一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法及检测装置

摘要

本发明提供了一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法及检测装置，属于汽车技术领域，通过在方向盘上进行标记，获取标记图像，并进行识别，从而判断方向盘转动方向以及方向盘转角。本发明方法可对方向盘转角进行实时检测，检测结果准确，且当方向盘转动角度大于一周时，也可准确得到方向盘转动角度；本发明装置，不会阻挡驾驶员察看仪表的视线；且安装拆卸方便，移植性强，满足现有车辆实验需要。

主权项

1.一种基于图像的车辆方向盘转角检测方法，其特征在于：通过下述步骤来实现：步骤一：对方向盘进行标识；在车辆方向盘处于初始状态时，在车辆方向盘背面圆周上粘贴有标记线、标记贴A与标记贴B；所述标记线具有6条，通过6条指向车辆方向盘中心的标记线将方向盘背部圆周六等分，使方向盘背部圆周上形成6个相等弧度区间，且在车辆方向盘处于初始状态时，一条标记线位于车辆方向盘背面正上方，作为车辆方向盘的零度线；在6个区间内均粘贴有三角形的标记贴A以及不同宽度的弧形带状标记贴B，每个区间内的标记贴A、标识贴B的粘贴方式相同，其中对于标记贴A来说：令标记贴A的三条边分别为s1、s2、s3，则需保证边s1与所在区间中的一条标记线重合；边s2与s3的交点位于所在区间另一条标记线上且，边s2与标记贴A所在区间中的标记贴B的切线平行；对于标记贴B来说：每个区间内的标记贴B两端点分别位于所在区间两端的两条标记线上，且每个区间内的标记贴B弧度与所在区间两端的两条标记线夹角相等。由零度线开始顺时针每个标记贴B的宽度依次为a、b、c、d、e、f；步骤二：方向盘背部正上方处图像的获取；在获取的视频图像中设定一条标识线，当车辆方向盘处于初始状态时，视频图像中的标识线与零度线重合；步骤三：视频图像与方向盘间的对准校验；将方向盘右打60°、120°、180°、240°、300°、360°时，使视频图像中标识线与顺时针的各标记线重合；步骤四：视频图像处理；将视频图像转换为数字图像，同时对数字图像进行区域选择，灰度变换，滤波处理；步骤五：获得车辆行驶中方向盘转角；①获得驾驶员方向盘转动方向及圈数；当方向盘处于初始状态时，方向盘转动圈数值为0；当操作人员第一次转动方向盘后，若数字图像中的标识线通过零度线时，且下一时刻标识线所落在的标记贴A宽度为a时，则方向盘转动圈数值加1；若标识线通过零度线时，且下一时刻标识线落在的标记贴A的宽度为f时，则方向盘转动圈数值减1；直到数字图像中下次标识线经过零度线时重复上述过程。且当圈数值小于零时，方向盘转动方向为左，当圈数值大于零时，方向盘转动方向为右；②获得t时刻标记贴B对应的方向盘转角β；对数字图像中标记贴B的宽度进行识别；根据接收到的图像中标识线所落在的标记贴B的宽度得到对应的方向盘转角β，并进行存储，则：③获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α；对数字图像中标记贴A进行识别，得到t时刻标识线与标记贴A交点间距L的值；选取方向盘左转右转0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度时数字图像中标识线与标记贴A交点间距中与L之差绝对值最小的三个值L₁、L₂、L₃，以及各自对应的角度值α₁、α₂、α₃，由此根据：$\alpha =\frac{(L-L_2)(L-L_3)}{(L_1-L_2)(L_1-L_3)}{\alpha }_1+\frac{(L-L_1)(L-L_3)}{(L_2-L_1)(L_2-L_3)}{\alpha }_2+\frac{(L-L_1)(L-L_2)}{(L_3-L_1)(L_3-L_2)}{\alpha }_3---\left(2\right)$获得t时刻标记贴A对应的方向盘转角α，并进行存储；④获得t时刻方向盘转角δ；结合式（1）与式（2），以及①中方向盘转动圈数，令其为X，得到：t时刻方向盘转角δ为：δ＝α+β+X·360；                    （3）步骤六：方向盘转角显示；根据步骤五中得到的车辆行驶中方向盘转角，以及方向盘转动方向，当方向盘向左打时，方向盘转角显示为“左δ度”；当方向盘向右打时，方向盘转角显示为“右δ度”。