一种车载摄像头图像处理方法及装置与流程

本发明涉及车载摄像头图像处理，具体为一种车载摄像头图像处理方法及装置。

背景技术：

1、车载摄像头，又称为车载摄像机或车载监控摄像头，是一种安装在汽车或其他交通工具上的摄像设备。它通过拍摄周围环境的图像或视频来监控车辆周围的道路、交通情况以及车内活动等。车载摄像头通常由一个或多个镜头、图像传感器、图像处理芯片和数据传输接口等组成，它可以捕捉、记录和传输图像或视频数据。

2、随着自动驾驶技术和智能交通系统的发展，车载摄像头作为车辆感知和环境感知的重要传感器之一，其图像处理方法的创新和提升变得至关重要。车载摄像头的使用可以提供实时的视觉信息，帮助驾驶员感知道路和周围环境，并为车辆的安全和管理提供支持。随着技术的发展，车载摄像头正变得越来越智能化，并与其他传感器和系统进行融合，为交通安全和驾驶体验提供更广泛的应用。

3、车载摄像头能够用于驾驶辅助、交通管理和安全监控等。对于驾驶辅助，包括自适应巡航控制、车道选择辅助等等。车道选择辅助的作用是帮助驾驶员在行驶过程中做出正确的车道选择，并确保车辆在正确的车道上行驶。现有技术中对于车道选择辅助的研究包括申请号为cn202310355770.7的中国专利提出一种基于摄像头的道路信息识别方法及系统，此专利按照预设的材料和预设的编码信息对路面进行铺设，形成目标路面车道线；在所述目标路面车道线上根据辐射度进行分区检测，选择检测区域，其中，所述检测区域的分类包括高反射区域和低反射区域；做区域补偿，选定最大包围区域的目标区域；获得目标区域边界,提取中心区域；进行车道线拟合，生成为车道精确边界。又如，文献(“公开道路车道线真值测试评价方法研究”，《汽车科技》，张民康等，2022-11-25)提出了一种多传感器数据层及特征层融合的方案，利用车道线摄像头辅助激光雷达的方案作为车道线测试冗余的真值系统，来对车道线进行识别。此外，申请号为cn202311003935.0的中国专利提出一种基于车载摄像头的车行道识别系统、方法及存储介质，通过车载摄像头至少对车辆前方道路和后方道路进行图像采集，并进行处理，对处理后的图像拟合形成道路模型；最后结合道路模型对车辆位于的车道线区间进行标识并显示。但是上述文献只针对车道线进行识别，未对实时车况进行判断，使用此方法进行车道选择辅助会降低变道适宜度获取的准确性，进而降低车辆变道的安全性。

4、为此，提出一种车载摄像头图像处理方法及装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种车载摄像头图像处理方法及装置，首先，实时采集高速上车载摄像头拍摄的视频图像、第一车辆信息和天气信息；其次，根据所述视频图像获取所述第一车辆所在车道的第一车道信息、所述第一车辆的左侧相邻车道的第二车道信息和所述第一车辆的右侧相邻车道的第三车道信息；最后，结合根据三个所述车道信息、所述第一车辆信息和天气信息，构建三个变道适宜度计算公式，获取第一变道适宜度、第二变道适宜度和第三变道适宜度，并进行展示。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种车载摄像头图像处理方法，包括：

