一种车辆智能化技术领域的自动识别道路深坑与障碍物的车辆智能装置，包括：双目针孔摄像头、信号处理器、车速操控机构、语音提示器；双目针孔摄像头的输出接口分别与信号处理器的两个图像输入接口相连，信号处理器的输出接口与车速操控机构的输入接口和语音提示器的输入接口并行连接。双目针孔摄像将各自采集到道路景物图像模拟信号输送至信号处理器；信号处理器对两幅图像实时进行处理，识别出当前车辆前方是否存在深坑或障碍物，并将识别结果由控制指令输出到车速操控机构和语音提示器。本发明专利技术一旦发现深坑或障碍物，系统就会立即发出控制指令，自动使车辆减速，确保了行车安全；能够明显降低车辆追尾、相撞等道路交通事故的发生率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种车辆智能化
的装置，具体是一种自动识别道 路深坑与障碍物的车辆智能装置。
技术介绍
众所周知，道路深坑与障碍物往往会导致急速行驶车辆发生重大交通事故， 特别是在高速公路上，路面上绝对不允许有任何障碍物的存在，否则，其后果 不堪设想。路面上出现的深坑或障碍物往往会是前面车辆不慎掉落的货物或者 是人为破坏所造成的。随着交通的飞速发展和汽车持有量的迅速增长，如果车 辆不具备智能识别深坑和障碍物的技术功能，由于路面突然出现的深坑或障碍 物而酿成的交通事故势必会明显上升。为了避免因上述情况而出现的交通事故，必须从技术层面上提高车辆的自 动化和智能化水平，才能从根本上改善车辆安全技术性能，使得车辆真正成为 人们现代化的、安全的、舒适的交通工具。经对现有技术文献的检索发现，申请号为200610163744的中国专利技术专利， 为障碍物检测装置，该专利"具有超声波传感器，其固定到设置构 件的第一侧；超声波传感器朝着设置构件的第二侧发射超声波，且接收来自设 置构件第二侧的超声波，设置构件的第二侧与其第一侧相对；超声波传感器的 设置表面和设置构件的设置表面中的至少一个具有突起，所述突起从上述设置 表面中的至少一个突出，以致突起的端面接触其它的设置表面；设置构件的设 置表面和超声波传感器彼此面对；突起的端面和超声波传感器的设置表面在其 形状和面积中的至少一个方面彼此不同。"该专利技术是利用超声波的束射特 性构建而成的，即超声波传感器发射超声波脉冲，通过超声波脉冲到达物体并 返回传感器的时间，来计算出传感器到目标物体的距离，从而判断出超声波传 感器前方是否存在障碍物。但是，由于声波在各种物质中传播时，随着传播距 离的增加，强度会逐渐减弱，对于同一物质，声波的频率越高，吸收越强；对 于一个频率一定的声波，在不同的传播介质中被吸收的状况也不一样，在气体4中传播时被吸收最历害，因此，超声波的高频率特性使得它具有很强的被吸收 特性，尤其是超声波在空气中传播过程中，其能量更容易被空气介质和其它物 质所吸收。由此可见，上述专利根据超声波的束射特性所建立起来的"障碍物 检测装置"的适用范围必然会受到极大的限制首先，被检测障碍物的距离极 为有限，只能适用于短距离测量；其次，超声波的束射特性使得超声波波束的 覆盖面较窄，需要配置面阵扫描装置才有可能使得超声波能够在较大范围的覆 盖面上来探测障碍物。因此，上述专利技术显然不适用于车辆对前方障碍物或 深坑的探测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种自动识别道路深坑与 障碍物的车辆智能装置，使车辆在行驶过程能够自动、准确地识别道路上出现深坑或障碍物，并在向驾驶员提供警示信息的同时，向车速操控机构发送限速 和刹车指令，因此，不仅使车辆行驶安全得到保障，而且能够有效避免车辆追 尾、相撞等重大交通事故的发生。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括双目针孔摄像头、信号 处理器、车速操控机构、语音提示器；其中， 一目针孔摄像头设置于车辆左前 方远视灯内侧，称为左目摄像头，另一目针孔摄像头设置于车辆右前方远视灯 内侧，称为右目摄像头；双目针孔摄像头的输出接口分别与信号处理器的两个 输入接口相连，信号处理器输出接口与车速操控机构和语音提示器输入接口并 行连接；双目针孔摄像头将各自采集到的道路景物图像模拟信号分别经视频电 缆输送至信号处理器。所述双目针孔摄像头，每个针孔摄像头的内核为场效应半导体图像传感芯 片，是一种场效应半导体图像传感器，简称CMOS摄像头，所谓"双目"，是因 为它们类似人的双眼对车辆前方的道路景物图像进行采集，具有人的双眼视觉 感观功能，构成一种双目视感结构，正视前方。所述信号处理器，包括第一图像输入接口、第二图像输入接口、第一模 数转换模块、第二模数转换模块、图像处理模块、车速信号输入接口、输出接 口，其中第一图像输入接口的输入端经视频电缆与左目摄像头输出接口相连，第二图像输入接口的输入端经视频电缆与右目摄像头输出接口相连，两个图像 输入接口的输出端分别与第一、第二模数转换模块的输入端连接，两个模数转换模块的输出端口分别与图像处理模块的输入端口连接；车速信号输入接口的 输入端与车辆速度传感器的输出接口连接，车速信号输入接口的输出端与图像处理模块的输入端口连接。