一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法。一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法，包括步驟：A、依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表；B、采用視覺(jué)系統(tǒng)獲取汽車前方的物品圖像；C、計(jì)算出物品體積、質(zhì)量和速度信息，并采用質(zhì)地識(shí)別技術(shù)將物品圖像；分類表進(jìn)行比對(duì)，得出物品材質(zhì)；獲取自身車輛的體積、質(zhì)量和速度信息；D、根據(jù)體積、質(zhì)量、速度信息和材質(zhì)設(shè)定估算條件，如果估算條件超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制。本發(fā)明可以低成本實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)防碰撞。
【專利說(shuō)明】一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車制造領(lǐng)域，尤其涉及一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]就目前來(lái)說(shuō)，物體在高速運(yùn)動(dòng)中的防碰撞的相關(guān)技術(shù)，現(xiàn)狀是只能做到在低速運(yùn)動(dòng)中防碰撞，這種技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)有人運(yùn)用在汽車防碰撞上面，但按他們的方法和做法的話，成本非常高昂，不能得到普及，而且還是不能夠做到在高速運(yùn)動(dòng)中防碰撞。
[0003]客觀地分析存在的問(wèn)題及原因，現(xiàn)有技術(shù)只能在低速，尤其是在每小時(shí)30KM里以內(nèi)速度的物體，它能夠做到較好的、比較準(zhǔn)確的防碰撞或預(yù)警，但在更高速度是就很難做到預(yù)警。究其原因，就是速度太快，計(jì)算機(jī)所采用的傳感器，以及方法的計(jì)算，都極大的影響了計(jì)算的結(jié)果，等計(jì)算的結(jié)果出來(lái)時(shí)，物體已經(jīng)發(fā)生碰撞。就是說(shuō)在最大速度之內(nèi)，它無(wú)法完成高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或是高負(fù)荷的數(shù)據(jù)采集和高負(fù)荷的數(shù)據(jù)運(yùn)算。也就是說(shuō)，當(dāng)計(jì)算速度很慢，或是方法很不好，或是設(shè)備不夠高端的情況下，計(jì)算結(jié)果還沒(méi)算好，兩個(gè)物體就已經(jīng)相撞了，所以在很大的情況下，現(xiàn)有技術(shù)只能做到低速運(yùn)動(dòng)中，也就是差不多每小時(shí)30KM以內(nèi)的物體的預(yù)警和防碰撞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種低成本、用于在高速度運(yùn)行條件下進(jìn)行防碰撞預(yù)警的物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法及系統(tǒng)。
[0005]一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法，包括步驟:
[0006]A、依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表；
[0007]B、采用視覺(jué)系統(tǒng)獲取汽車前方的物品圖像；
[0008]C、計(jì)算出物品體積、質(zhì)量和速度信息，并采用質(zhì)地識(shí)別技術(shù)將物品圖像
[0009]分類表進(jìn)行比對(duì)，得出物品材質(zhì)；獲取自身車輛的體積、質(zhì)量和速度信息；
[0010]D、根據(jù)體積、質(zhì)量、速度信息和材質(zhì)設(shè)定估算條件，如果估算條件超過(guò)[0011 ] 預(yù)設(shè)的門限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制。
