車道線識別系統及方法
【專利摘要】本發明提供一種車道線識別系統，包括：攝像頭，其用于獲取車輛前方的車道線信息；以及補償演算部，其判斷從所述攝像頭傳送的車道線信息的誤識別及未識別與否，對車道線信息進行補償；具有能夠判斷從攝像頭測量的車道線信息的未識別及誤識別，對車道線信息進行補償，提高車道線信息的可靠性的效果。
【專利說明】車道線識別系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及車道線識別系統及方法，尤其涉及一種能夠判斷從攝像頭測量的車道線信息的未識別及誤識別，對車道線信息進行補償，提高車道線信息的可靠性的車道線識別系統及方法。
【背景技術】
[0002]一般而言,車道線保持輔助系統(Lane Keeping Assist System:LKAS),是指利用攝像頭測量的車道線信息，幫助使得車輛不脫離車道線的系統。因此，攝像頭測量的車道線信息的準確度對控制性能產生巨大的影響。
[0003]攝像頭測量的道路信息不僅受到諸如雪、雨、逆光等環境因素的影響，而且受到諸如設置于道路的護欄、道路交匯地點、隧道等外部因素的較大影響。當這些因素導致車道線未識別及誤識別時，使車道線保持輔助系統(LKAS)的控制性能不穩定，無法保障系統的可靠性。
[0004]為在車道線保持輔助系統(LKAS)中確保更準確的車道線信息，開發了判斷車道線誤識別的方法。
[0005]可是，就這種現有的車道線識別系統而言，雖然對車道線未識別顯示出強大性能，但存在誤識別的判斷及推定值的準確度下降的問題。
[0006]另外，就利用多重濾波器推定車道線的情形而言，其概念是利用車道線寬度(預定值)和噪聲水平對車道線進行補償，此處，由于車道線寬度并非實際道路信息的，是任意值，所以存在準確度下降的問題。

【發明內容】

[0007]技術問題
[0008]因此，為了解決所述問題，本發明的目的在于提供一種車道線識別系統，其判斷從攝像頭測量的車道線信息的未識別及誤識別，并對車道線信息進行補償，能夠提高車道線信息的可靠性。
[0009]另外，本發明的目的在于提供一種車道線識別方法，其判斷從攝像頭測量的車道線信息的未識別及誤識別，并對車道線信息進行補償，能夠提高車道線信息的可靠性。
[0010]技術方案
[0011]為達成所述目的，本發明提供一種車道線識別系統，包括:攝像頭，其取得車輛前方的車道線信息；以及補償演算部，其判斷從所述攝像頭傳送的車道線信息的誤識別及未識別與否，對車道線信息進行補償。
[0012]所述補償演算部可以接收兩側車道線的質量信息，當質量不足臨界值時，判斷為車道線未識別，并在預定時間內對車道線進行補償。
[0013]所述補償演算部在所述質量為臨界值以上時，以兩側車道線的變化率差異及變化率的大小為基礎，可以判斷車道線誤識別與否。[0014]所述補償演算部在兩側車道線的變化率差異為第一基準值以上或車道線變化率為第二基準值以上時，可以判斷為車道線誤識別。
[0015]所述補償演算部在判斷為車道線誤識別時，以兩側車道線中車道線變化率較小的一側為基準，對車道線進行補償。
[0016]所述補償演算部在判斷為車道線誤識別的情況下，在兩側車道線的變化率均為第二基準值以上時，利用之前變化率值，對車道線進行補償。
[0017]所述補償演算部在所述質量不足臨界值、兩側車道線中的一個的質量不足臨界值時，判斷質量不足臨界值的車道線為未識別，使用通過移動平均濾波器(Moving AverageFilter:MAF)計算出的車道線寬度，對未識別車道線進行補償。
[0018]如果兩側車道線的質量均不足臨界值，所述補償演算部則判斷兩側車道線全部為未識別，車道線變化率選擇未識別之前的車道線變化率值中較小的值，對車道線進行補償。
[0019]所述補償演算部在從所述攝像頭測量的道路曲率值為第三基準值以上時，判斷為道路曲率誤識別，對道路曲率進行補償。
[0020]所述道路曲率補償利用通過車道線補償獲得的兩側車道線信息及從所述攝像頭測量的航向值，推定道路曲率值。
[0021]另一方面，為達成所述目的，本發明提供一種車道線識別方法，包括:取得車輛前方的車道線信息的步驟；從所述車道線信息判斷兩側車道線的質量是否為臨界值以上的步驟；如果所述質量不足臨界值，則判斷為車道線未識別，對車道線信息進行補償的步驟；如果所述質量為臨界值以上，則判斷兩側車道線變化率差異是否不足第一基準值的步驟；如果兩側車道線變化率差異為第一基準值以上，則判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟；如果兩側車道線變化率差異不足第一基準值，則判斷車道線變化率是否不足第二基準值的步驟；以及如果車道線變化率為第二基準值以上，則判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟。
