一种基于视频投影的内轮差智能预警系统及预警方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于视频投影的内轮差智能预警系统及智能预警方法。所述基于视频投影的内轮差智能预警系统包括均安装于车辆的摄像头和超声波测距模块、车轮状态获取模块、及视频投影模块，所述摄像头用于获取车辆周围影像，所述超声波测距模块用于测量车辆与障碍物之间的实际距离，所述车轮状态获取模块从车辆的OBD系统中获取车辆的前轮和后轮的运行状态；所述视频投影模块分别连接所述摄像头和所述车轮状态获取模块，且所述视频投影模块根据所述车轮状态获取模块获取的所述前轮和后轮的运行状态计算后轮运行轨迹，且将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头获取的车辆周围影像内。

An intelligent warning system and warning method for inner wheel difference based on video projection

The invention provides an intelligent warning system for inner wheel difference based on video projection and an intelligent early warning method. The intelligent warning system for internal wheel difference based on video projection comprises a camera and an ultrasonic ranging module, a wheel status acquisition module, and a video projection module which are both mounted on the vehicle, and the camera is used for acquiring images around the vehicle, and the ultrasonic ranging module is used for measuring the actual distance between the vehicle and the obstacle. The wheel state acquisition module obtains the running state of the front and rear wheels of the vehicle from the OBD system of the vehicle; the video projection module is respectively connected with the camera and the wheel state acquisition module, and the video projection module obtains the running state of the front and rear wheels according to the wheel state acquisition module. The rear wheel trajectory is calculated, and the rear wheel trajectory is added to the image around the vehicle captured by the camera.

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频投影的内轮差智能预警系统及预警方法
本专利技术涉及视频投影
，具体地涉及一种基于视频投影的内轮差智能预警系统及预警方法。
技术介绍
随着中国汽车保有量的急剧增加，道路、停车场等泊车场所日益拥挤，可以利用的泊车空间也越来越少。与此同时，快速增长的驾驶员人群中操纵不熟练的新手也逐年增多，由于汽车结构和驾驶员视野局限的影响，倒车成为汽车驾驶的主要难点之一。美国密歇根大学的研究表明，泊车导致的事故占到各类事故的44％，其中大约50％的泊车事故是由于倒车造成的。由此可见，倒车是导致车辆事故的一个重要原因。而且，对于大型车辆而言，司机在前行过程中会出现视觉盲区，例如在前行拐弯的过程中，经常会出现后轮撞上障碍物而发生事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于视频投影的内轮差智能预警系统及预警方法，目的在于为驾驶员倒车过程或前行过程提供指引和预警。