[0012]進(jìn)一步的，所述步驟D中，所述估算條件為預(yù)計(jì)碰撞時(shí)間，如果預(yù)計(jì)碰撞時(shí)間超過(guò)
[0013]預(yù)設(shè)的時(shí)間門限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制；所述安全處理機(jī)制包括減速或剎車；所述不同材質(zhì)的物品對(duì)應(yīng)的時(shí)間門限值不同。
[0014]進(jìn)一步的，所述步驟D中，所述估算條件為物品體積，如果體積小于預(yù)設(shè)的體積限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制；所述安全處理機(jī)制包括繞開所述物品。
[0015]進(jìn)一步的，所述步驟D中，所述估算條件為物品方位，如果物品方位偏離汽車運(yùn)行正前方的角度超過(guò)預(yù)設(shè)的角度限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制；所述安全處理機(jī)制包括繞開所述物品。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟A中，所述分類表包括物品材質(zhì)的特征庫(kù)，所述特征庫(kù)包括至少三級(jí)索引目錄，所述后一級(jí)索引目錄包含的物品材質(zhì)特征數(shù)量大于前一級(jí)索引目錄；所述步驟C中，先將物品圖像跟前一級(jí)索引目錄比較，如果不能確定材質(zhì)，再根據(jù)最接近的特征選擇對(duì)應(yīng)的下一級(jí)索引目錄。
[0017]進(jìn)一步的，所述步驟C中還包括:如果未找到對(duì)應(yīng)的特征，根據(jù)物品圖像在特征庫(kù)中增加新的特征。
[0018]進(jìn)一步的，所述門限值有多個(gè)，每個(gè)門限值對(duì)應(yīng)不同的安全處理機(jī)制。
[0019]—種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞系統(tǒng),包括依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表模塊，獲取汽車前方的物品圖像的視覺(jué)系統(tǒng)；與視覺(jué)系統(tǒng)和分類表模塊耦合的質(zhì)地識(shí)別模塊；與視覺(jué)系統(tǒng)耦合的用于獲取物品和自身車輛的體積、質(zhì)量和速度信息的采集模塊；與采集模塊耦合的根據(jù)體積、質(zhì)量、速度信息和材質(zhì)設(shè)定估算條件，并根據(jù)估算條件跟預(yù)設(shè)的門限值比較的比較模塊，與比較模塊耦合的用于啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制的安全處理模塊。
[0020]進(jìn)一步的，所述分類表模塊還包括至少三級(jí)索引目錄的物品材質(zhì)特征的特性庫(kù)。
[0021]進(jìn)一步的，所述防碰撞系統(tǒng)還包括根據(jù)物品圖像在特征庫(kù)中增加新特征的學(xué)習(xí)模塊。
[0022]借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0023]本發(fā)明首先依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表，通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)獲取汽車前方的物品圖像，獲取體積、質(zhì)量、速度信息，并將物品圖像跟分類表進(jìn)行比較，得到材質(zhì)信息。由于本發(fā)明通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)即可同時(shí)獲得體積、質(zhì)量、速度、材質(zhì)信息，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)采集的方式，提高了數(shù)據(jù)采集效率，且降低了硬件投入成本；而通過(guò)查表方式即可獲得材質(zhì)信息，簡(jiǎn)化本發(fā)明方法，大幅降低了運(yùn)算過(guò)程，縮短了運(yùn)算時(shí)間，這也有利于降低開發(fā)難度和成本，便于推廣應(yīng)用。因此，本發(fā)明可以用更短的時(shí)間得出防碰撞所需的信息，能以較低的成本在更高速度運(yùn)行時(shí)準(zhǔn)確預(yù)警和防碰撞。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明繞開物品所需的偏差值計(jì)算的示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞系統(tǒng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明公開了一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法和系統(tǒng)。