[0022]所述判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟是，在判斷為車道線
誤識別的情況下，可以以兩側車道線中車道線變化率較小的一側為基準，對車道線進行補m
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[0023]所述判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟是，在判斷為車道線誤識別的情況下，當兩側車道線的變化率全部為第二基準值以上時，可以利用之前變化率值，對車道線進行補償。
[0024]所述判斷為車道線未識別，并對車道線信息進行補償的步驟是，當兩側車道線中的一個的質量不足臨界值時，判斷質量不足臨界值的車道線為未識別，使用通過移動平均濾波器(Moving Average Filter:MAF)計算出的車道線寬度,對未識別車道線進行補償。
[0025]所述判斷為車道線未識別，并對車道線信息進行補償的步驟是，如果兩側車道線的質量均不足臨界值，則判斷兩側車道線全部為未識別，車道線變化率選擇未識別之前的車道線變化率值中較小的值，對車道線進行補償。
[0026]技術效果
[0027]根據本發明的車道線識別系統及方法，其效果在于能夠判斷從攝像頭測量的車道線信息的未識別及誤識別，對車道線信息進行補償，提高了車道線信息的可靠性。
[0028]另外，本發明的效果還包括利用補償的車道線信息及航向值(heading value)計算出道路曲率，當道路曲率值的準確度下降時進行補償，相比利用預定值補償的方法，提高了準確度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是顯示本發明一個實施例的車道線識別系統構成的框圖；
[0030]圖2是本發明一個實施例的車道線識別方法的順序圖；
[0031]圖3是用于說明道路曲率補償方法的示意圖。
[0032]附圖標記說明
[0033]1:車道線識別系統100:攝像頭
[0034]200:車輛傳感器 300:補償演算部
[0035]400:車道線保持輔助系統(LKAS)控制部
【具體實施方式】
[0036]下面參照附圖，詳細說明本發明的優選實施例。首先，需要注意的是，在對各圖的構成要素賦予附圖標記時，對于相同的構成要素，即使在不同的圖上顯示，也盡可能賦予相同的附圖標記。另外，雖然以下將說明本發明的優選實施例，但本發明的技術思想并非限定或限制于此，可以由所屬【技術領域】的技術人員多樣地變形實施，這是不言而喻的。
[0037]圖1是顯示本發明一個實施例的車道線識別系統構成的框圖。
[0038]如圖1所示，本發明一個實施例的車道線識別系統I包括:攝像頭(100)，其取得車輛前方的車道線信息；車輛傳感器200，其檢測車輛的速度、轉向角等的信息；補償演算部300，其判斷從攝像頭100傳送的車道線信息的誤識別及未識別與否，對車道線信息進行補償；車道線保持輔助系統(LKAS)控制部400，其以從補償演算部300取得的車道線信息為基礎，當車輛脫離車道線時，控制車輛的轉向。
[0039]攝像頭100拍攝車輛前方，獲取車輛前方的車道線信息。
[0040]補償演算部300利用從攝像頭100傳送的車道線信息，判斷車道線的誤識別及未識別與否，當車道線的誤識別或未識別時，補償車道線信息。
[0041]補償演算部300首先從攝像頭100接收的車道線信息中接收兩側車道線的質量(quality)信息，當質量不足臨界值時，判斷為車道線未識別，在預定時間內對車道線進行補償，輸出補償的車道線信息。
[0042]補償演算部300在質量不足臨界值、兩側車道線中的一個的質量不足臨界值時，判斷質量不足臨界值的車道線為未識別，使用通過移動平均濾波器(MAF，Moving AverageFilter)計算出的車道線寬度，對未識別車道線進行補償。
[0043]S卩，當右側車道線質量不足臨界值時，判斷右側車道線為未識別，計算右側車道線的值為在左側車道線的值的基礎上加上通過移動平均濾波器計算出的車道線寬度值的值。以數學式表示如下。
[0044]數學式
[0045]右側車道線(t)=左側車道線(t) +MAF車道線寬度
[0046]在左側車道線為未識別的情況下，以右側車道線為基準，把加上MAF車道線寬度的值補償為左側車道線值。[0047]如果兩側車道線的質量均不足臨界值，則判斷兩側車道線全部為未識別，車道線變化率選擇未識別之前的車道線變化率值中較小的值，對車道線進行補償。
[0048]攝像頭100測量的質量值在一般情況下，車道線信息的可靠性越高，則輸出的值越大，但即使在車道線的質量值高的情況下，當有護欄或車道線交匯點、逆光等時，也發生將其識別為車道線的情形。因此，在這種情況下，判斷為車道線誤識別，不是使用攝像頭100輸出的值，而把補償演算部300輸出的車道線信息值用于車道線保持輔助系統(LKAS)控制部400，從而能夠提高車道線保持輔助系統(LKAS)的可靠性。
