專利名稱：車輛碰撞警示系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種障礙物檢測系統(tǒng)有關(guān)，特別是關(guān)于一種設(shè)置在大型車輛，用以監(jiān)控 駕駛者非直接視覺區(qū)域內(nèi)的障礙物，并作預(yù)警通知的車輛碰撞警示系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于大型車車體高、車身長，導(dǎo)致駕駛?cè)说闹苯涌梢暦秶^易受到阻礙而變得窄 小，諸如大型車的前方以及左右二側(cè)均存在不少的視野死角，而所述視野死角往往也就是 造成大型車意外頻傳的主因，其中尤以正面撞擊對行人或車輛所造成的傷害最大，因此大 型車前方一般均設(shè)置有照地鏡以避免意外的發(fā)生。再者，歐盟ECER46中提到大型車駕駛者的非直接視覺位置，以及如何設(shè)置前、后 視鏡來輔助駕駛者的相關(guān)規(guī)范。但是，后照鏡屬于一種曲面反射鏡，其觀察車體后方以及左 右二側(cè)的移動物體時，當(dāng)憑駕駛?cè)私?jīng)驗法則來判斷、猜測車體與移動物體的距離，屬被動且 非直覺的觀察方法，再者，層層鏡體的設(shè)置不 僅觀察不易，難免還是存在容易疏忽無法察覺 的視覺區(qū)域，且后視鏡屬于被動的提醒裝置，并無法達(dá)到主動提醒告警的效果，因此，大型 車車體前方的非直接視覺區(qū)仍舊必須由駕駛?cè)税侔阕⒁獠拍鼙苊庖馔獍l(fā)生，因此，無法有 效預(yù)防意外事故的發(fā)生。另外，在一些先前技術(shù)中也有人針對上述問題提出解決辦法。像是臺灣新型專利 M303843號，其提到利用廣角攝影結(jié)構(gòu)檢測駕駛看不到的視野死角區(qū)域，再以一顯示裝置設(shè) 置在駕駛室以顯示檢測內(nèi)容；但是，利用影像雖然可以消除視野死角區(qū)域存在，持續(xù)的檢測 畫面卻也容易變成駕駛?cè)说呢?fù)擔(dān)，駕駛?cè)瞬o法無時無刻的觀察畫面中內(nèi)容，倘若分心觀 察，也有可能反而造成意外發(fā)生。再者，歐盟專利EP1988488號的盲點區(qū)域移動物體檢測系 統(tǒng)，同樣用到攝影機(jī)采集車體周邊畫面，接著再將取得畫面分割成數(shù)個區(qū)塊，藉判斷分割區(qū) 塊的移動性，以檢測車體周邊是否存在障礙物，但該技術(shù)須將畫面分割為多個區(qū)塊，當(dāng)劃分 區(qū)塊大則辨識度差，易導(dǎo)致誤判，而劃分區(qū)域小雖可得到較高的辨識度，但相對的卻易造成 處理器相當(dāng)大的負(fù)擔(dān)，易因處理器負(fù)擔(dān)過重而導(dǎo)致無法即時告警，致意外發(fā)生的后果。有鑒于此，本發(fā)明遂提出一種影像處理效率高的車輛碰撞警示系統(tǒng)，特別針對大 型車前方以及左右二側(cè)的非直接視覺區(qū)域進(jìn)行檢測，并分級作預(yù)警通知，可據(jù)此改善存在 于先前技術(shù)中的該些缺失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種車輛碰撞警示系統(tǒng)，據(jù)以有效的利用影像處理技術(shù) 對大型車的非直接視覺區(qū)域進(jìn)行綿密且謹(jǐn)慎的檢測，并在有危險性存在時作預(yù)警通知，有 效降低意外事故的發(fā)生。本發(fā)明的次一目的在提供一種車輛碰撞警示系統(tǒng)，依據(jù)大型車駕駛者非直接視覺 區(qū)的障礙物危險程度進(jìn)行等級區(qū)分，以依各等級決定選擇影像、光源或聲音作為警示信號， 以主動引起駕駛?cè)俗⒁狻?br> 本發(fā)明的再一目的在提供一種車輛碰撞警示系統(tǒng)，進(jìn)一步的以影像復(fù)雜度演算方 式判斷障礙物的存在、移動速度及橫向移動量，以降低系統(tǒng)誤判或過靈敏的機(jī)率。