所述的车辆速度传感器，利用车辆已有的带数字信 号输出接口的速度传感器。所述图像处理模块，是信号处理器中的核心技术模块，包括图像预处理 子模块、公共角点搜寻子模块、物体高度识别子模块和决策指令输出子模块， 其中图像预处理子模块的第一、二输入端口分别与第一、二模数转换模块的 输出端口连接，图像预处理子模块的输出端口与公共角点搜寻子模块的输入端 口连接，公共角点搜寻子模块的输出端口与物体高度识别子模块的输入端口连 接，物体高度识别子模块的输出端口与决策指令输出子模块的第一输入端口连 接，决策指令输出子模块的第二输入端口与车速信号输入接口的输出端连接， 决策指令输出子模块的输出端口即图像处理模块的输出端口，亦即信号处理器 的输出接口。所述图像预处理子模块接收左、右目针孔摄像头传输的两幅车辆前方道路 景物图像，进行图像增强和矫正畸变等预处理，然后传输给公共角点搜寻子模 块；所述公共角点搜寻子模块，根据外极线约束原理对两幅数字图像中的公共 角点进行搜寻与匹配，然后将该点的像素坐标参数输送至物体高度识别子模块； 所述物体高度识别子模块，根据坐标转换数学模型将公共角点的像素坐标转 换为空间三维坐标，并将该空间三维坐标参数送至决策指令输出子模块的第一输 入端口；所述决策指令输出子模块，根据送达的角点空间三维坐标参数判定其是否属 于道路深坑或者障碍物的物点，如果是，则再根据当前接收到的车辆速度值做出 车辆减速或刹车的决策判断。所述物体高度识别子模块，根据在两幅图像中寻找到的公共角点通过空间 坐标系与图像坐标系变换方程的求逆运算来求取公共角点的空间坐标值 (X^^,Z"，其中，A、 4、 Zy分别代表公共角点的竖直高度、横向宽度和纵向长度坐标值，^V与Z^的数值是下一步决策的主要依据；因为表达空间坐 标的世界坐标系遵循右手定则，并将左、右目针孔摄像头所对应的世界坐标系原点分别定在各自的光心位置，因此，代表竖直高度的X『为负值时，表明该空 间点高出地面，否则低于地面；代表纵向长度坐标值的Z『表明被测空间点与当前车辆的距离，且为负值；所述决策指令输出子模块，对运算获得的公共角点空间坐标进行分析，根 据事先确立的两个判定阈值，包括高度负阈值^和深坑正阈值^;前者表示当前车辆能够允许的路面不平整高度，如^ =-0.1附表示车辆能够允许的路面不 平整高度为10cm;后者表示当前车辆能够允许的路面不平整凹坑深度，如 ^=0.05附表示车辆能够允许的路面不平整凹坑深度为5cm;换句话说， 一旦路面被检测的空间点(x『;^,Zw)的高度坐标x『《&时，表明路面存在障碍物，当前车辆必须绕行或刹车，否则，路面上的障碍物很有可能会造成车辆底盘的损 伤，甚至发生重大交通事故；当计算获得的空间点(X『4,Z^)的高度坐标^V》^时，表明路面存在深坑，当前车辆必须绕行或刹车，否则，路面上的深坑很有可能会造成车辆轮本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自动识别道路深坑与障碍物的车辆智能装置，其特征在于，包括：双目针孔摄像头、信号处理器、车速操控机构和语音提示器，其中：一目针孔摄像头设置于车辆左前方远视灯内侧，称为左目摄像头，另一目针孔摄像头设置于车辆右前方远视灯内侧，称为右目摄像头；双目针孔摄像头的输出接口分别与信号处理器的两个输入接口相连，信号处理器的输出接口与车速操控机构的输入接口和语音提示器的输入接口并行连接； 所述信号处理器，包括：第一图像输入接口、第二图像输入接口、第一模数转换模块、第二模数转换模块、图 像处理模块、车速信号输入接口、输出接口，其中：第一图像输入接口经视频电缆与左目摄像头输出接口相连，第二图像输入接口经视频电缆与右目摄像头输出接口相连，第一、第二图像输入接口的输出端分别与第一、第二模数转换模块的输入端连接，两个模数转换模块的输出端口分别与图像处理模块的两个输入端口并行连接；车速信号输入接口的输入端与车辆速度传感器的输出接口连接，车速信号输入接口的输出端与图像处理模块的输入端口连接；第一、第二图像输入接口分别从左、右目摄像头输出接口接收图像模拟信号后，将两个图像模拟信号分别送入第一、第二模数转换模块的输入端，第一、第二模数转换模块再将转换后的数字图像信号发送给图像处理模块；车速信号输入接口将车辆速度传感器的输出信号传送给图像处理模块；决策指令输出子模块根据其两个输入端口所接收的信号进行决策运算。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张秀彬，焦东升，王贺，董长城，李国芳，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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