[0028]如圖1所示，物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法包括步驟:
[0029]A、依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表；
[0030]B、采用視覺(jué)系統(tǒng)獲取汽車前方的物品圖像；
[0031]C、計(jì)算出物品體積、質(zhì)量和速度信息，并采用質(zhì)地識(shí)別技術(shù)將物品圖像
[0032]分類表進(jìn)行比對(duì)，得出物品材質(zhì)；獲取自身車輛的體積、質(zhì)量和速度信息:
[0033]D、根據(jù)體積、質(zhì)量、速度信息和材質(zhì)設(shè)定估算條件，如果估算條件超過(guò)
[0034]預(yù)設(shè)的門限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制。
[0035]—種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞系統(tǒng)，包括依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表模塊，獲取汽車前方的物品圖像的視覺(jué)系統(tǒng)；與視覺(jué)系統(tǒng)和分類表模塊耦合的質(zhì)地識(shí)別模塊；與視覺(jué)系統(tǒng)耦合的用于獲取物品和自身車輛的體積、質(zhì)量和速度信息的采集模塊；與采集模塊耦合的根據(jù)體積、質(zhì)量、速度信息和材質(zhì)設(shè)定估算條件，并根據(jù)估算條件跟預(yù)設(shè)的門限值比較的比較模塊，與比較模塊耦合的用于啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制的安全處理模塊。
[0036]本發(fā)明首先依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表，通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)獲取汽車前方的物品圖像，獲取體積、質(zhì)量、速度信息，并將物品圖像跟分類表進(jìn)行比較，得到材質(zhì)信息。由于本發(fā)明通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)即可同時(shí)獲得體積、質(zhì)量、速度、材質(zhì)信息，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)采集的方式，提高了數(shù)據(jù)采集效率，且降低了硬件投入成本；而通過(guò)查表方式即可獲得材質(zhì)信息，簡(jiǎn)化本發(fā)明方法，大幅降低了運(yùn)算過(guò)程，縮短了運(yùn)算時(shí)間，這也有利于降低開發(fā)難度和成本，便于推廣應(yīng)用。因此，本發(fā)明可以用更短的時(shí)間得出防碰撞所需的信息，能以較低的成本在更高速度運(yùn)行時(shí)準(zhǔn)確預(yù)警和防碰撞。
[0037]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0038]實(shí)施例一
[0039]本實(shí)施方式的物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法，包括步驟:
[0040]A、依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表；
[0041]步驟A中，分類表包括物品材質(zhì)的特征庫(kù)，特征庫(kù)包括至少三級(jí)索引目錄，后一級(jí)索引目錄包含的物品材質(zhì)特征數(shù)量大于前一級(jí)索引目錄；步驟C中，先將物品圖像跟前一級(jí)索引目錄比較，如果不能確定材質(zhì)，再根據(jù)最接近的特征選擇對(duì)應(yīng)的下一級(jí)索引目錄。
