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基于红外图像处理的汽车防撞安全保护装置及保护方法制造方法及图纸

技术编号:8651314 阅读:813 留言:1更新日期:2013-05-01 15:56
本发明专利技术公开了一种基于红外图像处理的汽车防撞安全保护装置及保护方法,本发明专利技术的保护装置包括红外摄像机及摄像机控制子系统、红外摄像照明子系统、中央处理器、声像与灯光报警子系统、车速控制子系统、信号检测模块和电源模块。本发明专利技术利用红外成像技术,适用于各种环境气候条件和各种路况下的汽车安全保护;建立了基于虚拟车道和识别空间的障碍物数学模型,完成对障碍物的精确测距;在虚拟车道内建立识别空间,限定被处理的图像范围,有效减少了处理数据量,保障了装置的实时性和快速性;利用障碍物数学模型推导出障碍物测距公式,测距简单可靠,有较强的实用性,不影响正常超车与转向,能有效地避免碰撞事故和追尾事故的发生,确保行车安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车行驶防撞安全保护领域,特别是一种采用主动红外光照射图像处理技术的防止汽车行驶碰撞的安全保护装置与方法,保护范围涉及车前方和车后方。在车前方避免碰撞,在车后方防止被后车追尾。
技术介绍
汽车行驶中的安全车距测量、危险评判与预警、车速控制是汽车智能防撞系统的重要功能,长期以来都受到人们的高度重视。其中,安全车距测量和危险评判与预警是汽车智能防撞系统研究的关键内容。目前,国内外已经专利技术了许多采用毫米雷达波测距、红外线测距和图像测距的汽车安全保护器。毫米雷达波测距技术和图像测距技术主要使用于各国处于研究阶段的无人驾驶车,我国部分进口高档豪华型小车也有使用的,它们仅适用于高等级公路的定速巡航,未见有在乡村道路、城镇道路使用的报道与案例,其成本高,无法使用于中低档小车、客车和货车,而且现有图像测距技术的汽车安全保护器常需利用自然光照,在大雾天气、大雨天气、夜间不能使用。红外线测距技术在汽车行驶中不能实现运动目标的精确距离检测,只能完成适当距离内目标的有无探测,且依赖于目标对红外光线的反射程度,即红外反光强度。因此,不能有效探测如行人、动物、树木、路面低矮物体、脏污车辆等反光能力弱的目标,导致其使用严重受限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是,针对现有技术不足,提供一种,适用于各型车辆、各类天气环境的车载设备,实时捕获和定位行驶车辆前方或后方一定空间区域内出现的障碍物,控制车辆速度,有效地避免碰撞事故和追尾事故的发生,确保行车安全。为解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是一种基于红外图像处理的汽车防撞安全保护装置,包括红外摄像机及摄像机控制子系统、红外摄像照明子系统、中央处理器、声像与灯光报警子系统、车速控制子系统、信号检测模块和电源模块,所述红外摄像机及摄像机控制子系统包括红外摄像机和与所述红外摄像机连接的摄像机控制子系统,所述摄像机控制子系统、红外摄像照明子系统、声像与灯光报警子系统、车速控制子系统、信号检测模块、电源模块均与所述中央处理器双向连接;所述电源模块为所述红外摄像机及摄像机控制子系统、红外摄像照明子系统、声像与灯光报警子系统、车速控制子系统、信号检测模块提供电源;所述车速控制子系统与汽车的刹车系统、油路控制系统连接;所述信号检测模块与汽车的车速传感器、转向灯控制器连接。—种基于红外图像处理的汽车防撞安全保护方法,该方法为I)中央处理器通过系统总线初始化设置红外摄像机、标定红外摄像机内外参数、开启和关闭红外摄像照明子系统,读取SRAM中经FPGA预处理过的红外帧图像数据;2)建立虚拟车道与识别空间:虚拟车道以本车中心轴为中心线,宽度为4米;识别空间是本车车头和/或车尾长度6(T80米、宽度4米、高度4米所组成的空间;3)计算虚拟车道与识别空间内红外帧图像数据的灰度值,采用并行区域阈值分割算法,将图像灰度值分割为目标像素灰度集合和背景像素灰度集合,完成图像分割;依据像素灰度集合提取图像中各目标物体的边缘,并对边缘进行特征析取,即分析边缘的形状,然后计算目标物体图像的特征参数;提取的目标物体边缘、析取的特征和计算的特征参数描述了目标物体的外形轮廓;4)根据目标物体的外形轮廓识别危险物体;5)根据上述目标物体的外形轮廓,建立如下障碍物数学模型: rp%| pi) p| pc-k Vp - O I= O - yIL OI LfJ) Lfl