[0049]為此，補償演算部300在質量為臨界值以上時，以兩側車道線的變化率差異及變化率的大小為基礎，判斷車道線誤識別與否。具體而言，當兩側車道線的變化率差異為第一基準值以上，或車道線變化率為第二基準值以上時，判斷為車道線誤識別。
[0050]在判斷為車道線誤識別時，補償演算部300以兩側車道線中車道線變化率較小的一側為基準，對車道線進行補償。當判斷為車道線誤識別，兩側車道線的變化率均為第二基準值以上時，利用之前變化率值，對車道線進行補償。
[0051]如果以數學式表示，可以如下表示。
[0052]數學式
[0053]對右側車道線進行補償的情形:右側車道線(t) =右側車道線(t-Ι)+車道線變化率⑴。
[0054]對左側車道線進行補償的情形:左側車道線(t) =左側車道線(t-Ι)+車道線變化率⑴。
[0055]對左/右車道線進行補償的情形:
[0056]右側車道線⑴=右側車道線(t-Ι) +車道線變化率(t-1)
[0057]左側車道線⑴=左側車道線(t-Ι) +車道線變化率(t-1)
[0058]另外，補償演算部300從攝像頭100測量的道路曲率值為第三基準值以上時，判斷為道路曲率誤識別，對道路曲率進行補償。具體而言，道路曲率補償是利用通過車道線補償獲得的兩側車道線信息及從攝像頭100測量的航向值，推定道路曲率值而構成。
[0059]圖3是用于說明道路曲率補償方法的示意圖。
[0060]如圖3所示，A0、Al、A2是代表各個車輛位置的坐標值，Φ (Phi)代表航向角。此時，可以利用“移動距離的變化量=車速X時間變化量”，求出各坐標的關系式，把獲得的AO、Al、A2的3個坐標代入圓的方程式，推定道路曲率值。
[0061]在道路曲率值誤識別時，利用車道線信息及航向值，計算出道路曲率，傳遞給車道線保持輔助系統(LKAS)控制部400，從而具有比現有推定車道線時使用預定值進行補償的情形準確度提高的效果。
[0062]如上所述，根據本發明的車道線識別系統1，判斷從攝像頭100測量的車道線信息的未識別及誤識別，對車道線信息進行補償，能夠達到提高車道線信息的可靠性的效果。另夕卜，利用補償的車道線信息及航向值，計算出道路曲率，當道路曲率值的準確度下降時進行補償，從而能夠比利用預定值的補償方法提高道路曲率值的準確度。
[0063]另一方面，下面參照附圖，說明本發明一個實施例的車道線識別方法。不過，對于與在本發明一個實施例的車道線識別系統I中說明的內容相同的部分，省略其說明。
[0064]圖2是本發明一個實施例的車道線識別方法的順序圖。[0065]如圖2所示，本發明一個實施例的車道線識別方法包括:獲取車輛前方車道線信息的階段；從車道線信息判斷兩側車道線的質量是否為臨界值以上的步驟Sioo ;如果質量不足臨界值，則判斷為車道線未識別，并對車道線信息進行補償的步驟(步驟S110、步驟S120、步驟S410、步驟S420、步驟S430);如果質量為臨界值以上，則判斷兩側車道線變化率差異是否不足第一基準值的步驟S200 ;如果兩側車道線變化率差異為第一基準值以上，則判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟S400 ;如果兩側車道線變化率差異不足第一基準值，則判斷車道線變化率是否不足第二基準值的步驟S300 ;如果車道線變化率為第二基準值以上，則判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟S400。
[0066]在判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟S400，若判斷為車道線誤識別，以兩側車道線中車道線變化率較小的一側為基準，對車道線進行補償。而且，若判斷為車道線誤識別，當兩側車道線的變化率均為第二基準值以上時，利用之前變化率值，對車道線進行補償。
[0067]在判斷為車道線未識別，并對車道線信息進行補償的階段S410、步驟S420、步驟S430，當兩側車道線中的一個的質量不足臨界值時，判斷質量不足臨界值的車道線為未識別，使用通過移動平均濾波器(MAF, Moving Average Filter)計算出的車道線寬度,對未識別車道線進行補償。另外，如果兩側車道線的質量均不足臨界值，則判斷兩側車道線全部為未識別，車道線變化率選擇未識別之前的車道線變化率值中較小的值，對車道線進行補償。
[0068]如上所述，根據本發明的車道線識別方法，判斷從攝像頭100測量的車道線信息的未識別及誤識別，對車道線信息進行補償，能夠達到提高車道線信息的可靠性的效果。