[0042]B、采用視覺(jué)系統(tǒng)獲取汽車前方的物品圖像；
[0043]C、計(jì)算出物品體積、質(zhì)量和速度信息，并采用質(zhì)地識(shí)別技術(shù)將物品圖像
[0044]分類表進(jìn)行比對(duì)，得出物品材質(zhì)；獲取自身車輛的體積、質(zhì)量和速度信息。
[0045]步驟C中還包括:如果未找到對(duì)應(yīng)的特征，根據(jù)物品圖像在特征庫(kù)中增加新的特征。
[0046]D、根據(jù)體積、質(zhì)量、速度信息和材質(zhì)設(shè)定估算條件，如果估算條件超過(guò)
[0047]預(yù)設(shè)的門限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制。
[0048]步驟D中，估算條件為預(yù)計(jì)碰撞時(shí)間，如果預(yù)計(jì)碰撞時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)的時(shí)間門限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制；安全處理機(jī)制包括預(yù)警、減速、剎車等；不同材質(zhì)的物品對(duì)應(yīng)的時(shí)間門限值不同。
[0049]估算條件也可以是物品體積，如果體積小于預(yù)設(shè)的體積限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制；安全處理機(jī)制包括繞開物品。
[0050]估算條件還可以是物品方位，如果物品方位偏離汽車運(yùn)行正前方的角度超過(guò)預(yù)設(shè)的角度限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制；安全處理機(jī)制包括繞開物品。
[0051]繞開物品所需的偏差值計(jì)算參見(jiàn)圖2:
[0052]if ((AA > CC) &time (AA — A) > safe)
[0053]{
[0054]Yl = Yl+偏移量
[0055]Xl = Xl+ 偏移量
[0056]}
[0057]Else if ((AA > CC) &time (AA — A) < safe)
[0058]{
[0059]Yl = Yl+ 偏移量
[0060]X2 = X2+ 偏移量
[0061]}
[0062]其他類推
[0063]門限值有多個(gè)，每個(gè)門限值對(duì)應(yīng)不同的安全處理機(jī)制。
[0064]我們要解決的問(wèn)題是在高速運(yùn)動(dòng)中，比如超過(guò)每小時(shí)100公里或達(dá)到每小時(shí)200公里的速度時(shí)，能夠最高速度的預(yù)警，就是在高速運(yùn)動(dòng)中能夠起到防碰撞預(yù)警。而且最關(guān)鍵的技術(shù)是不僅能在高速運(yùn)動(dòng)中能夠起到預(yù)警的效果，讓物體防碰撞，而且還要做到在如此高效的預(yù)警情況之下，我們預(yù)警的設(shè)備、系統(tǒng)和本發(fā)明方法還是要最低廉的、最廉價(jià)的，能夠讓這樣的系統(tǒng)和本發(fā)明方法能夠得到全社會(huì)普及，這就是我們的創(chuàng)造發(fā)明所要解決的問(wèn)題。
[0065]本發(fā)明首先依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表，通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)獲取汽車前方的物品圖像，獲取體積、質(zhì)量、速度信息，并將物品圖像跟分類表進(jìn)行比較，得到材質(zhì)信息。由于本發(fā)明通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)即可同時(shí)獲得體積、質(zhì)量、速度、材質(zhì)信息，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)采集的方式，提高了數(shù)據(jù)采集效率，且降低了硬件投入成本；而通過(guò)查表方式即可獲得材質(zhì)信息，簡(jiǎn)化本發(fā)明方法，大幅降低了運(yùn)算過(guò)程，縮短了運(yùn)算時(shí)間，這也有利于降低開發(fā)難度和成本，便于推廣應(yīng)用。因此，本發(fā)明可以用更短的時(shí)間得出防碰撞所需的信息，能以較低的成本在更高速度運(yùn)行時(shí)準(zhǔn)確預(yù)警和防碰撞。
