专利名称：用于监视车辆在道路的车道中的位置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于监视车辆在道路的车道中的位置并且用于当车辆移离车道时警告驾驶者的方法。
图1示出用于监视车辆在道路的车道中的位置的常规设备。
该常规设备包括一个CCD摄像机、一个电控制部件(ECU)和一个报警部件，CCD摄像机用于对道路的车道照相并输出与照相相对应的图象信号，电控制部件(ECU)从CCD摄像机接收图像信号并且根据预置逻辑处理信号以判定车辆是否移离车道，而报警部件用于根据ECU发送的信号输出警告信号。
在这种车辆位置监视技术中，最为基本的是要在车辆移离车道时实时地输出警告信号。延迟的警告信号可能造成可怕的后果。但是，如众所周知，由于图象信号数据通常是大规模的，因此需要强大的计算能力以便实时地处理图象信号。这当然导致高成本的问题。
因此，在常规设备中采用降低图象分辨率的方法。然而，若图象的分辨率过底，该设备可能不能准确地确定车辆在车道中的位置。也就是说，CPU可能算错并错误地判定车辆的正常驾驶或者使车辆离开车道。
本发明致力于解决上述问题。
本发明的一个目的是提供一种方法，用于监视车辆在道路的车道中的位置并且当车辆移离车道时实时地警告驾驶员，从而对驾驶员提供更多的安全。
为了达到上述目的，本发明提供一种监视车辆在道路的车道中的位置的方法。该方法包括步骤从摄像机输入车道的图象信号，消除图象信号的噪声，把图象信号分成多个具有不同分辨率的图象帧，通过处理各图象帧得到车道边界，利用车道边界对道路建模，利用根据摄像机位置计算出的摄像机参数借助图象坐标上的象素之间的距离计算道路实际宽度，判定车辆是否移离车道，以及当车辆移出道路时发出警告。
划分图象信号的步骤还包括步骤减少从摄像机接收到的图象信号的象素数量以得到多个图象帧，其中每帧具有不同的象素数量，以及把多个图象帧存储到存储器中。
得到车道边界的步骤是通过处理图象帧进行的，按最低分辨率到最高分辨率的次序处理图象帧直至得出可靠的车道边界。
附带的并构成说明书的一部分的附图示出本发明的一种实施例，并且，附图和文字说明一起解释本发明的原理。附图是图1是用于监视车辆在道路车道中的位置的常规设备的方块图；图2是根据本发明的一种优选实施例的监视车辆在道路车道中的位置的方法的流程图；图3是根据本发明的一种优选实施例的把图象信号划分成多个图象帧的进程的流程图；以及图4表示根据多分辨率划分进程的各种图象。
现参照附图详细说明本发明的优选实施例。
首先参照图2，图中示出根据本发明的一种优选实施例的用于监视车辆在道路车道中的位置的方法的流程图。
在步骤20中，首先从摄像机输入车道的图象信号。在步骤21中滤掉图象信号的噪声。在步骤22中，通过减少图象的象素数量，把图象信号划分成多个具有不同分辨率的图象帧。
在步骤23利用多分辨率图象帧组得到车道边界，然后在步骤24利用这些车道边界进行道路的建模处理。在步骤25，判定是否完成道路建模。
接着，若已完成道路建模，在步骤26利用依据摄像机位置计算出的摄像机参数根据图像坐标上象素之间的距离计算道路的实际宽度。在步骤27，利用实际的道路宽度，判定车辆是否移离车道。若车辆移离车道，在步骤28中操作报警部件。
图3是一个流程图，表示一种把图象划分成多个多分辨率帧的方法。
在步骤30，从摄像机输入消除噪声后的具有256×256个象素的高分辨率图象信号。在步骤31，把256×256个象素插值成128×128个象素，然后在图象存储器中存储插值后的象素。在步骤32，再把128×128的象素插值成64×64的象素，并接着存储到图象存储器。在步骤33，进而把64×64的象素插值成32×32的象素，并存储到图象存储器里。
图4示出依据图象分辨率划分进程的图象帧。
这样，在图2的步骤23中提取车道边界时，首先利用具有32×32个象素的图象得到车道边界，从而减少处理时间。此时，若得到的车道边界是不可靠的，则使用64×64个象素的图象得到车道边界。若得到的边界仍是不可靠的，利用具有128×128个象素的图象得到车道边界。
如周知，象素的数量越少，数据的规模越小。在本发明中，因为从较低分辨率的图象开始处理图象，然后渐进地处理较高分辨率的图象，直至得到可靠的车道边界，从而可以明显地减少处理时间，使得图象的实时处理成为可能。
通过实时处理图象，ECU利用步骤24中实时处理的图象进行道路的建模处理。在步骤25中判定是否完成了建模处理。
若完成建模处理，为了相对于从摄像机发送的图象信号从2维坐标系中得出道路的实际宽度，在步骤26中利用根据摄像机初始位置计算出的摄像机参数来计算图象坐标上的象素间的距离，从而得到道路的实际宽度。
如上面所述，当得到道路的实际宽度时，在步骤27判断车辆是否相对于道路的实际宽度移离车道。
若车辆移离车道，在步骤28ECU操作报警部件。
虽然是用目前认为是最实际的优选实施例说明了本发明，应理解本发明不受限于该公开的实施例，相反，该实施例的意图是用于覆盖附属权利要求书的实质和范围之内的各种修改和等同方案。
权利要求
1.一种监视车辆在道路的车道内的位置的方法，包括步骤从摄像机输入车道的图象信号；消除图象信号的噪声；把图象信号划分成多个具有不同分辨率的图象帧；通过处理图象帧得出车道边界；利用车道边界对道路建模；利用根据摄像机的位置计算出的摄像机的参数依据图象坐标系上象素之间的距离计算道路的实际宽度；判定车辆是否移离车道；以及当车辆移离车道时发出警告。
2.权利要求1的方法，其中划分图象信号的步骤还包括步骤减少从摄像机接收到的图象信号的象素数量以得到多个图象帧，其中每帧具有不同的象素数量，以及把多个图象帧存储到存储器中。
3.权利要求2的方法，其中得到车道边界的步骤是通过处理图象帧进行的，按从最低分辨率到最高分辨率的次序处理图象帧直至得到可靠的车道边界。
全文摘要
一种监视车辆在道路的车道中的位置的方法。首先从摄像机输入车道的图象信号,接着消除图象信号的噪声。把图象信号划分成多个具有不同分辨率的图象帧,并且通过处理图象帧得到车道边界。利用车道边界对道路建模,并利用从摄像机的位置计算出的摄像机参数根据图象坐标上象素之间的象素来计算道路的实际宽度。然后判断车辆是否移离车道;并且当车辆移离车道时发出警告。
文档编号G08G1/16GK1267032SQ9911190
公开日2000年9月20日 申请日期1999年7月30日 优先权日1999年3月11日
发明者吕正学 申请人:现代自动车株式会社