本發(fā)明的又一目的為提供一種車輛碰撞警示系統(tǒng)，透過有效率的影像處理方式以 判斷前方預(yù)警區(qū)內(nèi)是否存在具一定移動速度且具橫向移動量的障礙物，當(dāng)障礙物存在時則 提出警示。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的車輛碰撞警示系統(tǒng)，在大型車上裝置影像采集裝置、處 理單元以及警示器，利用影像采集裝置檢測此大型車的非直接視覺區(qū)域并取得至少一非直 接視覺區(qū)影像，再以處理單元對非直接視覺區(qū)影像進(jìn)行影像處理，分辨出非直接視覺區(qū)影 像中的障礙物，且利用障礙物所在位置相對時間變化量，估計障礙物的移動速度以及橫向 移動量，再者，處理單元于大型車的非直接視覺區(qū)位置預(yù)設(shè)有一預(yù)警區(qū)，假設(shè)障礙物進(jìn)入預(yù) 警區(qū)內(nèi)且經(jīng)判斷具有橫向移動量，處理單元將發(fā)出一警示信號；警示器電性連接處理單元， 并接收警示信號后發(fā)出光源、影像或是聲音提醒駕駛?cè)俗⒁饪赡馨l(fā)生的危險。另一方面，處理單元還可以將取得的障礙物與大型車原有的車速感知器、剎車系 統(tǒng)、方向燈系統(tǒng)作進(jìn)一步控制結(jié)合，依層級不同發(fā)出不同危險程度警示信號。本發(fā)明的有益效果在于，通過影像檢測以及影像處理技術(shù)相輔相成之下，只要非 直接視覺區(qū)影像內(nèi)存在有移動物體，都將可以經(jīng)由數(shù)據(jù)處理技術(shù)確認(rèn)使否要將之設(shè)定為必 須追蹤的障礙物，再者，本發(fā)明更結(jié)合大型車的速度感知器，系統(tǒng)在考慮到大型車質(zhì)量重、 剎車距離長的因素，當(dāng)依速度信號進(jìn)行分區(qū)感測，另外，本發(fā)明再結(jié)合大型車的剎車系統(tǒng)以 及方向燈系統(tǒng)，為障礙物的位置作危險程度分級，主動在危急的情況下利用聲光效果同步 引起駕駛?cè)俗⒁?，而在一般狀況下，則以畫面或光源提醒駕駛?cè)藨?yīng)當(dāng)留意的區(qū)域注意安全。底下通過具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技 術(shù)內(nèi)容、特點及其所達(dá)成的功效。


圖1為本發(fā)明一實施例的俯視示意圖；圖2為圖1的正視示意圖；圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明第一警示器以及第二警示器示意圖；圖5為本發(fā)明假設(shè)一障礙物通過第一非直接視覺區(qū)影像的示意圖；圖6為本發(fā)明的前方障礙物判斷流程圖；圖7為本發(fā)明的車道影像信息量的線性圖形示意圖；圖8為本發(fā)明的障礙物分級預(yù)警流程圖；圖9為本發(fā)明顯示車體左側(cè)有障礙物通過的示意圖。附圖標(biāo)記說明10-第一影像采集裝置；20-第二影像采集裝置；30-第三影像采集裝置；40-處 理單元；41-微處理器；42-信號處理器；50-第一警示器；60-第二警示器；100-大型車； 110-車速感測器；120-剎車系統(tǒng)；130-方向燈系統(tǒng)。
具體實施例方式本發(fā)明通過影像處理的技術(shù)判斷大型車非直接視覺區(qū)是否有潛藏危險存在，并依 據(jù)危險層級發(fā)出不同警示信號來控制影像或光源或聲音警示器的啟動。因此，在說明本發(fā) 明實施例前，先針對配備有本發(fā)明的大型車定義出其非直接視覺區(qū)范圍。在實施中，以歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(Economic Commission for Europe，ECE)法規(guī)第46 條款中規(guī)定N3類別的大型車為例。其法令指出，N3類型的大型車前方的非直接視覺區(qū)為車 前2公尺，2公尺以外即屬于駕駛?cè)丝芍苯佑^測范圍，又，在其車側(cè)的非直接視覺區(qū)域也為 車側(cè)2公尺，以及沿駕駛?cè)宋恢闷鹣蚯巴扑?