[0066]本發(fā)明方法產(chǎn)生的背景:是因?yàn)橛贸Ｒ?guī)的本發(fā)明方法去計(jì)算并不是完全不能達(dá)到高速這個(gè)關(guān)鍵詞，也許本發(fā)明方法不是足夠的好，但是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度、CPU速度足夠的快，也許可以彌補(bǔ)本發(fā)明方法的不足。但是，在同樣的CPU速度之下，如果能夠簡(jiǎn)化本發(fā)明方法，并且能夠提高本發(fā)明方法的準(zhǔn)確率，那么，將有可能讓我們的本發(fā)明方法與系統(tǒng)成本下降，讓這項(xiàng)技術(shù)發(fā)明得到民用或軍用中的普及。
[0067]也就是本發(fā)明方法本身的特征及本發(fā)明方法本身的過(guò)程以及它的實(shí)現(xiàn)，這個(gè)一系列的關(guān)鍵數(shù)據(jù)、特征導(dǎo)致了是否能降低成本。本發(fā)明方法和成本本身息息相關(guān)，如果單獨(dú)去提高硬件產(chǎn)品的速度，無(wú)疑是增加了硬件的成本，也許可以彌補(bǔ)本發(fā)明方法的不足，但是不能得到普及。所以說(shuō)本發(fā)明最重要的做法在于如何用最低廉的成本的支出，能做出物體高速運(yùn)動(dòng)中的防碰撞的系統(tǒng)，所以說(shuō)本發(fā)明方法是關(guān)鍵。
[0068]那么用什么樣的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的本發(fā)明方法及防碰撞？
[0069]I)首先，從普通的學(xué)術(shù)范圍，大概的院校模式的本發(fā)明方法都是以理論為基礎(chǔ)，而本發(fā)明以實(shí)踐為基礎(chǔ)，與前者有倒過(guò)來(lái)的想法和創(chuàng)新。
[0070]本發(fā)明方法大家都追求，本發(fā)明方法其實(shí)在語(yǔ)言程序里可以把它看做一個(gè)FUNCT1N，就是一個(gè)函數(shù)，如何用一種函數(shù)的方式去實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)高效、低成本的本發(fā)明方法，那么就給我們提出了一個(gè)課題。
[0071 ] 常規(guī)的函數(shù)會(huì)有很多的參數(shù)，參數(shù)的值和特征，參數(shù)羅列的多與少，參數(shù)本身的背景，都直接會(huì)影響到FUNC10N的效率以及準(zhǔn)確度，以及這個(gè)FUNCT1N在運(yùn)行的CPU產(chǎn)品的上的成本。
[0072]接下來(lái)，我們對(duì)FUNCT1N所謂的函數(shù)本發(fā)明方法做一個(gè)基本的闡述:
[0073]我們可以把他做為一個(gè)條框來(lái)基本的分析。
[0074]這個(gè)FUNCT1N有幾個(gè)參數(shù):
[0075]第一、外部環(huán)境的參數(shù)。就是當(dāng)我們把FUNCT1N自己做為一個(gè)物體時(shí)，它要去判斷另一個(gè)物體是否要和自己碰撞，還是自己要和別人碰撞的時(shí)候，它一定要有一個(gè)外部的背景環(huán)境，那就是說(shuō)參數(shù)中一定要包括另一個(gè)物體的運(yùn)行速度。
[0076]第二、自身運(yùn)行的速度。
[0077]第三、就是第一個(gè)物體運(yùn)行的方向和自身運(yùn)行的方向。
[0078]第四、他們分別處于哪個(gè)安全系數(shù)之內(nèi)。比如我們會(huì)設(shè)想一個(gè)基本的參數(shù)系數(shù)，就是當(dāng)它們具備什么樣的速度情況下會(huì)碰撞，或者在什么樣的碰撞之下是安全的，在什么樣的參數(shù)下碰撞是不安全的，或者在什么樣的時(shí)間段內(nèi)不會(huì)碰撞，那么就不需要預(yù)警。
[0079]這一切都是一個(gè)基本的輪廓。
[0080]其實(shí)這些參數(shù)的輸入和輸出，然后給它一個(gè)輸出過(guò)程，YES和NO的過(guò)程，是O和I的過(guò)程，如果是I的話，表示會(huì)碰撞，我們就要預(yù)警，如果是0，代表不會(huì)碰撞，就不要預(yù)警。