[0069]以上說明只是對本發明的示例說明而已，相信只要是本發明所屬【技術領域】的技術人員，在不超出本發明的本質性特性的范圍內，都能夠進行多種修改、變更及置換。因此，在本發明中公開的實施例及附圖，不是用于限定本發明的技術思想而是用于說明，本發明的技術思想的范圍并非由這些實施例及附圖所限定。本發明的保護范圍應根據以下的請求范圍進行解釋，在與之同等范圍內的所有技術思想，應解釋為包括于本發明的權利范圍。
【權利要求】
1.一種車道線識別系統，其特征在于，包括: 攝像頭，其取得車輛前方的車道線信息；以及 補償演算部，其判斷從所述攝像頭傳送的車道線信息的誤識別及未識別與否，對車道線信息進行補償。
2.根據權利要求1所述的車道線識別系統，其特征在于: 所述補償演算部接收兩側車道線的質量信息，當質量不足臨界值時，判斷為車道線未識別，并在預定時間內對車道線進行補償。
3.根據權利要求2所述的車道線識別系統，其特征在于: 所述補償演算部在所述質量為臨界值以上時，以兩側車道線的變化率差異及變化率的大小為基礎，判斷車道線誤識別與否。
4.根據權利要求3所述的車道線識別系統，其特征在于: 所述補償演算部在兩側車道線的變化率差異為第一基準值以上或車道線變化率為第二基準值以上時，判斷為車道線誤識別。
5.根據權利要求4所述的車道線識別系統，其特征在于: 所述補償演算部在判斷為車道線誤識別時，以兩側車道線中車道線變化率較小的一側為基準，對車道線進行補償。
6.根據權利要求5所述的車道線識別系統，其特征在于: 所述補償演算部在判斷為車道線誤識別的情況下，在兩側車道線的變化率均為第二基準值以上時，利用之前變化率值，對車道線進行補償。
7.根據權利要求3所述的車道線識別系統，其特征在于: 所述補償演算部在所述質量不足臨界值、兩側車道線中的一個的質量不足臨界值時，判斷質量不足臨界值的車道線為未識別，使用通過移動平均濾波器(MAF)計算出的車道線寬度，對未識別車道線進行補償。
8.根據權利要求3所述的車道線識別系統，其特征在于: 如果兩側車道線的質量均不足臨界值，所述補償演算部則判斷兩側車道線全部為未識另O，車道線變化率選擇未識別之前的車道線變化率值中較小的值，對車道線進行補償。
9.根據權利要求1所述的車道線識別系統，其特征在于: 所述補償演算部在從所述攝像頭測量的道路曲率值為第三基準值以上時，判斷為道路曲率誤識別，對道路曲率進行補償。
10.根據權利要求9所述的車道線識別系統，其特征在于: 所述道路曲率補償利用通過車道線補償獲得的兩側車道線信息及從所述攝像頭測量的航向值，推定道路曲率值。
11.一種車道線識別方法，其特征在于，包括: 取得車輛前方的車道線信息的步驟； 從所述車道線信息判斷兩側車道線的質量是否為臨界值以上的步驟； 如果所述質量不足臨界值，則判斷為車道線未識別，對車道線信息進行補償的步驟； 如果所述質量為臨界值以上，則判斷兩側車道線變化率差異是否不足第一基準值的步驟； 如果兩側車道線變化率差異為第一基準值以上，則判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟； 如果兩側車道線變化率差異不足第一基準值，則判斷車道線變化率是否不足第二基準值的步驟；以及 如果車道線變化率為第二基準值以上，則判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟。
12.根據權利要求11所述的車道線識別方法，其特征在于: 所述判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟是，在判斷為車道線誤識別的情況下，以兩側車道線中車道線變化率較小的一側為基準，對車道線進行補償。
13.根據權利要求11所述的車道線識別方法，其特征在于: 所述判斷為車道線誤識別，并對車道線信息進行補償的步驟是， 在判斷為車道線誤識別的情況下，當兩側車道線的變化率全部為第二基準值以上時，利用之前變化率值，對車道線進行補償。
14.根據權利要求11所述的車道線識別方法，其特征在于: 所述判斷為車道線未識別，并對車道線信息進行補償的步驟是， 當兩側車道線中的一個的質量不足臨界值時，判斷質量不足臨界值的車道線為未識另IJ，使用通過移動平均濾波器(MAF)計算出的車道線寬度，對未識別車道線進行補償。
15.根據權利要求11所述的車道線識別方法，其特征在于: 所述判斷為車道線未識別，并對車道線信息進行補償的步驟是， 如果兩側車道線的質量均不足臨界值，則判斷兩側車道線全部為未識別，車道線變化率選擇未識別之前的車道線變化率值中較小的值，對車道線進行補償。
【文檔編號】B60R16/023GK103802766SQ201310308891
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2012年11月14日
【發明者】柳恩英 申請人:現代摩比斯株式會社