4、实时采集高速上车载摄像头拍摄的视频图像、第一车辆信息和天气信息。

5、进一步地，所述第一车辆为所述车载摄像头所在的车辆；所述视频图像包括第一车辆前方视频图像和侧方视频图像；所述第一车辆信息包括所述第一车辆的车型和车速。

6、根据所述视频图像获取所述第一车辆所在车道的第一车道信息、所述第一车辆的左侧相邻车道的第二车道信息和所述第一车辆的右侧相邻车道的第三车道信息。

7、进一步地，三个所述车道信息包括：

8、将所述第一车辆所在车道记为行驶车道；所述第一车道信息包括所述行驶车道的左右车道标线类别、所述第一车辆和正前方车辆的距离、所述正前方车辆的速度和车辆类型；

9、所述车道标线类别包括可变道标线和不可变道标线；

10、所述第二车道信息包括所述左侧相邻车道上车辆的速度和车辆类型；

11、所述第三车道信息包括所述右侧相邻车道上车辆的速度和车辆类型；

12、所述车辆类型包括微型车、小型车、紧凑型车、中型车、中大型车和大型车。

13、根据所述第一车道信息、所述第一车辆信息和所述天气信息，生成第一变道适宜度。

14、进一步地，所述第一变道适宜度包括：当所述第一车辆正前方无车辆时，所述第一变道适宜度为0；否则，所述第一变道适宜度为：

15、

16、其中，bdsy1表示为所述第一变道适宜度；sddy表示为所述第一车辆的速度；sdqf表示为第一车辆正前方车辆的速度；jlqf表示为所述第一车辆和正前方车辆的距离；cxqf表示为第一车辆正前方车辆的车辆类型标示值；tq表示为天气影响值；η1表示为第一速度变道系数；η2表示为第一天气变道系数；η3表示为第一车型变道系数；

17、所述天气影响值的计算公式为：

18、

19、其中，njd表示为能见度；lmsh表示为路面湿滑指数标示值；当路面湿滑指数为一级时，lmsh＝0.25；当路面湿滑指数为二级时，lmsh＝0.5；当路面湿滑指数为三级时，lmsh＝0.75；当路面湿滑指数为四级时，lmsh＝1；jy表示为降雨强度；α1表示为能见度系数；α2表示为路面湿滑系数；α3表示为降雨系数。

20、当所述第一变道适宜度大于设定阈值时，根据三个所述车道信息和所述第一车辆信息，计算第二变道适宜度。

21、进一步地，所述第二变道适宜度包括：

22、bdsy2＝max{zcbd,ycbd}；

23、其中，bdsy2表示为所述第二变道适宜度；zcbd表示为左侧变道适宜度；ycbd表示为右侧变道适宜度；

24、进一步地，所述左侧变道适宜度和所述右侧变道适宜度包括：

25、所述左侧变道适宜度的计算过程为：

26、当所述左侧车道标线类别为不可变道标线时，zcbd＝0；当所述左侧车道标线类别为可变道标线时，监测在t时刻内左侧相邻车道经过的车辆数和所述第二车道信息；

27、当所述车辆数为0时，zcbd＝+∞；当所述车辆数不为0时，所述左侧变道适宜度的计算公式为：

28、

29、其中，k表示为t时刻内左侧相邻车道经过的车辆数；cxi表示为左侧相邻车道经过的第i个车辆的车型标示值；bdsy1表示为所述第一变道适宜度；sdi表示为第i个车辆的速度；表示为k个车辆的速度均值；sddy表示为所述第一车辆的速度；δ1表示为第二车型变道系数；δ2表示为第一变道适宜度系数；δ3表示为第二速度变道系数；

30、所述右侧变道适宜度的计算过程可参照所述左侧变道适宜度的计算过程。

31、当所述第二变道适宜度大于设定阈值时，将所述第二变道适宜度、左侧变道适宜度和右侧变道适宜度同时进行展示；否则不进行展示。

32、在进行展示后，接收所述第一车辆的变道选择，并提取所述视频图像中的待变道车道信息。

33、进一步地，所述接收所述第一车辆的变道选择，并提取所述视频图像中的待变道车道信息包括：

34、获取所述第一车辆的变道选择，当所述第一车辆的转向灯未亮时，说明所述第一车辆不进行变道；

35、当所述第一车辆的左转向灯亮起时，说明所述第一车辆选择向左侧相邻车道进行变道，所述待变道车道为左侧相邻车道；

36、当所述第一车辆的右转向灯亮起时，说明所述第一车辆选择向右侧相邻车道进行变道，所述待变道车道为右侧相邻车道；

37、根据所述变道选择，提取待变道车道信息；将待变道车道上距离所述第一车辆距离小于设定阈值的车辆记为第二车辆；所述待变道车道信息包括所述待变道车道与行驶车道之间的车道标线类别、所述第二车辆数、所述第二车辆的速度和所述第二车辆与所述第一车辆的距离。