公尺與向后推算1. 75公尺的距離，若超出此 范圍以外即屬于駕駛?cè)丝芍苯佑^察區(qū)域。在得知大型車非直接視覺區(qū)域后，底下即針對本 發(fā)明的結(jié)構(gòu)與作業(yè)流程作進(jìn)一步的詳細(xì)解說。首先參閱圖1以及圖2，其為本發(fā)明一實施例示意圖，用以表示裝配有本發(fā)明的大 型車100狀態(tài)，又如同圖3的本實施系統(tǒng)架構(gòu)圖顯示，本系統(tǒng)包含有一第一影像采集裝置 10、一第二影像采集裝置20、一第三影像采集裝置30、一處理單元40、一第一警示器50以及 一第二警示器60 ；且除了上述元件外，本實施例包括電性連接大型車100的一車速感測器 110、一剎車系統(tǒng)120以及一方向燈系統(tǒng)130。所述影像采集裝置10、20、30通常為電荷耦合元件(CXD)或互補(bǔ)式金屬氧化半導(dǎo) 體(CMOS)等攝影器材，其電性連接處理單元40，且配合前述大型車100非直接視覺區(qū)的位 置，將第一影像采集裝置10架設(shè)在大型車100車頭前方，用以產(chǎn)生一第一非直接視覺區(qū)影 像，而第二以及第三影像采集裝置20、30則分別架設(shè)在車頭左右二側(cè)，用以產(chǎn)生一第二非 直接視覺區(qū)影像，以及一第三非直接視覺區(qū)影像。然而，關(guān)于影像采集裝置的檢測范圍以及 數(shù)量，并非為絕對，當(dāng)應(yīng)實際需求做適度調(diào)整。處理單元40則包括有一微處理器41以及一信號處理器42。其中，微處理器41電 性連接車速感知器110、剎車系統(tǒng)120以及方向燈系統(tǒng)130，且微處理器41取得車速感知器 110傳來的車速信息后，產(chǎn)生一速度信號；再者，微處理器41也在大型車100的剎車系統(tǒng)120 啟動時產(chǎn)生一剎車信號，并在方向燈系統(tǒng)130啟動時，產(chǎn)生一轉(zhuǎn)向信號。信號處理器42在本 實施例中，為多通道數(shù)字信號處理器(multi-channel DSP)，其能夠平行處理多道信號源、建 立開發(fā)模擬環(huán)境、邏輯分析，以及數(shù)字圖形輸出的功能，又，信號處理器42電性連接第一、第 二、第三影像采集裝置10、20、30以及微處理器41，且其在對應(yīng)第一非直接視覺區(qū)的影像檢測 位置模擬預(yù)設(shè)一第一預(yù)警區(qū)A，此第一預(yù)警區(qū)A長寬設(shè)定為車前3公尺，以及超出車身寬左右 各1公尺的范圍，另外在對應(yīng)左右側(cè)方區(qū)影像檢測位置模擬設(shè)置一第二以及一第三預(yù)警區(qū)B、 C，此第二以及第三預(yù)警區(qū)B、C長寬各別超出車側(cè)3公尺，以及涵蓋由駕駛?cè)宋恢们巴?公尺 與后推5公尺的范圍，藉以大過前述法令標(biāo)準(zhǔn)范圍，形成預(yù)先警示的效用；當(dāng)然所有數(shù)據(jù)的設(shè) 計，應(yīng)依影像采集裝置的檢測能力以及車種的不同進(jìn)行修正，才能符合實際需要。再者，信號處理器42接收到所有非直接視覺區(qū)影像后，將先判斷前方第一預(yù)警區(qū) 內(nèi)是否有橫向移動量的障礙物出現(xiàn)，左右側(cè)第二與第三預(yù)警區(qū)內(nèi)是否有縱向移動量的障礙 物出現(xiàn)，并在確認(rèn)障礙物出現(xiàn)后是否有收到剎車信號或是轉(zhuǎn)向信號，根據(jù)層級危險程度輕 重，依序發(fā)出一第一警示信號或發(fā)出一第二警示信號。且微處理器41與信號處理器42為 雙向溝通平臺，微處理器41所接收的車速信號、剎車信號、轉(zhuǎn)向信號與信號處理器42所發(fā) 出的警示信號可在兩平臺間相互溝通傳遞。
