一种分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶系统、方法及应用技术方案

本申请提供有一种分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶系统、方法及应用。该方法包括：将接收的车辆工作状态的场景红外辐射信号进行光电信号转换，按红外探测器图像输出时序接收模拟图像，经模数转换后，对转换后原始数字红外图像实时传输；对获取的车辆工作状态原始红外图像，经预处理后进行目标识别，自动识别场景内的目标，并对检测到的目标在图像中叠加检测框，将叠加检测框的图像进行显示。本发明专利技术通过被动夜视摄像头对驾驶员前方场景进行红外成像，可保证在夜间、雨雪、雾霾天气下清晰成像，利用被动夜视控制器对行人、两轮车和三轮车骑手、汽车等目标进行识别，且自动提示驾驶员碰撞风险，提升了驾驶员在低照度环境下驾驶车辆的安全性。的安全性。的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶系统、方法及应用


[0001]本专利技术属于车载夜视辅助驾驶
，具体公开一种分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶系统、方法及应用。

技术介绍

[0002]交通事故在全世界范围内的非正常死亡人数中占据着较高的比例，而很多严重交通事故都发生在夜晚。在夜间、雾霾天气、雨雪天气等低能见度条件下，驾驶员的视野受到很大的限制，成为造成交通事故的主要原因。
[0003]红外热成像不受电磁干扰，作用距离远，可在无光照条件下成像，不受雨雪雾等恶劣天气影响，可实现24小时全天候清晰成像，基于红外热成像的夜视辅助驾驶系统能够显著提升驾驶员的环境感知能力，将成为了L2
‑
L5级别自动驾驶系统的重要组成部分。
[0004]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0005](1)当前市面上的夜视辅助驾驶系统一般只具备成像功能，仅仅将红外图像采集到车辆中控平台，在液晶屏上进行显示，缺少对行人、自行车、摩托车骑手和汽车的识别能力，且无法根据车速和距离信息对潜在的碰撞风险进行预警。
[0006](2)现有技术中，不能利用被动夜视控制器在完成红外信息处理的同时，对行人、两轮车、汽车等目标进行识别，从而导致红外图像处理和目标识别存在延时，且不能自动提示驾驶员碰撞风险，使得在低照度环境下驾驶车辆的安全性较差。(3)现有技术缺少深度学习目标识别框架的嵌入式实现，一般多采用Adaboost和SVM等传统机器学习框架，识别率较低，误报高。

