一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统及方法，涉及汽车智能前照明技术领域，通过多模块同时监测和收集数据，摄像机获取路面信息，然后通过对视频中的图像进行预处理，得到较理想的图片，再根据夜间车辆的特点，对图像进行特征提取，提取出车前灯、车尾灯、街灯以及其他亮斑的特征向量，将提取出的特征向量导入到支持向量机里面，通过深度学习卷积神经网络进行训练集与测试集的训练与验证，实现汽车车灯根据实时路面情况自动调节远近光灯角度以适应不同的路况，同时收集和整合数据以充实数据库，为远近光灯自动调节控制提供参考，有效避免因为各种情况造成的炫目影响，从而降低交通事故概率。

A headlight adaptive control system and method based on machine vision

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统及方法
本专利技术涉及汽车智能前照明
，具体涉及一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统及方法。
技术介绍
汽车产业蓬勃发展及汽车数量的不断增加，带来了巨大的交通问题，也由此引发了大量的交通事故，给人们的安全与财产造成了巨大威胁，而其中一部分交通事故是由光线问题所造成的，驾驶安全性问题越来越成为了人们关注的焦点，各种各样的主动安全设备也随之产生。汽车前照灯的主要作用是照明路面，使驾驶员能看清前方的路面情况，以及防止造成迎面而来的行人或机动车驾驶员眩光，头晕等不适。如果前照灯远光照射出去的发光强度不够或过低，将使得其照射距离不够远，导致驾驶员不能看清前方的路面情况；若前照灯的光轴方向有偏差以及近光灯的发光强度过高，发生会车时，对方驾驶员就会眩目，引起交通事故的可能性增大。由此可知，汽车大灯的发光强度以及其光束照射方为角对机动车的安全行驶有非常大的影响。伴随着汽车设备的日益精密以及道路条件的不断完善，汽车的车速也有很大的提升，为了与车速的变化相匹配，车灯的亮度和照明距离也不断提高。这虽然能很好的改善本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统，其特征在于：包括传感器检测模块、A/D转换模块、第一光照检测模块、第二光照检测模块、信号调理电路、CAN总线模块、液晶显示模块、高精度地图数据库、无线通信模块、智能手机、云端服务器、车联网系统、摄像模块、图像采集卡、图像处理器、语音提示模块、定位模块、远近光灯调节装置、主控制器；/n传感器检测模块经过A/D转换模块与信号调理电路相连，第一光照检测模块、第二光照检测模块分别与信号调理电路相连，信号调理电路通过CAN总线与主控制器相连，传感器的检测信号经过A/D转换、调理后传递给主控制器；/n液晶显示器、高精度地图数据库、CAN总线模块、无线通信模块、远...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统，其特征在于：包括传感器检测模块、A/D转换模块、第一光照检测模块、第二光照检测模块、信号调理电路、CAN总线模块、液晶显示模块、高精度地图数据库、无线通信模块、智能手机、云端服务器、车联网系统、摄像模块、图像采集卡、图像处理器、语音提示模块、定位模块、远近光灯调节装置、主控制器；
传感器检测模块经过A/D转换模块与信号调理电路相连，第一光照检测模块、第二光照检测模块分别与信号调理电路相连，信号调理电路通过CAN总线与主控制器相连，传感器的检测信号经过A/D转换、调理后传递给主控制器；
液晶显示器、高精度地图数据库、CAN总线模块、无线通信模块、远近光灯调节装置、语音提示模块、定位模块为主控制器的外围电路分别与主控制器相连，主控制器通过无线通信模块与智能手机进行无线通信，主控制器通过无线通信模块与云端服务器进行无线通信，车联网系统与云端服务器相连并进行通信；
摄像模块与图像采集卡相连，图像采集卡与图像处理器相连，摄像模块采集的图像经过图像采集卡传输给图像处理器进行处理，图像处理器与主控制器通过CAN总线进行无线通信；
所述图像处理器的图像处理包括明亮物体分割、车灯检测、车灯跟踪和匹配；所述明亮物体分割首先从夜晚景象中提取出明亮目标，通过颜色特性区分车辆前照灯和道路反射，明亮物体分割的结果用B表示，其中L为前照灯亮度在RGB的颜色空间，C为前照灯灰度变化量，TL和TC分别是前照灯亮度和灰度变化阈值，TL＝190，TC＝20；
所述车灯检测通过形状特征区分车辆前照灯和道路反射，首先采用轮廓提取和图像距离确定明亮目标的质心和边缘，计算明亮物体的圆度Rn，确定明亮物体的质心和边缘是否在观测区内，其中TP是明亮物体圆度的比例参数，Di为每个明亮物体边缘到质心的距离，MD为每个明亮物体的平均距离，N为每个明亮物体的总边缘；明亮的物体确定为前照灯用HLC表示，其中A为明亮物体边界矩形区域面积，TAL和TAU分别是边界矩形区域的下限和上限阈值，TRn为用于明亮物体的圆度阈值；
所述车灯跟踪和匹配检查两个前照灯以满足轨道前照灯条件，两个前照灯的水平距离Dx＝|Cx2-Cx1|，Cx1和Cx2分别为两个前照灯质心的水平坐标，两个前照灯的垂直距离Dy＝|Cy2-Cy1|，Cy1和Cy2分别为两个前照灯质心的垂直坐标，两个前照灯的斜率Ss＝Dy/Dx，两个前照灯面积比Ar＝min(A1,A2)/max(A1,A2)，A1和A2分别为两个前照灯的边界矩形区域面积，两个前照灯的速度差，其中和分别为第i前照灯质心的水平坐标，其中和分别为第i前照灯质心的水平坐标，PS为计算速度的比例参数，两个前照灯的欧氏距离与其他非车辆灯分开，在获得每个前照灯的轨迹后，检查并确定前照灯匹配和配对。