必須說明的是，如圖4所示，第一警示器50其也分作第一、第二及第三警示區(qū)a、 b、c與第一、第二及第三預(yù)警區(qū)A、B、C作一對一配對，藉以在駕駛座附近利用影像顯示障礙 物出現(xiàn)區(qū)域，且當(dāng)?shù)谝痪酒?0為IXD顯示幕時，直接連線到信號處理器42，得以直接模 擬警示區(qū)a、b、c狀況輸出數(shù)字影像，若當(dāng)其為LED燈等發(fā)光元件時，則會電性連接微處理 器41 ；又，第二警示器60為蜂鳴器或是喇叭等具有聲音效果的元件，其電性連接微處理器 41。在第一警示信號啟動時，第一警示器50當(dāng)隨其啟動，以影像或光源吸引駕駛?cè)司?，?dāng) 第二警示信號啟動時，第一警示器50與第二警示器60將同時啟動，表示更進(jìn)一步以聲音強(qiáng) 迫駕駛?cè)俗⒁?。?dāng)在說明完本發(fā)明元件與元件關(guān)系后，尤其重要的是，本發(fā)明如何于非直接視覺 區(qū)影像中分辨出需要的障礙物，以及不需要的背景。方在確認(rèn)障礙物后，才可以再進(jìn)一步清 楚解釋本案流程控制的方式。參閱圖5，假設(shè)當(dāng)有一障礙物進(jìn)入第一非直接視覺區(qū)域內(nèi)，且由F點移動到G點，請 配合參考圖6的障礙物判斷流程圖所示，如圖所示，進(jìn)入步驟SlOO啟動碰撞警示系統(tǒng)，也表 示影像采集裝置10的啟動，于步驟SllO中將輸入非直接視覺區(qū)影像，接著步驟S120開始 非直接視覺區(qū)影像檢測，影像于此時輸入，且在步驟S130由信號處理器42估計第一非直接 視覺區(qū)影像的區(qū)域影像熵值(entropy)，以計算在其每一時間畫面的車道影像信息量，并儲 存其結(jié)果，有關(guān)車道影像信息量的計算公式(1)如下
η10) = —Σ lo^Pi、xPi以及
'=I 30(1)；
—GiPt = J,-
Pixels(2)其中，I為此非直接視覺區(qū)影像的車道影像信息量為灰度值i在此非直接視覺 區(qū)影像中出現(xiàn)個數(shù)；Pi為灰度值i在此非直接視覺區(qū)影像中出現(xiàn)機(jī)率；Tpixels為此非直接視 覺區(qū)影像中有效像素總合；又，經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)僅有灰色路面和白色車道標(biāo)線存在時，該畫 面的車道影像信息量偏低，反之，當(dāng)存在有行人、腳踏車或機(jī)動車的畫面中，且物體橫向移 動時將于影像中出現(xiàn)明顯波峰，具有較高影像信息量出現(xiàn)，因此，車道影像信息量的線性圖 形分布如同圖7所示，結(jié)束步驟S130后，即可確認(rèn)是否有障礙物存在。故，事先在信號處理 器42內(nèi)輸入一預(yù)設(shè)閾值Ts，其作用是告知信號處理器42如何分辨障礙物與背景之間的不 同，因此在進(jìn)入步驟S140后，首先計算相鄰兩張畫面的信息量的差值，再與預(yù)設(shè)閾值Ts進(jìn) 行比較。關(guān)于預(yù)設(shè)閾值Ts的計算公式(3)如下所示
(I -I .)Ts = ^2⑶.其中，Ts為預(yù)設(shè)閾值，Ifflax為障礙物存在時最大信息量，與Imin為單純道路影像信 息量，經(jīng)此，信息量差值若大于閾值Ts，則判定為障礙物；經(jīng)過步驟S140的障礙物確認(rèn)后， 倘若結(jié)果為是，表示經(jīng)確認(rèn)為障礙物，即進(jìn)入步驟S150紀(jì)錄障礙物位置；反之，在步驟S140 中獲得否定結(jié)果，即回到步驟SllO重新輸入所有前方非直接視覺區(qū)影像。再者，步驟S140 還分析時間前后的二畫面的車道影像信息量變化，也即，取得現(xiàn)在時間t以及的前時間t-1 的二畫面，并將此二畫面車道影像信息量It與Ih進(jìn)行相減，通過如下公式(4)可以獲得相 鄰兩個畫面的車道影像信息量差值；