[0081]但是這樣一個(gè)FUNCT1N并沒(méi)有什么厲害之處，也沒(méi)什么特別，很普通，讓任何一個(gè)人去算，可能都會(huì)這么描述，但這里面有個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，就是如何給他一個(gè)參考表，就是讓他以最快的查表的方式，這個(gè)查表的方式也不是新鮮，但是查什么表，這個(gè)表如何生成，這是這個(gè)發(fā)明創(chuàng)造的核心。
[0082]因?yàn)楹芏嗟胤降谋景l(fā)明方法都可以以查表的方式算出拋物線、算出其他等等的數(shù)值或線性的一些值，這些都不是創(chuàng)新，但是如何產(chǎn)生這個(gè)表的本身是創(chuàng)新過(guò)程。
[0083]那么我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)這個(gè)表的本身。這個(gè)表應(yīng)該是我們面對(duì)一個(gè)事物所要實(shí)現(xiàn)的功能而羅列和產(chǎn)生出來(lái)的:
[0084]第一、比如說(shuō)我們要求是低成本，我們要求高速度，超過(guò)100碼甚至到達(dá)200碼的速度，這時(shí)兩個(gè)物體相互都在運(yùn)行，有可能是相向運(yùn)行，有可能是同向運(yùn)行，這一切的話，有可能是同向，但不同角度，有可能是同向同角度，有可能是相向同角度，或是相向不同角度，那么這一切都導(dǎo)致了物體到最后是否會(huì)發(fā)生碰撞的基本的參考，但這一切還不是最重要的，因?yàn)槠胀ū景l(fā)明方法這些也可以羅列出來(lái)。
[0085]而最關(guān)鍵是什么呢，是我們要讓這個(gè)防碰撞系統(tǒng)懂得學(xué)習(xí)，它能夠很智能，學(xué)習(xí)它。比方說(shuō)，如果說(shuō)我們這個(gè)物體自重是多少，慣性是多少，在多少速度之下它停止之后還能往前滑行多遠(yuǎn)，這是我們自身。我們還要判斷對(duì)方，對(duì)方物體，我們是否能夠知道它自身的體積是多少，重量大概是多少，速度大概是多少，在多大速度之下的話即使立刻剎車、立即停止，它還能滑行多遠(yuǎn)，這等等一系列數(shù)據(jù)都是非常關(guān)鍵的。
[0086]但是把第一個(gè)物體和自身相比較來(lái)說(shuō)，要懂得自身的速度還是比較容易的，因?yàn)槲覀儗?duì)自己比較了解，這個(gè)檢測(cè)設(shè)備就裝在自身上，自身速度的大小、體重多少，當(dāng)多少速度時(shí)乘以多少系數(shù)，按什么樣的力度剎車，讓物體能夠完全停下來(lái)。
[0087]更關(guān)鍵的是我們?nèi)绾瓮ㄟ^(guò)一個(gè)本發(fā)明方法，或通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，能夠知道前方、遠(yuǎn)方的一個(gè)物體的體積大小，它的質(zhì)量大概是多少，速度大概是多少。如果能把體積、質(zhì)量、速度基本能確定下來(lái)，這才是這個(gè)本發(fā)明方法的核心。
[0088]這個(gè)核心里的核心如何實(shí)現(xiàn)？這當(dāng)中將要采用部分的視覺(jué)系統(tǒng)，毫無(wú)疑問(wèn)，我們的這個(gè)本發(fā)明方法里面一定有一個(gè)機(jī)器的視覺(jué)系統(tǒng)，它能夠像人的眼睛一樣，至少能夠識(shí)別前方物體的大小，并且還能夠通過(guò)這個(gè)物體本身的加速度能夠預(yù)估出來(lái)它基本的質(zhì)量，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)幾大范疇去變化。
[0089]第一，預(yù)防防碰撞的東西，如果我們能夠知道對(duì)方，比如說(shuō)是汽車，那么一般的品質(zhì)質(zhì)量可以通過(guò)車輛的大小，可以判斷出來(lái)。如果說(shuō)我們前方是棉花，是個(gè)三輪車?yán)淮筌嚸藁?，我們可以通過(guò)一些基本的特征，能夠?qū)W習(xí)知道前方是棉花；雙比如車?yán)氖且卉嚰揖?，能夠?qū)W習(xí)判斷知道前方是家俱，拖拉機(jī)拉著的是一車磚塊，能夠判斷知道是磚塊。這些東西一定要通過(guò)視頻，通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)去識(shí)別。