技术实现思路

[0007]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶系统、方法及应用，尤其涉及一种基于红外热成像的分体式被动夜视辅助驾驶系统。
[0008]第一方面，一种分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶方法包括：
[0009]S1，被动夜视摄像头对接收到的车辆工作状态的场景红外辐射信号进行光电信号转换，按照红外探测器图像输出时序接收模拟图像，经模数转换后，对转换后的原始数字红外图像实时传输；
[0010]S2，被动夜视控制器对获取的车辆工作状态原始红外图像，经红外图像预处理、红外图像细节增强后进行目标识别；自动识别场景内的目标，并对检测到的目标在图像中叠加检测框，将叠加检测框的图像进行显示；获取车速信息，对检测到的行人目标进行距离预测，结合车速信息计算碰撞时间，当碰撞时间小于设定的危险阈值，则在图像中叠加危险预警图标，并进行碰撞危险提示。
[0011]在步骤S1中，所述被动夜视摄像头通过探测器电路对场景红外辐射转换的模拟电信号进行AD采样转换成数字信号；
[0012]同时，所述被动夜视摄像头利用红外信息处理电路响应被动夜视控制器发送的IIC控制信号，对红外探测器进行偏置电压配置，并对快门和加热环进行控制，以及产生串化数字图像发送时序，将数字图像和校正参数和坏元列表以串化格式发送至被动夜视控制器进行数据处理。
[0013]在步骤S2中，自动识别场景内的目标，并对检测到的目标在图像中叠加检测框具体包括：接收车辆CAN信息，获取车辆实时工作状态，对目标距离进行预测，结合车速和距离预测进行碰撞风险评估，设置默认危险阈值为3.5s，若根据当前的车速和距离估计值判断发生碰撞的时间小于某个危险阈值，通过叠加报警提示图标进行显示。
[0014]进一步的，通过叠加报警提示图标进行显示包括：
[0015]上电后，进行自检，通过查找掉电非易失存储器保存的校验码，和从掉电非易失存储器读取的数据进行比较，判断被动夜视摄像头内部固化数据和被动夜视控制器文件数据是否正确；
[0016]若数据异常，则停止行车辅助流程并向车辆CAN网络发送报警信号；
[0017]若数据正常，则进入行车辅助流程，并实时对快门、加热环以及图像数据进行检测，若异常则停止行车辅助流程并向车辆CAN网络发送报警信号，若检测到碰撞危险，则向车辆CAN网络发送报警信号，并在红外显示图像视频上叠加报警提示图标。
[0018]另一方面，本专利技术提供一种分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶系统统包括：
[0019]被动夜视摄像头，安装于车辆前格栅内，用于将接收的车辆工作状态的场景红外辐射信号进行数字信号转换，基于所述电信号按照红外探测器的图像输出时序接收原始红外图像，对所述原始红外图像转换后实时传输给被动夜视控制器；
[0020]其中，红外探测器材料为长波非制冷微热辐射计，可以接收场景中的红外热辐射，将热信号转换为电信号，从而生成灰度图像；红外信息处理电路对红外探测器转换后的电信号进行处理，将该信号转换为串行数据，向被动夜视控制器传输；
[0021]被动夜视控制器，安装于车辆驾驶室内，用于对获取的车辆工作状态原始红外图像，经红外图像预处理、红外图像细节增强后进行目标识别，自动识别场景内的车辆、行人、两轮车和三轮车骑手等目标，并对检测到的目标在图像中叠加检测框，将叠加检测框的图像进行显示；以及还用于获取车速信息，对检测到的行人目标进行距离预测，结合车速信息计算碰撞时间，当碰撞时间小于某个危险阈值，则在图像中叠加危险预警图标，并进行碰撞危险提示。
[0022]进一步的，所述被动夜视摄像头包括：
[0023]光学系统包括：快门、加热环、光学窗口和光学镜头；
[0024]快门需要安装在光学窗口和光学镜头之间；
[0025]加热环粘贴于光学窗口内侧；
[0026]所述非制冷机芯组件包括红外探测器、红外信息处理电路、探测器电路以及对外连接器；
[0027]红外探测器采用长波非制冷微热辐射计，用于接收场景中的红外热辐射，将热信号转换为电信号，生成灰度图像；
[0028]红外信息处理电路采用微控制器进行逻辑控制，用于响应被动夜视控制器发送的IIC控制信号，对红外探测器进行偏置电压配置，对快门和加热环进行控制，还用于产生串
化数字图像发送时序，将数字图像和校正参数和坏元列表以LVDS串化格式通过对外连接器发送至被动夜视控制器进行数据处理；
[0029]探测器电路包含探测器配置模块，模拟信号转换模块，焦平面温度读出模块和探测器图像信号处理模块；用于为探测器提供电路接口，进行探测器配置，并对输出的模拟信号进行AD采样转换成数字信号，采集焦平面温度并叠加到图像数据中；
[0030]探测器电路按照探测器手册与红外探测器进行硬件连接，和红外探测器进行IIC通信完成红外探测器配置并通知红外探测器开始工作，输出模拟信号，探测器电路上的AD采样芯片(即模拟信号转换模块)将模拟信号转换为数字信号，同时探测器电路可从红外探测器的管脚读取焦平面温度信号，和数字信号叠加至一起，进行LVDS串化，通过对外连接器送被动夜视控制器。