AIt(x) = It(X)-I^(X) (4)；其中，Δ It(x)即為車道影像信息量差值；It (χ)跟Ih(X)則各為t時間以及t-1 時間的車道影像信息量。又，在步驟S150時，信號處理器42會根據(jù)每一時間紀(jì)錄的障礙物位置，并依據(jù)障 礙物位置推算移動軌跡后，在步驟S160分析障礙物的橫向移動量以及其移動速度，使用的 公式(5)誠如下列
障礙物位移量(pixels)=
距離動速度(m/S)x畫面的影像時間間隔(S) (5)； 實際距離(m)30當(dāng)結(jié)束步驟S150后，表示將可以估算出障礙物橫向移動量以及移動速度；另外， 前述說明在確認(rèn)畫面中是否有移動物體出現(xiàn)，以及此移動物體有否可能為障礙物的判斷， 但是，影像檢測常受周邊環(huán)境因素影響判斷結(jié)果，在開放空間更為嚴(yán)重，故難免會有過于靈 敏的感測結(jié)果反而滋生駕駛?cè)死_的問題發(fā)生，因此，本例假設(shè)汽車、機(jī)車、腳踏車或行人 等障礙物短時間內(nèi)的橫向移動速度都應(yīng)該在22. 5km/h以內(nèi)，因此本發(fā)明定22. 5km/h為障 礙物一移動速度上限，也即于處理單元中內(nèi)設(shè)一預(yù)定速度，該預(yù)定速度即為22. 5km/h，倘若 經(jīng)公式(5)的計算后，障礙物的橫向移動速度高過此標(biāo)準(zhǔn)，步驟S160中，將會判定此移動物 體并非為真正的障礙物，也就是進(jìn)入步驟S180不作任何后續(xù)警示動作；反之，再步驟S160 若是確認(rèn)障礙物的橫向移動速度低于此移動上限，也就是在0 22. 5km/h內(nèi)，表示其應(yīng)當(dāng) 為欲追蹤的障礙物，則進(jìn)入步驟S170中為此障礙物進(jìn)行預(yù)警作業(yè)。此外，不管是步驟S170 或是步驟S180，在其結(jié)束后都應(yīng)回到步驟SllO重復(fù)所有步驟進(jìn)行。經(jīng)過步驟SlOO至步驟S180的分析后，應(yīng)當(dāng)可以清楚明了本發(fā)明障礙物判斷的方 法；又，一般大型車100最常發(fā)生危害的狀態(tài)，乃就屬低速起步時不也察覺車頭前方通過物 體，以及車身左右轉(zhuǎn)時受限車體遮蔽物影響，不也察覺車體左右側(cè)移動物體二種，因此本發(fā) 明針對此二原因，將信號處理器42的檢測方法分為前方非直接視覺區(qū)檢測的條件，以及左 右側(cè)非直接視覺區(qū)檢測的條件一一說明。參閱圖8，為本發(fā)明的障礙物分級預(yù)警流程圖。首先，如步驟S200所示，當(dāng)碰撞警 示系統(tǒng)啟動后，影像采集裝置10、20、30將開啟；在步驟S210時，信號處理器42同時接收此 三影像采集裝置10、20、30的前方以及左、右非直接視覺區(qū)影像；接著，進(jìn)入步驟S220，信號 處理器42內(nèi)建有大型車100的一行車速度限制，于本實施為20km/h，藉此分辨大型車100 目前行車狀態(tài)，并在行車速度低于20km/h時，選擇進(jìn)入步驟S230，而在行車速度高于20km/ h時，選擇進(jìn)入步驟S240 ；假設(shè)步驟S220判斷大型車100的行車速度低于20km/h，在步驟 S230時導(dǎo)入前述的障礙物檢測流程(S100-S180)，藉以確認(rèn)前方預(yù)警區(qū)A中是否有障礙物 存在，當(dāng)步驟S230的判斷為前方有障礙物的情況下，確認(rèn)是否有收到微處理器41送來的剎 車信號，當(dāng)結(jié)果也為“是”的時候，選擇步驟S231，代表前方有物體通過，但本大型車100正 在剎車，且車速低于20km/h，因此只要在步驟S231發(fā)出第一警示信號，也就是利用顯示幕 50的第一預(yù)警區(qū)a發(fā)出光源，告知駕駛?cè)苏系K物正在前方仍必須多加注意前方情況；反之， 當(dāng)步驟S230的判斷為前方有障礙物的情況下，但卻無來自微處理器41的剎車信號，選擇進(jìn)入步驟S231，表示前方有物體通過，雖然本車車速低于20km/h，但由于駕駛者未踩剎車，所 以容易發(fā)生碰撞危險，故在步驟S234發(fā)出第二警示信號，也就是除了在顯示幕50的第一預(yù) 警區(qū)a顯示光源外，更利用第二警示器60發(fā)出聲音吸引駕駛?cè)俗⒁?