[0090]相當(dāng)于是用人眼看到是什么車、是什么物體等等，通過(guò)它的速度、通過(guò)它的質(zhì)量我們就能知道，即使這個(gè)東西我們本身離它很遠(yuǎn)，我們能夠停止剎車剎住，如果剎不住，撞上它的話我們有怎樣的歸避措施。或者說(shuō)是當(dāng)我們知道這個(gè)物體前方的物體離我們很遠(yuǎn)，但是我們的速度要比他們快很多，他們的質(zhì)量又是相當(dāng)?shù)妮p薄，這個(gè)時(shí)候我們就可以把我們的防碰撞系統(tǒng)的系數(shù)設(shè)得更低一些，告訴自己預(yù)警的危險(xiǎn)程度，如果把預(yù)警程度高為5級(jí)或是10級(jí)的，就可以把這個(gè)本發(fā)明方法分門別類的，分成10個(gè)級(jí)別，看是一級(jí)預(yù)警還是二級(jí)預(yù)警，產(chǎn)成一個(gè)比較精確的預(yù)警過(guò)程。在這樣的情況下，就能夠使這個(gè)系統(tǒng)更加精準(zhǔn)。能夠真正讓這個(gè)系統(tǒng)在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)出10個(gè)級(jí)別的防碰撞系數(shù)，也就是說(shuō)在它真正碰撞之前能夠預(yù)估即使碰撞上危險(xiǎn)系數(shù)是多少，這是在高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中必須要掌握的，否則就沒(méi)有效果了。
[0091]這里面的本發(fā)明方法就是產(chǎn)生了一個(gè)視覺(jué)系統(tǒng)，來(lái)識(shí)別遠(yuǎn)方物體的速度、材質(zhì)以及它的體積，它的體積和材質(zhì)可以通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)識(shí)別，接下來(lái)就是視覺(jué)系統(tǒng)本身的本發(fā)明方法過(guò)程了
[0092]我們只有完成了視覺(jué)系統(tǒng)的本發(fā)明方法本身，才有可能以這個(gè)本發(fā)明方法本身為基礎(chǔ)推演到我們的速度過(guò)程運(yùn)算是否會(huì)碰撞的過(guò)程，因?yàn)榕鲎脖旧淼倪^(guò)程，任何一個(gè)稍懂技術(shù)的人都知道兩個(gè)速度之差加上時(shí)間，那就是一個(gè)會(huì)碰撞上的時(shí)間度。
[0093]下面開始對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)本身本發(fā)明方法做一個(gè)判斷。
[0094]比方說(shuō)，這個(gè)物體在我們這個(gè)物體前方，盡管我們的視覺(jué)系統(tǒng)看見(jiàn)了，但它很小，根本就不在我們的正前方，或者就在我們的正前方，而我們的物體只要稍給一些指令，繞過(guò)它就可以了。這時(shí)就變成了這個(gè)防碰撞系統(tǒng)的智能化，不能很單純的前面有物體，立馬停下來(lái)，其實(shí)前方是一只貓，它很小，它也跑，我們也在跑的話，不會(huì)因?yàn)橐恢回堉苯油Ｏ聛?lái)，而是要繞開它。
[0095]如果在你正前方偏一點(diǎn)，比如前方的5度，你跟他只有5度的重疊，那么它只是一輛自行車，你的速度很快，它的速度也很快，這時(shí)我們只要知道我們往右側(cè)5度重疊，那么我們的物體只要向左側(cè)旋轉(zhuǎn)5度，然后再繞過(guò)去，那么就能夠完完全全地避開它。
[0096]那么這個(gè)就是整個(gè)高速運(yùn)動(dòng)中的防碰撞本發(fā)明方法的核心了，就是說(shuō)雖然有兩個(gè)物體，雖然也能檢測(cè)到，但不能夠絕對(duì)化的、傻瓜式的規(guī)定為，前面有物體要碰撞了，就停下來(lái)，而是這里面的規(guī)避技術(shù)，我們防撞系統(tǒng)的本發(fā)明方法和系統(tǒng)重要的核心就是下面說(shuō)的視覺(jué)系統(tǒng)里面的判別，能夠讓這個(gè)防碰撞變成如何去規(guī)避、并且能夠智能化地提出一些指令，讓要碰撞的物體能夠繞開這個(gè)障礙物本身，這個(gè)才是真正到后期在高速運(yùn)動(dòng)中能夠規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的定義塊，因?yàn)樗俣群芸欤ㄟ^(guò)很遠(yuǎn)的距離，就靠目測(cè)判斷要碰撞上這個(gè)物體，前面是空曠無(wú)人，這個(gè)概率是很少的，一般情況，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)要碰撞的時(shí)候，其實(shí)已經(jīng)是來(lái)不及了，所以要學(xué)會(huì)規(guī)避它、繞開它，這才是真正在高速運(yùn)動(dòng)中能夠做到防碰撞的技術(shù)本身。