本专利技术的技术方案如下：一种基于视频投影的内轮差智能预警系统包括均安装于车辆的摄像头和超声波测距模块、车轮状态获取模块、及视频投影模块，所述摄像头用于获取车辆周围影像，所述超声波测距模块用于测量车辆与障碍物之间的实际距离，所述车轮状态获取模块从车辆的OBD系统中获取车辆的前轮和后轮的运行状态；所述视频投影模块分别连接所述摄像头和所述车轮状态获取模块，且所述视频投影模块根据所述车轮状态获取模块获取的所述前轮和后轮的运行状态计算后轮运行轨迹，且将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头获取的车辆周围影像内；如果所述超声波测距模块测量车辆与障碍物之间的实际距离小于预设的安全距离值，则会发出警报。优选地，所述视频投影模块接收所述车轮状态获取模块获取的所述前轮和后轮的运行状态，并计算后轮运行轨迹的计算模型如下：其中，l为车辆前后轮连线长度，θ为车辆前轮转角，坐标原点为汽车右后轮点，x、y为汽车轮胎的运行坐标。优选地，所述视频投影模块将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头获取的车辆周围影像内中，所述视频投影模块将所述摄像头获取的车辆周围影像进行投影变换后，将所述后轮运行轨迹添加入投影变换后的实时视频中。一种根据所述基于视频投影的内轮差智能预警系统的智能预警方法包括如下步骤：所述摄像头获取车辆周围影像，所述超声波测距模块测量车辆与障碍物之间的实际距离，所述车轮状态获取模块从车辆的OBD系统中获取车辆的前轮和后轮的运行状态；所述视频投影模块接收所述车轮状态获取模块获取的所述前轮和后轮的运行状态，并计算后轮运行轨迹，且将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头获取的车辆周围影像内；判断所述超声波测距模块测量车辆与障碍物之间的实际距离是否小于预设的安全距离值，如果是，则会发出警报。优选地，在所述视频投影模块接收所述车轮状态获取模块获取的所述前轮和后轮的运行状态，并计算后轮运行轨迹的步骤中，计算后轮运行轨迹的计算模型如下：其中，l为车辆前后轮连线长度，θ为车辆前轮转角，坐标原点为汽车右后轮点，x、y为汽车轮胎的运行坐标。优选地，所述视频投影模块将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头获取的车辆周围影像内步骤包括如下步骤：将后轮着地点设定为世界坐标系的原点，计算得到世界坐标系内的后轮轨迹方程；将所述世界坐标系的后轮轨迹方程转换为所述相机坐标系内的后轮轨迹方程；将所述相机坐标系内的后轮轨迹方程转换为成像平面坐标系内的后轮轨迹方程。优选地，在将所述世界坐标系的后轮轨迹方程转换为所述相机坐标系内的后轮轨迹方程的步骤中，设定所述世界坐标系的后轮轨迹方程为f(X，Y，Z)，所述相机坐标系内的后轮轨迹方程为f(x，y，z)，则有：其中，X，Y，Z分别为世界坐标系内的坐标，x，y，z分别为相机坐标系内的坐标，R为旋转矩阵，T为相机外参。优选地，在将所述相机坐标系内的后轮轨迹方程转换为成像平面坐标系内的后轮轨迹方程的步骤中，设定所述相机坐标系内的后轮轨迹方程为f(x，y，z)，所述成像平面坐标系内的后轮轨迹方程为f(u，v)，则有：其中，x，y，z分别为相机坐标系内的坐标，u，v分别为成像平面坐标系内的坐标，K为相机内参。本专利技术的有益效果在于：所述基于视频投影的内轮差智能预警系统和智能预警方法通过障碍识别技术识别车侧的障碍物，当发现障碍物时，利用超声波测距模块的语音提醒司机，司机收到提醒后就可以通过添加有后轮轨迹线的视频来判断出车侧和后轮是否会撞到障碍物，继续前行是否存在危险，并决定是否应该采取措施。避免事故的发生；而且，本专利技术兼具视觉与听觉，既有将消除驾驶员盲区的车侧映像与后轮轨迹线相结合的视频参考，又有检测危险区障碍物的超声波测距模块的语音预警；无论驾驶员是否注意车侧安全，本系统都会为车辆行驶安全保驾护航，在危险发生前智能提醒驾驶员，使其能通过实时视频做出反应，大大降低内轮差事故的发生率。。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于视频投影的内轮差智能预警系统的结构框图；图2是根据图1所示基于视频投影的内轮差智能预警系统的智能预警方法的流程示意图；图3是从相机坐标系转为成像平面坐标系的示意图；图4是成像平面坐标系的示意图；图5是应用场景一中超声波测距装置安装于车头的示意图；图6是应用场景一中超声波测距装置安装于车尾的示意图；图7是应用场景一的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非上下文另有特定清楚的描述，本专利技术中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本专利技术并不对此进行限定。