一种驾驶辅助系统、特种车辆及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种驾驶辅助系统，主要应用于轴数大于3的特种车辆，包括图像采集模块，用于采集特种车辆的周边环境画面，得到图像数字信号；图像处理模块，用于将图像数字信号处理成特种车辆的车身环视图；车身状态获取模块，用于获取特种车辆所处的车身状态，得到特种车辆的侧倾角和俯仰角；图像校正模块，用于根据侧倾角和俯仰角，校正车身环视图。可见本发明专利技术通过采集特种车辆的周边环境画面，并根据特种车辆的侧倾角和俯仰角，将采集的图像数字信号处理并校正成车身环视图，以供驾驶员参考，可以有效提高特种车辆的驾驶安全性。本发明专利技术还公开了一种特种车辆和驾驶辅助方法，与上述任一项的驾驶辅助系统具有相同技术效果，在此不再赘述。

A driving aid system, special vehicle and method

【技术实现步骤摘要】
一种驾驶辅助系统、特种车辆及方法
本专利技术涉及车辆驾驶辅助
，特别涉及一种驾驶辅助系统、特种车辆及方法。
技术介绍
自2010年以来，我国已发展成为全球最大的特种车辆需求市场，特种车辆在发挥着举足轻重作用的同时，也伴随着很多安全问题。特种车辆作业环境复杂，车身庞大，驾驶人员在行驶或作业过程中只能依靠车身两侧及车内的后视镜来观察周围环境，存在很大视角盲区，很难做到四周兼顾，仅仅依靠后视镜很难确保安全。综上所述，如何提高特种车辆的驾驶安全性是本领域技术人员目前需要解决的一项技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种驾驶辅助系统、特种车辆及方法，可以有效提高特种车辆的驾驶安全性。其具体方案如下：本专利技术提供了一种驾驶辅助系统，设置于轴数大于3的特种车辆，包括：图像采集模块，用于采集所述特种车辆的周边环境画面，得到图像数字信号；图像处理模块，用于将所述图像数字信号处理成所述特种车辆的车身环视图；车身状态获取模块，用于获取所述特种车辆所处的车身状态，得到所述特种车辆的侧倾角和俯仰角；图像校正模块，用于根据所述侧倾角和所述俯仰角，校正所述车身环视图。优选的，所述图像采集模块包括用于获取车周边环境，得到图像信号的成像单元和用于处理所述图像信号的FPGA功能板，其中，所述FPGA功能板包括：图像信号处理单元，用于处理所述图像信号，得到所述图像数字信号；图像信号传输单元，用于将所述图像数字信号发送给所述图像处理模块；供电单元，用于将所述特种车辆的输入电压转换成所述成像单元和所述FPGA功能板的工作电压。优选的，所述图像处理模块包括：图像畸变校正单元，用于将所述图像数字信号消除畸变，得到校正图像；透视变换单元，用于将所述校正图像变换投影至第二平面，得到映射图像，其中，所述第二平面为所述特种车辆的俯视面；图像拼接单元，用于将所述映射图像拼接为所述车身环视图。优选的，所述成像单元共4组，分别设置于所述特种车辆车头中间位置、车尾中间位置和车身两侧外部中间位置，每组成像单元采用3个焦距2.8mm的CMOS摄像头。优选的，所述车身状态获取模块包括：测高仪，用于获取车身高度，其中，所述测高仪为2N个，N为大于1的正整数，沿车头车位中轴线对称设置于车身两侧及车尾；角度计算器，用于根据所述车身高度计算得到所述侧倾角和所述俯仰角。优选的，所述车身状态获取模块还包括：俯仰角纠正单元，当所述测高仪数量为6时，根据车身同侧测高仪获取的高度值，可计算出6组俯仰角，计算数值最小的4组的平均值，作为所述俯仰角。优选的，所述驾驶辅助系统，还包括用于为驾驶员提供车辆转向角度的辅助泊车装置，包括靶向识别模块和相对位置计算模块，其中，所述靶向识别模块包括：像素角点识别单元，识别所述校正图像中的角点，得到像素级角点卷积矩阵；区域相似性过滤单元，对所述像素级角点卷积矩阵中任意一点在垂直和水平方向进行二阶矩阵差运算，得到过滤卷积矩阵；亚像素角点识别单元，用于以所述过滤卷积矩阵的局部最大点为中心选取窗口，根据相似度和影响因子，对所述窗口所有像素进行求加权和，得到亚像素级坐标偏移量，其中，所述相似度为所述窗口内像素点的响应值和所述局部最大响应值的商，所述影响因子为所述窗口内除所述最大响应值以外的像素点与所述局部最大点的坐标距离的倒数；所述相对位置计算模块包括：靶标确定单元，用于将所述车身环视图中的一个或多个图像特征确定为靶标，得到像素坐标，其中，所述像素坐标的所在坐标系的一条坐标轴与所述特种车辆轴向平行；物理坐标获取单元，用于根据所述像素坐标、所述成像单元的焦距和所述亚像素级坐标偏移量进行计算，得到所述靶标的物理坐标；转向角度计算单元，用于在所述特种车辆移动时，根据所述物理坐标变化值，得到所述车辆转向角度。优选的，所述辅助泊车装置还包括画面融合模块，用于将任一组成像单元中的3个摄像头采集的图像融合成一个合成画面，其中，所述画面融合模块包括：柱面投影单元，用于将所述摄像头采集的已被所述图像畸变校正单元消除畸变的校正图像进行柱面投影变换，得到柱面投影图像；拼接匹配单元，用于在相邻的柱面投影图像之间寻找匹配点，根据所述匹配点进行图像拼接匹配，得到合成画面，其中，所述的相邻的柱面投影图像为任一组成像单元中3个摄像头中相邻的摄像头采集的，被所述柱面投影单元处理得到的柱面投影图像；图像融合单元，用于根据相邻的柱面投影图像中重叠部分的像素值，对所述重叠部分的像素进行加权运算，使所述合成画面的更自然。本专利技术提供的一种驾驶辅助系统，主要应用于轴数大于3的特种车辆，包括图像采集模块，用于采集所述特种车辆的周边环境画面，得到图像数字信号；图像处理模块，用于将所述图像数字信号处理成所述特种车辆的车身环视图；车身状态获取模块，用于获取所述特种车辆所处的车身状态，得到所述特种车辆的侧倾角和俯仰角；图像校正模块，用于根据所述侧倾角和所述俯仰角，校正所述车身环视图。可见本专利技术通过采集特种车辆的周边环境画面，并根据特种车辆的侧倾角和俯仰角，将采集的图像数字信号处理并校正成车身环视图，以供驾驶员参考，可以有效提高特种车辆的驾驶安全性。本专利技术还公开了一种特种车辆，包括上述任一项所述的驾驶辅助系统，且具有相同技术效果，在此不再赘述。本专利技术还公开了一种八轴特种车辆，包括上述任一项所述的驾驶辅助系统，其中，4组所述成像单元中的2组分别设置于车头中间位置和车尾中间，据地高度为0.8米，另外2组分别设置于车身两侧外部中间，且位于车轮上沿水平线，该八轴特种车辆具有与上述相同技术效果，在此不再赘述。本专利技术还公开了一种驾驶辅助方法，应用于轴数大于3的特种车辆，包括：采集所述特种车辆的周边环境画面，得到图像数字信号；将所述图像数字信号处理成所述特种车辆的车身环视图；获取所述特种车辆所处的车身状态，得到所述特种车辆的侧倾角和俯仰角；根据所述侧倾角和所述俯仰角，校正所述车身环视图。上述驾驶辅助方法具有与上述相同技术效果，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种驾驶辅助系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种具体的驾驶辅助系统中图像采集模块的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种具体的驾驶辅助系统中成像单元安装位置侧视示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种具体的驾驶辅助系统中成像单元安装位置俯视示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种具体的驾驶辅助系统中图像处理模块的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种具体的驾驶辅助系统中透视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驾驶辅助系统，其特征在于，所述驾驶辅助系统设置于轴数大于3的特种车辆，包括：/n图像采集模块，用于采集所述特种车辆的周边环境画面，得到图像数字信号；/n图像处理模块，用于将所述图像数字信号处理成所述特种车辆的车身环视图；/n车身状态获取模块，用于获取所述特种车辆所处的车身状态，得到所述特种车辆的侧倾角和俯仰角；/n图像校正模块，用于根据所述侧倾角和所述俯仰角，校正所述车身环视图。/n