[0031]为避免光学镜头反射影响红外图像非均匀性，整个被动夜视摄像头分为两个舱体，红外探测器所处的舱体称为隔热舱，需要具有良好的热辐射一致性；控制电路舱内包含红外信息处理电路和探测器电路组成的电路板和对外连接器，两个舱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶方法，其特征在于，该方法包括：S1，被动夜视摄像头(1)对接收到的车辆工作状态的场景红外辐射信号进行光电信号转换，按照红外探测器(1
‑
1)图像输出时序接收模拟图像，经模数转换后，对转换后的原始数字红外图像实时传输；S2，被动夜视控制器(2)对获取的车辆工作状态原始红外图像，经红外图像预处理、红外图像细节增强后进行目标识别；自动识别场景内的目标，并对检测到的目标在图像中叠加检测框，将叠加检测框的图像进行显示；获取车速信息，对检测到的行人目标进行距离预测，结合车速信息计算碰撞时间，当碰撞时间小于设定的危险阈值，则在图像中叠加危险预警图标，并进行碰撞危险提示。2.根据权利要求1所述的分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶方法，其特征在于，在步骤S1中，所述被动夜视摄像头(1)通过探测器电路(1
‑
7)对场景红外辐射转换的模拟电信号进行AD采样转换成数字信号。3.根据权利要求1所述的分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶方法，其特征在于，在步骤S1中，所述被动夜视摄像头(1)利用红外信息处理电路(1
‑
2)响应被动夜视控制器(2)发送的IIC控制信号，对红外探测器(1
‑
1)进行偏置电压设置、快门(1
‑
3)和加热环(1
‑
4)控制，以及产生串化数字图像发送时序，将数字图像和校正参数和坏元列表以串化格式发送至被动夜视控制器(2)进行数据处理。4.根据权利要求1所述的分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶方法，其特征在于，在步骤S2中，自动识别场景内的目标，并对检测到的目标在图像中叠加检测框具体包括：接收车辆CAN信息，获取车辆实时工作状态，对目标距离进行预测，结合车速和距离预测进行碰撞风险评估，设置默认危险阈值为3.5s，根据当前的车速和距离估计值判断发生碰撞的时间若小于危险阈值，则通过叠加报警提示图标进行显示。5.根据权利要求4所述的分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶方法，其特征在于，通过叠加报警提示图标进行显示包括：上电后，进行自检，通过查找掉电非易失存储器保存的校验码和从掉电非易失存储器读取的数据进行比较，判断被动夜视摄像头(1)内部固化数据和被动夜视控制器(2)文件数据是否正确；若数据异常，则停止行车辅助流程并向车辆CAN网络发送报警信号；若数据正常，则进入行车辅助流程，并实时对快门(1
‑
3)、加热环(1
‑
4)以及图像数据进行检测，若异常则停止行车辅助流程并向车辆CAN网络发送报警信号，若检测到碰撞危险，则向车辆CAN网络发送报警信号，并在红外显示图像视频上叠加报警提示图标。6.一种实现如权利要求1
‑
5任意一项所述分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶方法的分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶系统，其特征在于，该分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶系统包括：被动夜视摄像头(1)，安装于车辆前格栅内，用于对接收到的车辆工作状态的场景红外辐射信号进行数字信号转换，按照红外探测器(1
‑
1)的图像输出时序接收原始红外图像，经模数转换后，对所述原始红外图像转换后，实时传输给被动夜视控制器(2)；被动夜视控制器(2)，安装于车辆驾驶室内，用于对获取的车辆工作状态原始红外图像，经红外图像预处理、红外图像细节增强后进行目标识别，自动识别场景内的车辆、行人、
两轮车和三轮车骑手等目标，并对检测到的目标在图像中叠加检测框，将叠加检测框的图像进行显示；以及获取车速信息，对检测到的行人目标进行距离预测，结合车速信息计算碰撞时间，当碰撞时间小于设定的危险阈值，则在图像中叠加危险预警图标，并进行碰撞危险提示。7.根据权利要求6所述的分体式乘用车辆被动夜视辅助驾驶系统，其特征在于，所述被动夜视摄像头(1)包括：光学系统和非制冷机芯组件；光学系统包括：快门(1
‑
3)、加热环(1
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4)、光学窗口(1
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【专利技术属性】
技术研发人员：马群，李剑，杨贺，贺新，陈方毅，
申请(专利权)人：天津津航技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：