2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统，其特征在于，所述传感器检测模块包括超声波测距传感器、霍尔电流传感器、速度传感器、车身高度传感器、方向盘转角传感器、道路坡度传感器；超声波测距传感器用于测量前方车辆或障碍物距离，霍尔电流传感器用于测量电子控制单元电流的大小，速度传感器用于测量测量的当前车速，车身高度传感器用于测量车身高度，方向盘转角传感器用于测量车辆转动角度，道路坡度传感器用于测量车辆的倾斜角度。


3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统，其特征在于，所述第一光照检测模块、第二光照检测模块包括光敏传感器，光敏传感器检测电路包括光敏电阻R1、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7，运算放大器U1、U2，光敏电阻R1一端与正12V电源相连，电阻R1另一端与电阻R2一端、运算放大器U1同相输入端相连，电阻R2另一端接地，运算放大器U1反向输入端与电阻R3一端、电阻R4一端相连，电阻R3另一端接地，电阻R4另一端与运算放大器U1输出端相连，运算放大器U1输出端与电阻R6一端相连，电阻R6另一端与运算放大器U2同相输入端、电阻R7一端相连，运算放大器U2反向输入端与电阻R5一端相连，电阻R5另一端与正12V电源相连，电阻R7另一端与运算放大器U2输出端相连；所述运算放大器U1、U2采用运算放大器LM339。


4.如权利要求2所述的一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统，其特征在于，所述速度传感器电路包括电容C1、C2，电阻R8、R9、R10，三极管Q1，光电耦合器U3，速度传感器与电容C1一端相连，电容C1另一端与电阻R8一端相连，电阻R8另一端与电容C2一端、三极管Q1基极相连，电容C2另一端接地，三极管Q1集电极与电阻R9一端相连，电阻R9另一端与正5V电源相连，三极管Q1发射极与光电耦合器U3的1脚相连，光电耦合器U3的2脚接地，光电耦合器U3的3脚接地，光电耦合器U3的4脚与电阻R10一端相连，电阻R10另一端与正5V电源相连；所述三极管Q1为NPN三极管，NPN三极管为三极管9013；所述光电耦合器U3为PC817。


5.如权利要求2所述的一种基于机器视觉的前照灯自适应控制系统，其特征在于，所述超声波测距传感器电路包括电阻R11、R12，电容C3、二极管D1、光电耦合器U4，超声波测距传感器输出端与电阻R11一端相连，电阻R11另一端与电容C3一端、二极管D1阳极、光电耦合器U4的1脚相连，电容C3另一端、二极管D1阴极、光电耦合器U4的2脚和3脚接地，光电耦合器U4的4脚与电阻R12一端相连，电阻R12另一端与正5V电源相连；所述光电耦合器U4为PC817；所述二极管D...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传洋，刘景景，孙晖，汪贤才，孙佐，胡昔兵，
申请(专利权)人：池州学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34