38、根据所述待变道车道信息、所述第一车道信息和所述第一车辆信息生成第三变道适宜度，并进行展示。

39、进一步地，所述第三变道适宜度包括：

40、当所述第一车辆的转向灯未亮时，不进行第三变道适宜度的计算；

41、当所述第一车辆的转向灯亮时，根据所述待变道车道信息、所述第一车道信息和所述第一车辆信息生成第三变道适宜度，计算过程包括：

42、当所述待变道车道与行驶车道之间的车道标线类别为不可变道标线时；所述第三变道适宜度bdsy3＝0；否则，识别待变道车道上距离所述第一车辆距离小于设定阈值的第二车辆

43、当所述第二车辆数为0时，所述第三变道适宜度bdsy3＝+∞；

44、当所述第二车辆数不为0时，对所述第二车辆进行分类；将在所述第一车辆之后的第二车辆记为后序车辆；将在所述第一车辆之前的第二车辆记为前序车辆；当类别为后续车辆的车辆数为0时，所述第三变道适宜度的计算公式为：

45、

46、其中，表示为所述前序车辆与所述第一车辆最近的距离；表示为与所述第一车辆距离最近的前序车辆的速度；sdyz表示为设定的速度阈值sdyz＞0；dbsy表示为所述待变道车道的适宜度；当所述待变道车道为左侧车道时，所述待变道车道的适宜度即为左侧变道适宜度；当所述待变道车道为右侧车道时，所述待变道车道的适宜度即为右侧变道适宜度；bdyz表示为设定的待变道适宜度阈值；ω1表示为第一前序车辆系数；ω2表示为第一待变道适宜度系数；

47、当类别为前序车辆的车辆数为0时，所述第三变道适宜度的计算公式为：

48、

49、其中，表示为所述后序车辆与所述第一车辆最近的距离；表示为与所述第一车辆距离最近的后序车辆的速度；χ1表示为第一后序车辆系数；χ2表示为第二待变道适宜度系数；

50、当类别为前序车辆和后续车辆的车辆数均不为0时，所述第三变道适宜度的计算公式为：

51、

52、其中，θ1表示为第二前序车辆系数；θ2表示为第二后序车辆系数；θ2表示为第三待变道适宜度系数。

53、一种车载摄像头图像处理装置，包括：

54、采集单元：用于实时采集高速上车载摄像头拍摄的视频图像、第一车辆信息和天气信息；

55、车道信息获取单元：用于根据所述视频图像获取所述第一车辆所在车道的第一车道信息、所述第一车辆的左侧相邻车道的第二车道信息和所述第一车辆的右侧相邻车道的第三车道信息；

