1.一种后方车辆运动状态追踪预测装置，其特征在于，包括：车辆(5)、图像处理器(1)、固定在车辆后挡风玻璃外侧中央的摄像头(4)、用于检测车辆与车辆所在车道的车道线的位置关系的车道线传感器(2)、固定在车辆仪表盘上的红色信号灯(3)；所述摄像头(4)朝向车辆后方；所述车道线传感器(2)固定在车辆前挡风玻璃外侧中央；

所述图像处理器(1)的信号输入端分别电连接车辆的车速信号线、摄像头的信号输出端、以及车道线传感器的信号输出端，所述图像处理器(1)的信号输出端电连接红色信号灯。

2.如权利要求1所述的一种后方车辆运动状态追踪预测装置，其特征在于，所述车道线传感器(2)采用AWS汽车预警系统中的车道偏离预警传感器。

3.如权利要求1所述的一种后方车辆运动状态追踪预测装置，其特征在于，所述摄像头(4)采用中星YJS—01USB2.0摄像头，所述图像处理器(1)为ARM9处理器。

4.一种后方车辆运动状态追踪预测方法，基于权利要求1所述的后方车辆运动状态追踪预测装置，其特征在于，包括以下步骤：S1：车辆开始运行后，利用摄像头实时采集自身车辆后方的道路图像，利用车速信号线获取自身车辆的实时速度，利用车道线传感器实时获取自身车辆与所在车道的左车道线的距离、以及自身车辆与所在车道的右车道线的距离；利用图像处理器实时接收来自摄像头的道路图像、来自车速信号线的自身车辆的速度、来自车道线传感器的自身车辆与所在车道的左车道线的距离、以及来自车道线传感器的自身车辆与所在车道的右车道线的距离；

S2：图像处理器对实时道路图像进行二值化处理，提取后方车辆的前视轮廓图像；

S3：提取后方车辆的前视轮廓图像的下边缘中点作为：所述后方车辆的特征点；

S4：根据所述后方车辆的特征点在对应图像中的位置，得出自身车辆与后方车辆的纵向相对距离、以及自身车辆与后方车辆的横向相对距离；根据连续两次得出的自身车辆与后方车辆的纵向相对距离，计算出自身车辆相对后方车辆的纵向速度；得出所述后方车辆的宽度，所述后方车辆的宽度为：后方车辆的前视轮廓图像的下边缘长度；

S5：根据自身车辆与后方车辆的纵向相对距离、自身车辆与后方车辆的横向相对距离、自身车辆相对后方车辆的纵向速度、后方车辆的宽度、自身车辆的实时速度、自身车辆与所在车道的左车道线的距离、以及自身车辆与所在车道的右车道线的距离，判断后方车辆是否将要进行换道。

5.如权利要求4所述的一种后方车辆运动状态追踪预测方法，其特征在于，在步骤S1之前，在车辆后方树立标杆，通过摄像头采集标杆图像，识别出标杆图像中的标杆位置，对标杆图像中的标杆位置与标杆实际位置进行标定；得出车辆与标杆的横向相对距离、以及车辆与标杆的纵向相对距离；当标杆位于车辆的后方左侧时，车辆与标杆的横向相对距离为正值，当标杆位于车辆的后方右侧时，车辆与标杆的横向相对距离为负值；

在步骤S4中，根据步骤S1中标杆图像中的标杆位置与标杆实际位置的对应关系，得出自身车辆与后方车辆的纵向相对距离、以及自身车辆与后方车辆的横向相对距离，所述自身车辆与后方车辆的纵向相对距离指：自身车辆与后方车辆的特征点的纵向相对距离，所述自身车辆与后方车辆的横向相对距离指：自身车辆与后方车辆的特征点的横向相对距离。

6.如权利要求4所述的一种后方车辆运动状态追踪预测方法，其特征在于，在步骤S1中，当图像处理器获得自身车辆的实时速度之后，判断自身车辆的实时速度是否超过设定的车速阈值；如果自身车辆的实时速度小于或等于设定的车速阈值，则不执行步骤S2至步骤S5；如果自身车辆的实时速度超过设定的车速阈值，则根据图像处理器接收到的来自摄像头的道路图像、来自车速信号线的自身车辆的速度、来自车道线传感器的自身车辆与所在车道的左车道线的距离、以及来自车道线传感器的自身车辆与所在车道的右车道线的距离，执行步骤S2至步骤S5。

7.如权利要求4所述的一种后方车辆运动状态追踪预测方法，其特征在于，在步骤S2中，当图像处理器接收到实时道路图像之后，采用中值滤波方法对实时道路图像进行滤波处理，然后对经滤波处理后的实时道路图像进行二值化处理，提取后方车辆的前视轮廓图像。

8.如权利要求5所述的一种后方车辆运动状态追踪预测方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下子步骤：

得出当前时刻后方车辆与换道车道线的距离d，得出当前时刻后方车辆与换道车道线的距离的过程为：将当前时刻自身车辆与后方车辆的特征点的横向相对距离表示为dx，将当前时刻自身车辆与所在车道的左车道线的距离表示为dL，将当前时刻自身车辆与所在车道的右车道线的距离表示为dR；如果dx>dL，则d＝dx–0.5B–0.5w–dL，其中，B表示后方车辆的宽度，w表示自身车辆的宽度；如果–dx>dR，则d＝–dx–0.5B–0.5w–dR；如果

0

0dL或–dx>dR，则认为当前时刻后方车辆与自身车辆不处于同一车道；

得出当前时刻后方车辆的行驶速度vH，vH＝V–δv，其中，V表示当前时刻自身车辆的速度，δv表示当前时刻自身车辆相对后方车辆的纵向速度；得出当前时刻后方车辆的跟车时距tH，tH＝δR/vH，其中，δR表示当前时刻自身车辆与后方车辆的纵向相对距离；得出当前时刻后方车辆的横向偏移速度vL，vL＝(d1–d2)/t，其中，d1表示上一时刻后方车辆与换道车道线的距离，d2表示当前时刻后方车辆与换道车道线的距离，t表示当前时刻与上一时刻之间的时间差；

得出后方车辆换道行为辨识参数Q，

Q＝(2.0–d)×k1+ΔvH×k2+(6-tH)×k3+vL×k4

其中，ΔvH表示当前时刻后方车辆的行驶速度减去上一时刻后方车辆的行驶速度的差，k1、k2、k3和k4分别为设定的大于0的系数，当前时刻后方车辆与换道车道线的距离d的单位为m，ΔvH的单位为m/s，当前时刻后方车辆的跟车时距tH的单位为m，当前时刻后方车辆的横向偏移速度vL的单位为m/s；

在得出后方车辆换道行为辨识参数Q之后，如果Q<10且当前时刻后方车辆与自身车辆位于同一车道，则图像处理器控制红色信号灯发出红光；如果Q<10且当前时刻后方车辆与自身车辆不处于同一车道，则图像处理器控制红色信号灯发出红光。

9.如权利要求8所述的一种后方车辆运动状态追踪预测方法，其特征在于，在步骤S5中，在所述后方车辆换道行为辨识参数Q的计算公式中，k1＝0.1，k2＝4.0，k3＝8.0，k4＝

18.0；

在步骤S5中，所述设定的报警阈值为10。