用于防撞的立体深度感测系统及其运作方法技术方案

本发明专利技术是关于一种用于防撞的立体深度感测系统及其运作方法，其可利用结构光扫描技术侦测车辆周边至少约数十公尺范围内的活动物体或固定对象，以掌握其移动方向、移动速度以及外观轮廓，并可依外观将的分类，或进一步参考这些物体的移动方向与速度而判断其是否会实质影响行车安全，以在有风险存在时，能够发出警示讯息以确保驾驶能注意到。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种立体深度感测系统及其运作方法，尤指一种运用于车辆，用以感测车辆周边数十公尺内的物体是否会对车辆的安全产生风险，可提醒驾驶而防止碰撞发生。
技术介绍
汽车基于驾驶所能提供的舒适性，进而成为广泛受到民众应用的交通工具的一，然而当车辆在道路行驶时，可能会因为驾驶存在视觉死角、精神疲劳或其它用路人不守法等因素，使得驾驶以及行人的生命安全双双受到威胁。为了提高安全性，不少被动安全配备已为汽车出厂时的标准配备，而主动安全配备也在各大车厂的努力下被持续开发。在现有的主动安全配备技术中，已有些许可实时警告使用者的安全警示功能装置，例如设置讯号发射器以及讯号接收器作为倒车雷达，或是安装当有其它物体贴近车体时，会以音效提醒驾驶的设备。然而这些主动安全配备并不足以让驾驶更早预知车辆可能将发生碰撞的危机，例如将预警时间提升为数秒钟而有足够时间进行回避，特别是可能会与车辆发生碰撞的物体本身也在是在移动。再者，由于现有技术仅判断物体与车体的距离，缺乏足够的能力有效辨识周边物体的轮廓，从而无法分辨物体实际上是什么东西，因此当车辆周边为杂草等无碍物体，仍然会产生警示音效，甚至是因而触发自动剎车等，造成不必要的麻烦。
技术实现思路
本专利技术的主要目的，在于提供一种用于防撞的立体深度感测系统，其使用结构光扫描的技术，可侦测车辆周边的物体位置，例如其它车辆、行人或是栅栏等固定物，并借着连续扫描而取得该些物体的动态信息，以用于进一步分析该些物体物是否会与车辆碰撞，因此可在有碰撞风险的虞时，先行对车辆驾驶提出警告。本专利技术的另一目的，在于提供一种用于防撞的立体深度感测系统，其系使用结构光扫描的技术，不但具有高精确性，又不易受环境影响，更可使侦测范围可达数十公尺，具有高度的预警能力。本专利技术的再一目的，在于提供一种用于防撞的立体深度感测系统，其可取得障碍物的轮廓，藉此将障碍物自动分类而判断是否会对车辆的安全性有影响，例如车辆是和长得较高的草类相碰撞，车辆的安全性也不会受到影响，在这种状况下就没有警告驾驶的必要。为了达到上述的目的，本专利技术揭示了一种用于防撞的立体深度感测系统，其设置于一移动载具，其包含：一结构光投影模块，其投影一光平面于该移动载具周边的至少一物体表面；一摄像模块，其接收该物体表面经该光平面的投影而反射的一光图像讯息；一车用芯片模块，其耦接于该摄像模块，且其使用该光图像讯息计算该物体表面与该移动载具的距离及该物体表面的轮廓；以及一警示模块，其耦接于该车用芯片模块，其发送一警示讯息至该移动载具的内。而其操作步骤则包含：使用一结构光投影模块连续投影多个光平面于该移动载具周边的至少一物体的表面；使用一摄像模块接收该物体表面经该光平面的投影而反射的多个光图像讯息；使用一车用芯片模块利用该些光图像讯息计算该物体的一第一移动信息，并利用该移动载具的一第二移动信息预估该物体与该移动载具碰撞的可能性；以及若该物体与该移动载具有碰撞的可能性，则该车用芯片模块发送一警示讯息至一警示模块而利用该警示模块发出一警示通知。附图说明图1：其为本专利技术一较佳实施例的组件组成示意图；图2：其为本专利技术一较佳实施例的应用示意图，用以表示光平面投影于物体；图3：其为本专利技术一较佳实施例中，光平面包含二维点数组的示意图；以及图4：其为本专利技术另一较佳实施例的步骤流程图。【图号对照说明】1移动载具2结构光投影模块21雷射光源单元22透镜组3摄像模块4车用芯片模块5警示模块51音效单元6电源模块7光平面8物体S10～13步骤具体实施方式为了使本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：首先请一并参考图1以及图2，本专利技术所揭示的用于防撞的立体深度感测系统设置于一移动载具1，例如汽车，而此用于防撞的立体深度感测系统在硬件结构上包含一结构光投影模块2、一摄像模块3、一车用芯片模块4以及一警示模块5。上述模块皆可与一电源模块6耦接而获得电力供应以进行运作。结构光投影模块2包含一雷射光源单元21以及一透镜组22，其用以侦测移动载具1周边数十公尺内的空间当中是否存在可能会影响行车安全的物体，例如来往的行人、动物、其它移动载具，或者是固定的栅栏、灌木丛等。本专利技术所使用的侦测方式是透过结构光技术，其原理是利用光源向被测物体的表面投射可控制的光点、光条或光平面，再由摄像机等传感器获得反射的图像，经几何计算就可获得物体的立体坐标。本专利技术在一较佳实施例中，采用雷射作为光源，利用其同调性好、衰减慢、量测距離长、精准度高等特性，加上其不易受其它光源影响，因此较一般的光线投射为佳。雷射光源单元21提供的光源在透过透镜组21后发散，其在空间中即为一光平面7。本专利技术所使用的透镜组21当中可包含图案化透镜(patternlens)，其具有图案化的微结构而可使穿透的雷射光源所形成的光平面具有图案化特征，例如在二维平面呈现光阵列(点数组)，如图3所示。若移动载具1的周边存在其它物体8，则光平面7在投影于物体8的表面时，光线会被反射而以作为光图像讯息的形式被摄像模块3所接收。光图像讯息为结构光投影模块2所投影的光平面7在经过物体8本身表面的不规则性反射而形成的变形图案，摄像模块3接收到此变形图案后，系统可进一步利用这些变形图案，重建物体8的立体外观轮廓。车用芯片模块4耦接于摄像模块3，其可为一种现场可编辑逻辑门阵列(FieldProgrammableGateArray,FPGA)芯片，其可将摄像模块3所取得的光图像讯息进行计算与分析，利用其变化程度而取得物体8与移动载具1之间的距离，以及物体8的外观轮廓。本专利技术在实际应用时，结构光投影模块2连续性地将光平面7投射于移动载具1的外部，因此当物体8落于其投射范围的内时，摄像模块3自然会连续性地取得物体8表面所反射的多个光图像讯息，进而让车用芯片模块4能重建多个物体8的立体外观轮廓，因此得以计算出物体8的移动信息。有鉴于移动载具1的周边会存在不同类型的物体8，而各种物体8对于行车的安全性有不同程度的影响，例如其它快速移动的车辆可能会在短时间内与自身车辆发生碰撞、缓慢行走的行人可能会在一段较长的时间后有碰撞的可能、车辆可能会撞上大量的杂草但实际上这并不是危险的事…等，因此本专利技术在利用车用芯片模块4重建多个物体8的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于防撞的立体深度感测系统，其特征在于，其设置于一移动载具，其包含：一结构光投影模块，其投影一光平面于该移动载具周边的至少一物体的表面；一摄像模块，其接收该物体的表面经该光平面的投影而反射的一光图像讯息；一车用芯片模块，其耦接于该摄像模块，且其使用该光图像讯息计算该物体与该移动载具的距离及该物体的轮廓；以及一警示模块，其耦接于该车用芯片模块，其发送一警示讯息至该移动载具的内。