，提醒駕駛?cè)藨?yīng)當(dāng)閃避 或踩剎車，避免危險發(fā)生。又，步驟S232以及步驟S234結(jié)束后一律進(jìn)入步驟S240中。步驟S230 S234說明了車頭前方的防撞系統(tǒng)流程，需注意的是，基于大型車100 車重及車長的原因，且本發(fā)明前方預(yù)警區(qū)A范圍只達(dá)到超出車前3公尺的距離，換言之，當(dāng) 速度高于20km/h，倘若真檢測到障礙物出現(xiàn)在前方預(yù)警區(qū)A內(nèi)，也來不及剎車，倘若勉強(qiáng)剎 車，又怕發(fā)生更嚴(yán)重的意外。再來，當(dāng)說明本發(fā)明進(jìn)行車體左右預(yù)警檢測的流程。回到圖8 的步驟S220，當(dāng)在步驟S220判斷行車速度超過20km/h，開始車體左右二側(cè)的障礙物檢測； 首先，于步驟S240時先判斷左側(cè)第二預(yù)警區(qū)B內(nèi)是否有縱向移動量的障礙物出現(xiàn)，若如圖9 所示般，有車輛出現(xiàn)在左側(cè)預(yù)警區(qū)B中，此時，當(dāng)再進(jìn)入步驟S241確認(rèn)目前有無收到轉(zhuǎn)向信 號，假設(shè)有收到轉(zhuǎn)向信號，當(dāng)判斷是否其中夾帶著左轉(zhuǎn)信息，也就是說，如果駕駛?cè)瞬⒉淮?算轉(zhuǎn)向，則只要在步驟S242發(fā)出左側(cè)第一警示信號，在顯示幕50第二警示區(qū)b發(fā)出彩色光 源，通知駕駛?cè)俗⒁?，反之，?dāng)在步驟S241確認(rèn)駕駛?cè)藢⒁蜃筠D(zhuǎn)向時，由于擦撞機(jī)會大幅 增加，因此應(yīng)該在步驟S243發(fā)出左側(cè)第二警示信號，與前述都相同，即是在顯示幕第二警 示區(qū)b發(fā)出彩色光源，同時還由第二警示器60發(fā)出聲響提醒駕駛?cè)俗⒁?。又，在步驟S240 假設(shè)并無障礙物出現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)入步驟S250中，開始右側(cè)第三預(yù)警區(qū)C的障礙物檢測，接著在步 驟S251確認(rèn)是否有收到轉(zhuǎn)向信號，若無，則在步驟S252發(fā)出一右側(cè)第一警示信號，若有，當(dāng) 在步驟S253發(fā)出右側(cè)第二警示信號；由于步驟S250-S253與步驟S240 S243的判斷方法 與原理相同，故不在贅述。通過前述的車輛碰撞警示系統(tǒng)，可以主動提醒駕駛者，避免碰撞意外發(fā)生。通過影 像檢測以及影像處理技術(shù)相輔相成之下，只要非直接視覺區(qū)影像內(nèi)存在有移動物體，都將 可以經(jīng)由數(shù)據(jù)處理技術(shù)確認(rèn)使否要將之設(shè)定為必須追蹤的障礙物，再者，本發(fā)明更結(jié)合大 型車的速度感知器，系統(tǒng)在考慮到大型車質(zhì)量重、剎車距離長的因素，當(dāng)依速度信號進(jìn)行分 區(qū)感測，另外，本發(fā)明再結(jié)合大型車的剎車系統(tǒng)以及方向燈系統(tǒng)，為障礙物的位置作危險程 度分級，主動在危急的情況下利用聲光效果同步引起駕駛?cè)俗⒁猓谝话銧顩r下，則以畫 面或光源提醒駕駛?cè)藨?yīng)當(dāng)留意的區(qū)域注意安全。