【技术特征摘要】
1.一种驾驶辅助系统，其特征在于，所述驾驶辅助系统设置于轴数大于3的特种车辆，包括：
图像采集模块，用于采集所述特种车辆的周边环境画面，得到图像数字信号；
图像处理模块，用于将所述图像数字信号处理成所述特种车辆的车身环视图；
车身状态获取模块，用于获取所述特种车辆所处的车身状态，得到所述特种车辆的侧倾角和俯仰角；
图像校正模块，用于根据所述侧倾角和所述俯仰角，校正所述车身环视图。


2.根据权利要求1所述的驾驶辅助系统，其特征在于，所述图像采集模块包括用于获取车周边环境，得到图像信号的成像单元和用于处理所述图像信号的FPGA功能板，其中，所述FPGA功能板包括：
图像信号处理单元，用于处理所述图像信号，得到所述图像数字信号；
图像信号传输单元，用于将所述图像数字信号发送给所述图像处理模块；
供电单元，用于将所述特种车辆的输入电压转换成所述成像单元和所述FPGA功能板的工作电压。


3.根据权利要求2所述的驾驶辅助系统，其特征在于，所述图像处理模块包括：
图像畸变校正单元，用于将所述图像数字信号消除畸变，得到校正图像；
透视变换单元，用于将所述校正图像变换投影至第二平面，得到映射图像，其中，所述第二平面为所述特种车辆的俯视面；
图像拼接单元，用于将所述映射图像拼接为所述车身环视图。


4.根据权利要求3所述的驾驶辅助系统，其特征在于，所述成像单元共4组，分别设置于所述特种车辆车头中间位置、车尾中间位置和车身两侧外部中间位置，每组成像单元采用3个焦距2.8mm的CMOS摄像头。


5.根据权利要求3所述的驾驶辅助系统，其特征在于，所述车身状态获取模块包括：
测高仪，用于获取车身高度，其中，所述测高仪为2N个，N为大于1的正整数，沿车头车位中轴线对称设置于车身两侧及车位；
角度计算器，用于根据所述车身高度计算得到所述侧倾角和所述俯仰角。


6.根据权利要求5所述的驾驶辅助系统，其特征在于，所述车身状态获取模块还包括：
俯仰角纠正单元，当所述测高仪数量为6时，根据车身同侧测高仪获取的高度值，可计算出6组俯仰角，计算数值最小的4组的平均值，作为所述俯仰角。


7.根据权利要求5所述的驾驶辅助系统，其特征在于，还包括用于为驾驶员提供车辆转向角度的辅助泊车装置，包括靶向识别模块和相对位置计算模块，其中，
所述靶向识别模块包括：
像素角点识别单元，识别所述校正图像中的角点，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩骢，
申请(专利权)人：天津市航天安通电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12