【技术特征摘要】
1.一种用于防撞的立体深度感测系统，其特征在于，其设置于一移动载具，其包含：
一结构光投影模块，其投影一光平面于该移动载具周边的至少一物体的表面；
一摄像模块，其接收该物体的表面经该光平面的投影而反射的一光图像讯息；
一车用芯片模块，其耦接于该摄像模块，且其使用该光图像讯息计算该物体与该移动载具的距离及该物体的轮廓；以及
一警示模块，其耦接于该车用芯片模块，其发送一警示讯息至该移动载具的内。
2.如权利要求1所述的用于防撞的立体深度感测系统，其特征在于，其中该结构光投影模块包含一雷射光源单元以及一透镜组。
3.如权利要求2所述的用于防撞的立体深度感测系统，其特征在于，其中该透镜组包含一图案化透镜，使该雷射光源经该图案化透镜而具有图案化特征。
4.如权利要求3所述的用于防撞的立体深度感测系统，其特征在于，其中该图案化特征包含二维阵列。
5.如权利要求1所述的用于防撞的立体深度感测系统，其特征在于，其中该警示模块包含至少一音效单元。
6.一种用于防撞的立体深度感测系统的运作方法，其特征在于，其设置于一移动载具，其特征在于，其包含步骤：
使用一结构光投影模块连续投...

【专利技术属性】
技术研发人员：江进丰，徐世钧，魏宏源，李宗翰，
申请(专利权)人：财团法人金属工业研究发展中心，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71