以上對本發(fā)明的描述是說明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要 求限定的精神與范圍之內(nèi)可對其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本發(fā)明的 保護(hù)范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種車輛碰撞警示系統(tǒng)，針對一大型車的至少一非直接視覺區(qū)進(jìn)行障礙物檢測，其特征在于，該車輛碰撞警示系統(tǒng)包括至少一影像采集裝置，其裝置在該大型車上，該影像采集裝置采集至少一該非直接視覺區(qū)影像，一處理單元，其電性連接該影像采集裝置以判別至少一障礙物，該處理單元內(nèi)建有一預(yù)定速度，根據(jù)該障礙物所在位置與時間相對變化，計算該障礙物的移動速度以及移動量，該處理單元預(yù)設(shè)有至少一位于該非直接視覺區(qū)影像中的預(yù)警區(qū)，當(dāng)評估該障礙物于該預(yù)警區(qū)中具有移動量且該移動速度低于該預(yù)定速度時，發(fā)出至少一預(yù)警信號；以及至少一警示器，其電性連接該處理單元，該警示器接收該預(yù)警信號產(chǎn)生警示聲音或光源或影像。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛碰撞警示系統(tǒng)，其特征在于，該處理單元設(shè)定該預(yù)定速度 位于0 22. 5公里/時之間，并計算該非直接視覺區(qū)影像每一畫面的車道影像信息量，以 及計算連續(xù)二該畫面的車道影像信息量的差值，該處理單元取該差值曲線的變化與該處理 單元內(nèi)的一預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，若該差值有高于該預(yù)設(shè)閾值，且移動速度位在該預(yù)定速度 范圍之間，當(dāng)將該差值超出位置設(shè)定為該障礙物，并將該差值低于該預(yù)設(shè)閾值的位置以及 移動速度超出該預(yù)定速度范圍的位置設(shè)定為背景。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛碰撞警示系統(tǒng)，其特征在于，該處理單元更包括有一信號 處理器，用以估計該非直接視覺區(qū)影像的車道影像信息量，其公式計算如下ηZOO = -Z1Og(A)xA 1=1 ；G1Pi〒~.以及pixels9其中，I為任一該車道影像信息量為灰度值i在區(qū)域影像中出現(xiàn)個數(shù)；Pi為灰度值 i在區(qū)域影像中出現(xiàn)機(jī)率；Tpijrels為區(qū)域影像中有效像素總合。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛碰撞警示系統(tǒng)，其特征在于，該信號處理器以如下公式計 算該預(yù)設(shè)閾值τ-· — C-^max Anin )其中，Ts為預(yù)設(shè)閾值，Ifflan為障礙物存在時最大信息量，與Imin為單純道路影像信息量。
5.如權(quán)利要求3所述的車輛碰撞警示系統(tǒng)，其特征在于，該信號處理器以如下公式計 算該障礙物在連續(xù)該二畫面中的該移動量AIt(x) = It(X)-Iw (χ)；其中，AIt(X)即為該障礙物于連續(xù)時間中，該二畫面的該移動量；It(x)跟Iw(X)則各 為t時間以及t-Ι時間的車道影像信息量。
6.如權(quán)利要求5所述的車輛碰撞警示系統(tǒng)，其特征在于，該微處理器利用像素中移動 距離與實際距離的比值，以及相對時間的變化，計算該障礙物真實移動量以及移動速度障礙物位移量(Pixels)二距離(Pi!； )^，動速度(m/s)x畫面的影像時間間隔(s)實際距離(m)。
7.如權(quán)利要求1所述的車輛碰撞警示系統(tǒng)，其特征在于，該大型車前方以及左右側(cè)各 具有至少一該非直接視覺區(qū)；該至少一影像采集裝置包括有一第一影像采集裝置，其裝置 于該大型車前方，用以對前方的該非直接視覺區(qū)域取得一第一非直接視覺區(qū)影像；一第二 影像采集裝置，其裝置于該大型車左側(cè)，用以對左側(cè)的該非直接視覺區(qū)域取得一第二非直 接視覺區(qū)影像；以及一第三影像采集裝置，其裝置于該大型車的右側(cè)，用以對右側(cè)的該非直 接視覺區(qū)域取得一第三非直接視覺區(qū)影像；且該非直接視覺區(qū)位在該大型車前方時，該移 動量為一橫向移動量；當(dāng)該非直接視覺區(qū)位在該大型車輛左側(cè)或右側(cè)時，該移動量為一縱 向移動量。
