基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)及該系統(tǒng)的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)及該系統(tǒng)的控制方法，會車系統(tǒng)包括光電成像系統(tǒng)、數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)；光電成像系統(tǒng)用于采集數(shù)字圖像信號并將該信號傳送給數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)，數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)根據(jù)處理后的數(shù)字信息控制遠光燈和近光燈進行切換，同時控制夜視系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉；本系統(tǒng)不依賴對方車輛是否安裝燈光控制系統(tǒng)就可同時減小雙方會車時遠光燈的干擾，同時本發(fā)明的系統(tǒng)簡單可靠，誤判率低，可以和行車記錄儀相結(jié)合，具有很強的實用價值和經(jīng)濟價值。
【專利說明】基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)及該系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛安全【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及車輛會車系統(tǒng)，特別涉及一種基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)及該系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛夜間會車時，一方的遠光燈會對另一方造成很大的干擾，使駕駛員短時間內(nèi)無法看清前方路況，極易造成車禍，類似案例不勝枚舉，另一方面，遠光燈對于夜間行車時駕駛員發(fā)現(xiàn)距離較遠的行人等無主動光源的物體有很重要的作用。
[0003]為了減小會車時遠光燈對駕駛員造成的影響，一般靠人工轉(zhuǎn)換遠、近光燈。但是由于種種原因，駕駛員經(jīng)常忽略關(guān)閉遠光燈，給行車安全帶來隱患。而且，目前夜間會車系統(tǒng)大部分采用的是光敏電阻，有很大的局限性，路燈、霓虹燈或者其他路邊輔助光源均會對光敏電阻產(chǎn)生影響。在本車遠光燈干擾范圍外的機動車照明設(shè)施也會對光敏電阻傳感器產(chǎn)生影響，導(dǎo)致遠光燈在錯誤的時間關(guān)閉。同時在實際應(yīng)用中，要想降低會車時來車遠光燈造成的干擾，主要依賴于來車是否裝有類似燈光控制系統(tǒng)，局限性較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)及該系統(tǒng)的控制方法，用于本車輛在使用遠光燈時減輕對其他車輛造成的炫目情況，并在對面車輛開啟遠光燈時為本車司機提供輔助視野。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)，包括光電成像系統(tǒng)、數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)；光電成像系統(tǒng)用于采集數(shù)字圖像信號并將該信號傳送給數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)，數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)根據(jù)處理后的數(shù)字信息控制遠光燈和近光燈進行切換，同時控制夜視系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。
[0007]所述數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)包括圖像處理器和遠近光燈控制器，光電成像系統(tǒng)的攝像頭通過視頻輸入接口與圖像處理器連接，圖像處理器分別與遠近光燈控制器和夜視系統(tǒng)連接。
[0008]所述圖像處理器連接有語音提示模塊。
[0009]所述夜視系統(tǒng)為紅外夜視系統(tǒng)包括紅外攝像頭和顯示器，紅外夜視系統(tǒng)通過繼電器與圖像處理器連接，由繼電器控制器供電系統(tǒng)的通斷。
[0010]所述語音提示模塊為揚聲器。
[0011]一種夜間安全會車系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0012](I)通過光電成像系統(tǒng)采集視屏圖像，統(tǒng)計圖像中的亮度信息，亮度達到一定程度即認為是光源，然后通過計算光源中R、G、B三基色所占的比例判斷是否為汽車頭燈，若有滿足汽車頭燈顏色的光源即認為有潛在的來車；