56、第一变道适宜度生成单元：用于根据所述第一车道信息、所述第一车辆信息和所述天气信息，生成第一变道适宜度；

57、第二变道适宜度生成单元：用于当所述第一变道适宜度大于设定阈值时，根据三个所述第一车道信息和所述第一车辆信息，计算第二变道适宜度；

58、第一展示单元：用于当所述第二变道适宜度大于设定阈值时，将所述第二变道适宜度、左侧变道适宜度和右侧变道适宜度同时进行展示；否则不进行展示；

59、接收单元：用于在进行展示后，接收所述第一车辆的变道选择，并提取所述视频图像中的待变道车道信息；

60、第三变道适宜度生成单元：用于根据所述待变道车道信息、所述第一车道信息和所述第一车辆信息生成第三变道适宜度；

61、第二展示单元：用于展示所述第三变道适宜度。

62、进一步地，三个所述车道信息包括：

63、将所述第一车辆所在车道记为行驶车道；所述第一车道信息包括所述行驶车道的左右车道标线类别、所述第一车辆和正前方车辆的距离、所述正前方车辆的速度和车辆类型；

64、所述车道标线类别包括可变道标线和不可变道标线；

65、所述第二车道信息包括所述左侧相邻车道上车辆的速度和车辆类型；

66、所述第三车道信息包括所述右侧相邻车道上车辆的速度和车辆类型；

67、所述车辆类型包括微型车、小型车、紧凑型车、中型车、中大型车和大型车。

68、进一步地，所述第一变道适宜度包括：

69、当所述第一车辆正前方无车辆时，所述第一变道适宜度为0；

70、否则，所述第一变道适宜度为：

71、

72、其中，bdsy1表示为所述第一变道适宜度；sddy表示为所述第一车辆的速度；sdqf表示为第一车辆正前方车辆的速度；jlqf表示为所述第一车辆和正前方车辆的距离；cxqf表示为第一车辆正前方车辆的车辆类型标示值；tq表示为天气影响值；η1表示为第一速度变道系数；η2表示为第一天气变道系数；η3表示为第一车型变道系数；

73、所述天气影响值的计算公式为：

74、

75、其中，njd表示为能见度；lmsh表示为路面湿滑指数标示值；当路面湿滑指数为一级时，lmsh＝0.25；当路面湿滑指数为二级时，lmsh＝0.5；当路面湿滑指数为三级时，lmsh＝0.75；当路面湿滑指数为四级时，lmsh＝1；jy表示为降雨强度；α1表示为能见度系数；α2表示为路面湿滑系数；α3表示为降雨系数。

76、进一步地，所述接收所述第一车辆的变道选择，并提取所述视频图像中的待变道车道信息包括：

77、获取所述第一车辆的变道选择，当所述第一车辆的转向灯未亮时，说明所述第一车辆不进行变道；当所述第一车辆的左转向灯亮起时，说明所述第一车辆选择向左侧相邻车道进行变道，所述待变道车道为左侧相邻车道；当所述第一车辆的右转向灯亮起时，说明所述第一车辆选择向右侧相邻车道进行变道，所述待变道车道为右侧相邻车道；

78、根据所述变道选择，提取待变道车道信息；将待变道车道上距离所述第一车辆距离小于设定阈值的车辆记为第二车辆；所述待变道车道信息包括所述待变道车道与行驶车道之间的车道标线类别、所述第二车辆数、所述第二车辆的速度和所述第二车辆与所述第一车辆的距离。

79、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

80、1、本发明构建了一种第一变道适宜度计算方法，第一变道适宜度考虑了在当前行驶车道上前方车辆的车辆类型、车速和车距，同时结合了当前天气情况。此方法充分考虑到当前车道的道路状况，能够准确地计算出当前车道的变道适宜度，进而提升车辆变道的安全性。

81、2、本发明构建了一种第二变道适宜度计算方法，第二变道适宜度考虑了在当前行驶车道左右侧车道的变道适宜度。本发明在计算左右侧变道适宜度时，结合了左右侧车道上车辆的速度以及车辆类型，同时结合第一变道适宜度。此方法充分考虑到左右车道的车况，能够准确地计算出相邻车道的变道适宜度，进而提升车辆变道的安全性。

82、3、本发明构建了一种第三变道适宜度计算方法，第三变道适宜度是在车辆转向灯亮起时，根据转向灯对相应的相邻车道进行变道适宜度计算。第三变道适宜度结合了当前车辆与对应相邻车道的前序车辆和后续车辆的距离、前序车辆和后续车辆的车速和车型，并结合第二变道适宜度计算过程中获得的左右侧变道适宜度。此方法能够实时结合待变道车道的车况，能够准确地计算出待变道车道的变道适宜度，进而提升车辆变道的安全性。