃； 9_汽车座椅(驾驶员侧)。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。 如图1所示，本发明的车道偏离预警装置包括控制单元1、图像捕获单元2、警示 单元3、使能开关4、车速传感器5、车辆横摆角加速度传感器6以及车辆转角传感器7、，其 中警示单元2包括警示音发生器31、警示图标32及座椅振动器33。图像捕获单元2获取车 辆前方视野图像，控制单元1对捕获的图像进行车道线提取，计算出在极短的时间内车道 线位移的变化，再结合横摆角加速度和方向角信息，可检测出车辆是否有偏离车道的趋势， 如达到设定的参数，即发出电信号至警示单元3，警示单元3激活警示音发生器31、警示图 标32及座椅振动器33。 本发明中的车辆横摆角加速度传感器6和车辆转角传感器7，可以选装或不装；警 示音发生器31、警示图标32及座椅振动器33可以装一种或多种，也可利用车辆已有的蜂鸣 器，显示器，座椅振动装置。如车辆电气网络中已有车速信号、转角信号及横摆角加速度信 号，可将这些信号接入控制单元，不需另行加装额外的传感器。
下面具体描述本发明车道偏离预警装置的工作过程。 按下使能开关4，控制单元1即检测车速，如车速大于某设定的速度(一般是
60Km/h)，则控制单元1启动作为图像捕获单元的摄像头2，摄像头按一定的帧率将车辆前
方视野的图像高速传送至控制单元l，控制单元1对图像进行车道线提取，计算出在极短的
时间内车道线位移的变化，再结合横摆角加速度和方向角信息(如果有这些信息)，检测出
车辆是否有偏离车道的趋势，如达到设定的参数，即发出电信号至警示单元3，警示单元3
激活警示音发生器31及警示图标32，如有左偏的趋势，则激活左蜂鸣器311与左偏离图标，
如有右偏离的趋势，则激活右蜂鸣器312与右偏离图标。有偏离的趋势，驾驶员座椅振动器
33也会被激活，可通过电机带动一偏心轮转动的方案来达到振动的效果。 摄像头2布置在车辆前风挡玻璃内侧正上方，见附图2所示，既可以充分捕获车道
线及路面信息又不遮挡驾驶员视野。左、右蜂鸣器311、312布置在车辆左、右A柱上方，确
保报警音的立体感，左右报警图标布置在车辆仪表台中间醒目的位置。 本装置组件非常灵活，适用性强；预警方法在人机工程方面友好且有效，预警效果
良好，有很高的应用价值。
权利要求
一种车道偏离预警装置，包括控制单元(1)、图像捕获单元(2)、警示单元(3)、使能开关(4)以及车速传感器(5)，其中图像捕获单元(2)获取车辆前方视野图像，控制单元(1)对捕获的图像进行车道线提取，计算出在极短的时间内车道线位移的变化，将变化结果与设定参数比较，当达到设定的参数时，发出电信号至警示单元(3)。
2. 根据权利要求1所述的车道偏离预警装置，其特征在于还包括车辆横摆角加速度 传感器(6)和/或车辆转角传感器(7)，控制单元(1)计算出在极短的时间内车道线位移的 变化，再结合横摆角加速度和/或方向角信息，得出上述变化结果。
3. 根据权利要求1或2所述的车道偏离预警装置，其特征在于所述警示单元(2)包 括警示音发生器(31)、警示图标(32)和/或座椅振动器(33)。
4. 根据权利要求l-3任一项所述的车道偏离预警装置，其特征在于所述图像捕获单 元(2)为摄像头，布置在车辆前风挡玻璃内侧正上方。
5. 根据权利要求3所述的车道偏离预警装置，其特征在于警示音发生器(31)包括 左、右蜂鸣器(311、312)，布置在车辆左、右A柱上方。
6. 利用权利要求1所述的车道偏离预警装置进行偏离预警的方法，包括如下步骤a) 按下使能开关(4);b) 控制单元(1)开始检测车速；c) 当车速大于设定速度时，控制单元(1)启动图像捕获单元(2)，图像捕获单元(2)按 一定的帧率将车辆前方视野的图像高速传送至控制单元(1);d) 控制单元(1)对图像进行车道线提取，计算出在极短的时间内车道线位移的变化；e) 将变化结果与设定参数比较，当达到设定参数时，发出电信号至警示单元(3)。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于在步骤d)中，在计算出在极短的时间内 车道线位移的变化后，再结合横摆角加速度和/或方向角信息，得出变化结果。
8. 根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于步骤c)中的设定速度为60Km/h。
全文摘要
本发明公开了一种车道偏离预警装置及预警方法，预警装置包括控制单元、图像捕获单元、警示单元、使能开关以及车速传感器，其中图像捕获单元获取车辆前方视野图像，控制单元对捕获的图像进行车道线提取，计算出在极短的时间内车道线位移的变化，将变化结果与设定参数比较，当达到设定的参数时，发出电信号至警示单元。本发明组件非常灵活，适用性强；预警方法在人机工程方面友好，预警效果良好。
文档编号B60W50/14GK101704367SQ20091020744
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者何先蔚, 刘伟, 周定华, 杨宁, 王平 申请人:奇瑞汽车股份有限公司