[0013](2)當畫面中存在滿足汽車頭燈的光源時對視頻圖像進行二值化處理，將其中滿足條件的光源提取出來，計算出光源的數(shù)量和位置；
[0014](3)對該光源的位置進行判定，是否位于遠光燈干擾范圍內(nèi)，如果位于遠光燈干擾范圍內(nèi)同時本車遠光燈處于打開狀態(tài)，則進行遠近光燈切換；
[0015](4)然后利用區(qū)域生長算法計算出每個光源的大小，通過統(tǒng)計光源的大小確定該光源是否會對本車司機造成眩光效果；如果存在眩光的可能性則開啟本車的紅外夜視監(jiān)控系統(tǒng)為司機提供輔助視野。
[0016]步驟(3)中如果位于遠光燈干擾范圍內(nèi)同時本車遠光燈處于打開狀態(tài)，則先語音提示駕駛員即將進行遠近光燈切換，然后再進行遠近光燈切換。
[0017]步驟(3)中如果位于遠光燈干擾范圍內(nèi)同時本車遠光燈處于打開狀態(tài)，則將遠光燈切換為近光燈，持續(xù)兩秒后重新打開遠光燈；然后，重新判定是否仍有位于遠光燈干擾范圍內(nèi)的汽車頭燈，如果有，則在遠光燈開啟兩秒后重新關(guān)閉兩秒鐘，然后重新判定。
[0018]本發(fā)明的有益效果如下:
[0019]本發(fā)明的基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)，包括光電成像系統(tǒng)、數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)；將光電成像系統(tǒng)采集到的視屏圖像送入數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)處理后，根據(jù)處理后的圖形信息判斷是否有來車，若有來車則切換遠光燈和近光燈，避免對迎面駛來的車輛造成干擾，同時當來車遠光燈忘記關(guān)閉，給本車駕駛造成干擾時，打開夜視系統(tǒng)，為駕駛員提供輔助視野，幫助本車安全駕駛。本系統(tǒng)不依賴對方車輛是否安裝燈光控制系統(tǒng)就可同時減小雙方會車時遠光燈的干擾，同時本發(fā)明的系統(tǒng)簡單可靠，誤判率低，可以和行車記錄儀相結(jié)合，具有很強的實用價值和經(jīng)濟價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明會車系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖
[0021]圖2為本發(fā)明會車系統(tǒng)的工作流程圖
[0022]圖3為本發(fā)明控制方法的流程圖
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，提供了一種基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)，包括攝像頭7，圖像處理器1、紅外夜視系統(tǒng)；攝像頭7用于采集視屏圖像并將該視屏圖像傳送給圖像處理器I，圖像處理器I根據(jù)處理后的圖像信息控制遠光燈和近光燈進行切換，同時控制紅外夜視系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。攝像頭7通過視頻輸入接口 6與圖像處理器I連接，圖像處理器I分別與遠近光燈控制器2和紅外夜視系統(tǒng)連接，圖像處理器I還連接有語音提示模塊3。紅外夜視系統(tǒng)包括紅外攝像頭4和顯示器5，紅外夜視系統(tǒng)通過繼電器與圖像處理器I連接，由繼電器控制器供電系統(tǒng)的通斷。
[0024]如圖2，使用時首先攝像頭固定于內(nèi)後視鏡和前檔玻璃間或內(nèi)後視鏡下方，用于采集汽車對面的圖像，當夜間行車時，駕駛員將夜間會車系統(tǒng)打開，攝像頭和圖像處理系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。如拍攝圖像內(nèi)存在光源，判斷其是否會對駕駛員造成眩光效果，如果存在眩光光源則通過繼電器開啟夜間紅外夜視系統(tǒng)為駕駛員提供輔助視野。另一方面判斷本車遠光燈干擾范圍內(nèi)是否存在主動光源，若存在主動光源的同時本車遠光燈處于開啟狀態(tài)，則通過揚聲器語音提示駕駛員即將遠近光燈切換，防止忽然的燈光變化影響司機的判斷。然后系統(tǒng)通過遠近光燈控制器進行遠近光燈的切換，約每2秒進行一次切換。
[0025]通過攝像頭采集的圖形判斷是否有來車，來車光源是否為影響本車駕駛的眩光，進而切換遠近光燈，避免給來車造成駕駛干擾，若來車對本車駕駛干擾則開啟紅外夜視系統(tǒng)，為駕駛員提供輔助視野，保證駕駛安全。
[0026]如圖3所示，本發(fā)明還提供一種基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0027](I)通過攝像頭采集視屏圖像，統(tǒng)計圖像中的亮度信息，亮度達到一定程度即認為是光源，然后通過計算光源中R、G、B三基色所占的比例判斷是否為汽車頭燈，滿足汽車頭燈顏色的光源即認為有潛在的來車；
[0028](2)當畫面中存在滿足汽車頭燈的光源時對視頻圖像進行二值化處理，將其中滿足條件的光源提取出來，計算出光源的數(shù)量和位置；