U-其中,k为转换系数,f为摄像机坐标系中镜头焦距,(xp, yp)为虚拟车道坐标系中目标物体的像素点坐标,(x, y, z)为空间道路坐标系中目标物体的像素点坐标;6)利用下述公式测量目标物体距离L:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外图像处理的汽车防撞安全保护装置,包括中央处理器(3)、声像与灯光报警子系统(4)、车速控制子系统(5)、信号检测模块(7)、电源模块(8),以及固定于汽车前方和/或尾部的红外摄像机及摄像机控制子系统(1)、红外摄像照明子系统(2),所述红外摄像机及摄像机控制子系统(1)包括红外摄像机和与所述红外摄像机连接的摄像机控制子系统,其特征在于,所述摄像机控制子系统、红外摄像照明子系统(2)、声像与灯光报警子系统(4)、车速控制子系统(5)、信号检测模块(7)、电源模块(8)均与所述中央处理器(3)双向连接,所述电源模块(8)为所述红外摄像机及摄像机控制子系统(1)、红外摄像照明子系统(2)、声像与灯光报警子系统(4)、车速控制子系统(5)、信号检测模块(7)提供电源;所述车速控制子系统(5)与汽车的刹车系统、油路控制系统连接;所述信号检测模块(7)与汽车的车速传感器、转向灯控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外图像处理的汽车防撞安全保护装置,包括中央处理器(3)、声像与灯光报警子系统(4)、车速控制子系统(5)、信号检测模块(7)、电源模块(8),以及固定于汽车前方和/或尾部的红外摄像机及摄像机控制子系统(I)、红外摄像照明子系统(2),所述红外摄像机及摄像机控制子系统(I)包括红外摄像机和与所述红外摄像机连接的摄像机控制子系统,其特征在于,所述摄像机控制子系统、红外摄像照明子系统(2)、声像与灯光报警子系统(4)、车速控制子系统(5)、信号检测模块(7)、电源模块(8)均与所述中央处理器(3)双向连接,所述电源模块(8)为所述红外摄像机及摄像机控制子系统(I)、红外摄像照明子系统(2)、声像与灯光报警子系统(4)、车速控制子系统(5)、信号检测模块(7)提供电源;所述车速控制子系统(5)与汽车的刹车系统、油路控制系统连接;所述信号检测模块(7)与汽车的车速传感器、转向灯控制器连接。2.根据权利要求1所述的基于红外图像处理的汽车防撞安全保护装置,其特征在于,所述摄像机控制子系统采用FPGA。3.根据权利要求1所述的基于红外图像处理的汽车防撞安全保护装置,其特征在于,所述声像与灯光报警子系统(4)包括灯光报警系统、图像显示系统和声音报警系统,所述灯光报警系统、图像显示系统、声音报警系统均与所述中央处理器双向连接。4.根据权利要求1所述的基于红外图像处理的汽车防撞安全保护装置,其特征在于,所述摄像机控制子系统通过SRAM与所述中央处理器双向连接。5.根据权利要求1所述的基于红外图像处理的汽车防撞安全保护装置,其特征在于,所述中央处理器⑶连接有CAN通信接口(6)。6.一种基于红外图像处理的汽车防撞安全保护方法,其特征在于,该方法为: 1)中央处理器通过系统总线初始化设置红外摄像机、标定红外摄像机内外参数、开启和关闭红外摄像照明子系统,读取SRAM中经FPGA预处理过的红外帧图像数据; 2)建立虚拟车道与识别空间:虚拟车道以本车中心轴为中心线,宽度为4米;识别空间是本车车头和/或车尾长度60 80米、宽度4米、高度4米所组成的空间; 3)计算虚拟车道与识别空间内红外帧图像数据的灰度值,采用并行区域阈值分割算法,将图像灰度值分割为目标像素灰度集合和背景像素灰度集合,完成图像分割;依据像素灰度集合提取图像中各目标物体的边缘,并对边缘进行特征析取,即分析边缘的形状,然后计算目标物体图像的特征参数;提取的目标物体边缘、析取的特征和计算的特征参数描述了目标物体的外形轮廓; 4)根据目标物体的外形轮廓识别危险物体;...

【专利技术属性】
技术研发人员:孟志强江和平
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有1条评论
  • 来自[未知地区] 2013年09月21日 15:42
    我看了我爱发明、极限碰撞、农民与世界金奖、一位农民企业家的创世发明、和湖南的新闻报道,并查阅了所有资料孟志强湖南大学教授、江和平国防科大博士、他们看正了汽车安全自动保护的发明,所以加入湖南亮财汽车安全科技有限公司后任总经理,技术部长、他们于2010年加入的湖南亮财科技公司,
    1997年贺亮才就发明了汽车安全自动保护器、2001年贺亮才又发明了第二代非接触式的,并发明了红外线、激光、雷达、摄像等多科目的原理,贺亮才历经二十多年,用生命研制出来的汽车安全自动保护,作为一个湖南大学的教授、国防大学的博士、千万个项目可做,为什么要窃取一个农民的科研成果呢?
    他们并掌握了贺亮才发明的汽车安全自动保护器全部技术核心,一脚把贺亮才踢开,在贺亮才的原理的基础上改头换面又来申请新的专利,象这样的大学教授、博士、高知识份子这样的品德谁不害怕,谁敢和他们合作投资。
    呵呵作为一个教授、博士干出这样的事对得起自己的学生、同事、儿女吗?不成了茶于饭后的笑话才怪呢。外面的人都在纷纷的议论,谁不知道这是贺亮才发明的。哈哈、快收手吧?现在还来得及,要不真等人家看笑话了。
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