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。请参阅图1，所述基于视频投影的内轮差智能预警系统均安装于车辆的摄像头10和超声波测距模块(图未示)、车轮状态获取模块30、及视频投影模块40。可选择地，所述摄像头10可以为广角的红外夜视摄像头10。应当理解，所述摄像头10和所述超声波测距模块均可以安装于车辆的车头、车尾或车身的侧面，本专利技术对此不做限定，可以根据实际设计的需要进行选择。其中，所述摄像头10用于获取车辆周围影像，所述超声波测距模块用于测量车辆与障碍物之间的实际距离，所述车轮状态获取模块30从车辆的OBD系统中获取车辆的前轮和后轮的运行状态；所述视频投影模块40分别连接所述摄像头10和所述车轮状态获取模块30，且所述视频投影模块40接收所述车轮状态获取模块30获取的所述前轮和后轮的运行状态，并计算后轮运行轨迹，且将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头10获取的车辆周围影像内；如果所述超声波测距模块测量车辆与障碍物之间的实际距离小于预设的安全距离值，则会发出警报。而且，所述视频投影模块40接收所述车轮状态获取模块30获取的所述前轮和后轮的运行状态，并计算后轮运行轨迹的计算模型如下：其中，l为车辆前后轮连线长度，θ为车辆前轮转角，坐标原点为汽车右后轮点，x、y为汽车轮胎的运行坐标。此外，所述视频投影模块40将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头10获取的车辆周围影像内中，所述视频投影模块40将所述摄像头10获取的车辆周围影像进行投影变换后，将所述后轮运行轨迹添加入投影变换后的实时视频中。如图2所示，一种根据如图所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视频投影的内轮差智能预警系统，其特征在于，包括均安装于车辆的摄像头和超声波测距模块、车轮状态获取模块、及视频投影模块，所述摄像头用于获取车辆周围影像，所述超声波测距模块用于测量车辆与障碍物之间的实际距离，所述车轮状态获取模块从车辆的OBD系统中获取车辆的前轮和后轮的运行状态；所述视频投影模块分别连接所述摄像头和所述车轮状态获取模块，且所述视频投影模块根据所述车轮状态获取模块获取的所述前轮和后轮的运行状态计算后轮运行轨迹，且将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头获取的车辆周围影像内；如果所述超声波测距模块测量车辆与障碍物之间的实际距离小于预设的安全距离值，则会发出警报。

【技术特征摘要】
1.一种基于视频投影的内轮差智能预警系统，其特征在于，包括均安装于车辆的摄像头和超声波测距模块、车轮状态获取模块、及视频投影模块，所述摄像头用于获取车辆周围影像，所述超声波测距模块用于测量车辆与障碍物之间的实际距离，所述车轮状态获取模块从车辆的OBD系统中获取车辆的前轮和后轮的运行状态；所述视频投影模块分别连接所述摄像头和所述车轮状态获取模块，且所述视频投影模块根据所述车轮状态获取模块获取的所述前轮和后轮的运行状态计算后轮运行轨迹，且将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头获取的车辆周围影像内；如果所述超声波测距模块测量车辆与障碍物之间的实际距离小于预设的安全距离值，则会发出警报。2.根据权利要求1所述的基于视频投影的内轮差智能预警系统，其特征在于，所述视频投影模块接收所述车轮状态获取模块获取的所述前轮和后轮的运行状态，并计算后轮运行轨迹的计算模型如下：其中，l为车辆前后轮连线长度，θ为车辆前轮转角，坐标原点为汽车右后轮点，x、y为汽车轮胎的运行坐标。3.根据权利要求1所述的基于视频投影的内轮差智能预警系统，其特征在于，所述视频投影模块将所述后轮运行轨迹添加在所述摄像头获取的车辆周围影像内中，所述视频投影模块将所述摄像头获取的车辆周围影像进行投影变换后，将所述后轮运行轨迹添加入投影变换后的实时视频中。4.一种根据权利要求1所述基于视频投影的内轮差智能预警系统的智能预警方法，其特征在于，包括如下步骤：所述摄像头获取车辆周围影像，所述超声波测距模块测量车辆与障碍物之间的实际距离，所述车轮状态获取模块从车辆的OBD系统中获取车辆的前轮和后轮的运行状态；所述视频投影模块接收所述车轮状态获取模块获取的所述前轮和后轮的运行状态，并计算后轮运行轨迹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，全威，于海博，崔金鑫，徐辉，陈昌学，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23