[0029](3)對該光源的位置進行判定，是否位于遠光燈干擾范圍內(nèi)(一般遠光燈干擾范圍近似于一個梯形)，如果位于遠光燈干擾范圍內(nèi)同時本車遠光燈處于打開狀態(tài)，則先語音提示駕駛員即將進行遠近光燈切換，然后進行遠近光燈切換，約兩秒切換一次。然后判定是否仍有位于遠光燈干擾范圍內(nèi)的汽車頭燈，如果有，則在遠光燈開啟2秒后重新關(guān)閉兩秒鐘，然后重新判定。
[0030](4)然后利用區(qū)域生長算法計算出每個光源的大小，通過統(tǒng)計光源的大小確定該光源是否會對本車司機造成眩光效果；如果存在眩光的可能性則開啟本車的紅外夜視監(jiān)控系統(tǒng)為司機提供輔助視野。
[0031]通過以上方法可以快速判斷對面光源是否為車燈，進而快速識別光源的位置和數(shù)量，為會車系統(tǒng)提供參考，進行遠近光燈切換和紅外夜視系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉，保證來車和本車駕駛的駕駛安全，減少交通事故發(fā)生，相比現(xiàn)有的會車系統(tǒng)，本方法簡單，識別速度快，不會因外界其他光源而影響遠近光燈的切換，判斷準確率高。
【權(quán)利要求】
1.基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)，其特征在于:包括光電成像系統(tǒng)、數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)；光電成像系統(tǒng)用于采集數(shù)字圖像信號并將該信號傳送給數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)，數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)根據(jù)處理后的數(shù)字信息控制遠光燈和近光燈進行切換，同時控制夜視系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字信號處理及控制系統(tǒng)包括圖像處理器(I)和遠近光燈控制器(2)，光電成像系統(tǒng)的攝像頭(7 )通過視頻輸入接口( 6 )與圖像處理器(I)連接，圖像處理器(I)分別與遠近光燈控制器(2)和夜視系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像處理器(I)連接有語音提示模塊(3 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)，其特征在于:所述夜視系統(tǒng)為紅外夜視系統(tǒng)包括紅外攝像頭(4)和顯示器(5)，紅外夜視系統(tǒng)通過繼電器與圖像處理器(I)連接，由繼電器控制器供電系統(tǒng)的通斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機器視覺的夜間安全會車系統(tǒng)，其特征在于:所述語音提不模塊(3)為揚聲器。
6.一種權(quán)利要求1夜間安全會車系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括以下步驟: (1)通過光電成像系統(tǒng)采集視屏圖像，統(tǒng)計圖像中的亮度信息，亮度達到一定程度即認為是光源，然后通過計算光源中R、G、B三基色所占的比例判斷是否為汽車頭燈，若有滿足汽車頭燈顏色的光源即認為有潛在的來車； (2)當畫面中存在滿足汽車頭燈的光源時對視頻圖像進行二值化處理，將其中滿足條件的光源提取出來，計算出光源的數(shù)量和位置； (3)對該光源的位置進行判定，是否位于遠光燈干擾范圍內(nèi)，如果位于遠光燈干擾范圍內(nèi)同時本車遠光燈處于打開狀態(tài)，則進行遠近光燈切換； (4)然后利用區(qū)域生長算法計算出每個光源的大小，通過統(tǒng)計光源的大小確定該光源是否會對本車司機造成眩光效果；如果存在眩光的可能性則開啟本車的紅外夜視監(jiān)控系統(tǒng)為司機提供輔助視野。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于:步驟(3)中如果位于遠光燈干擾范圍內(nèi)同時本車遠光燈處于打開狀態(tài)，則先語音提示駕駛員即將進行遠近光燈切換，然后再進行遠近光燈切換。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于:步驟(3)中如果位于遠光燈干擾范圍內(nèi)同時本車遠光燈處于打開狀態(tài)，則將遠光燈切換為近光燈，持續(xù)兩秒后重新打開遠光燈；然后，重新判定是否仍有位于遠光燈干擾范圍內(nèi)的汽車頭燈，如果有，則在遠光燈開啟兩秒后重新關(guān)閉兩秒鐘，然后重新判定。
【文檔編號】B60Q5/00GK103434442SQ201310379827
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】何國經(jīng), 李知達, 劉延 申請人:西安電子科技大學(xué)