8.如權(quán)利要求7所述的車輛碰撞警示系統(tǒng)，其特征在于，該處理單元的該至少一預(yù)警 區(qū)包括一第一預(yù)警區(qū)，其位在該第一非直接視覺區(qū)影像內(nèi)；一第二預(yù)警區(qū)，其位于該第二非 直接視覺區(qū)影像內(nèi)；以及一第三預(yù)警區(qū)，其為在該第三非直接視覺區(qū)影像內(nèi)；該警示器具 有一第一警示區(qū)對應(yīng)該第一預(yù)警區(qū)，一第二警示區(qū)對應(yīng)該第二預(yù)警區(qū)，以及一第三警示區(qū) 對應(yīng)該第三預(yù)警區(qū)，用以光源或影像顯示該障礙物區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的車輛碰撞警示系統(tǒng)，其特征在于，該大型車具有一車速感知器、 一剎車系統(tǒng)以及一方向燈系統(tǒng)；而該處理單元更包括一微處理器電性連接該車速感知器、 該剎車系統(tǒng)以及該方向燈系統(tǒng)，該微處理器透過該車速感知器取得一速度信號，透過該剎 車系統(tǒng)取得一剎車信號，及透過該方向燈系統(tǒng)取得一轉(zhuǎn)向信號；該微處理器內(nèi)設(shè)有一行車 速度限制，該行車速度限制為20公里/時，當(dāng)該速度信號大于該行車速度限制時，該微處理 器放棄該第一預(yù)警區(qū)檢測，僅檢測該第二預(yù)警區(qū)及該第三預(yù)警區(qū)，并配合該轉(zhuǎn)向信號針對 該第二預(yù)警區(qū)或該第三預(yù)警區(qū)作分級預(yù)警通知；當(dāng)該速度信號小于該行車速度限制時，先 針對該第一預(yù)警區(qū)進(jìn)行障礙物檢測，并配合該剎車信號作分級預(yù)警通知，后續(xù)再針對該第 二預(yù)警區(qū)及該第三預(yù)警區(qū)進(jìn)行檢測。
10.如權(quán)利要求9所述車輛碰撞警示系統(tǒng)，其特征在于，該至少一警示器包括一第一警 示器以及一第二警示器；該微處理器可以發(fā)出一第一預(yù)警信號啟動該第一警示器作用，以 及發(fā)出一第二預(yù)警信號啟動該第一警示器以及第二警示器作用；且該影像采集裝置為電荷 耦合元件或互補(bǔ)式金屬氧化半導(dǎo)體攝影機(jī)，而該警示器可以是蜂鳴器或LED燈或LCD螢?zāi)?及語音系統(tǒng)。
全文摘要
一種車輛碰撞警示系統(tǒng)，以至少一攝影機(jī)采集車輛駕駛的非直接視覺區(qū)域影像，連續(xù)將非直接視覺區(qū)域影像送入一處理單元內(nèi)，以自影像中判別出至少一障礙物，處理單元根據(jù)此障礙物所在位置相對于時間的變化，可以計算出障礙物的移動速度與橫向移動量，且處理單元在影像中預(yù)設(shè)有至少一預(yù)警區(qū)，評估此障礙物是否將出現(xiàn)在預(yù)警區(qū)中，并適時產(chǎn)生一預(yù)警信號，用以啟動至少一警示器產(chǎn)生聲音、光源或是影像以警示駕駛?cè)颂岣咦⒁?。本發(fā)明更可以配合車輛的車速感知器、剎車系統(tǒng)與方向燈系統(tǒng)依危險程度作分級預(yù)警，以主動或被動警示駕駛?cè)宋ｋU，具有不同通知效果反應(yīng)。
文檔編號B60Q9/00GK101934771SQ20091014228
公開日2011年1月5日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者廖育升, 陳加增, 高祥鈞 申請人:財團(tuán)法人車輛研究測試中心