[0097]接下去，我們就是要判斷如何做到能夠規(guī)避的方法，也就是視覺(jué)圖像本發(fā)明方法的本身。
[0098]關(guān)于高速運(yùn)動(dòng)物體檢測(cè)防碰撞里面的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)是核心的一個(gè)部分，至于如何能夠用低成本的辦法去實(shí)現(xiàn)它，而且能夠在高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)分到5-10的預(yù)警，這是一個(gè)非常龐大的工程，它需要做一些非常完善的思考，應(yīng)該才能夠落到實(shí)處，把這個(gè)事情去完善。
[0099]對(duì)于我們來(lái)說(shuō)的話，其實(shí)我們做了一個(gè)非常大的事情，就是化繁為簡(jiǎn)，準(zhǔn)確地落實(shí)到一個(gè)實(shí)處，怎樣讓這個(gè)成本降下來(lái)，成本降下來(lái)，無(wú)非就是減少運(yùn)算時(shí)間，因?yàn)檫\(yùn)算時(shí)間越短，那么我們后期可提供的處理方式就會(huì)越多，如果我們的運(yùn)算時(shí)間越長(zhǎng)，那么毫無(wú)疑問(wèn)，哪怕CPU速度再快，對(duì)我們碰撞這前的預(yù)警所能提供的時(shí)間將會(huì)越短，哪怕是0.001秒鐘，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)都是非常寶貴的，所以說(shuō)在里面的話，我們的預(yù)警系統(tǒng)需要的能做的事情，那就是一定需要有一個(gè)高效的的本發(fā)明方法，那么這個(gè)本發(fā)明方法怎么來(lái)呢，下面就來(lái)探討一下，如何用最簡(jiǎn)單的辦法、用一個(gè)最高效的辦法、用一個(gè)成本最低的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)這一切。
[0100]首先，當(dāng)一切我們的物體在前方的時(shí)候，當(dāng)跟我們是同向也好，相向也好，這都不是太大的問(wèn)題，關(guān)鍵是到底這個(gè)物體是什么，如果是一張紙片飄過(guò)，那我們是否也要去瘋狂的停住、瘋狂的去繞道而行。對(duì)于這些誤報(bào)的話，對(duì)于在高速運(yùn)動(dòng)物體中的方向轉(zhuǎn)變無(wú)疑是一件非常危險(xiǎn)的事情。那么就要讓我們?nèi)ヅ袛噙@個(gè)物體是什么，是在目前的社會(huì)當(dāng)中存在的技術(shù)都有一定的難度。
[0101 ] 物體倒底是什么，是一只貓，還是一只狗，還是一個(gè)人，還是一輛車，
[0102]還是一片紙片，還是飛到前面的一片鵝毛等等，這一切都需要解決。我們的項(xiàng)目采取了最最可靠的一種方法，那就是真正的質(zhì)地識(shí)別技術(shù)，就是每樣的材料，都有一種的識(shí)別辯別的方法，我們能夠準(zhǔn)確地判斷出它的材料，體積大小的話通過(guò)圖像區(qū)域，通過(guò)遠(yuǎn)近距離，這種已經(jīng)是很成熟的系統(tǒng)了，不用再過(guò)多地描述它。
[0103]比如說(shuō)這個(gè)物體離我們多遠(yuǎn)，大概是多大，體積的話這個(gè)沒(méi)問(wèn)題；材質(zhì)呢，我們要分預(yù)警級(jí)別，如果是堆棉花，我們?cè)撊绾闻袛噙@個(gè)預(yù)警級(jí)別；如果前面堆著一堆干柴，物體沖上去會(huì)是一個(gè)什么情況，那一定才是真正提出預(yù)警的一個(gè)級(jí)別。如果前面是一堆棉花、一堆鵝毛，前面是一群小貓小狗，我們總要對(duì)這些情況進(jìn)行分門別類的區(qū)分，如果是一概而論的話，那么毫無(wú)疑問(wèn)，物體在高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的誤報(bào)就會(huì)太多了，一會(huì)說(shuō)是要停止，一會(huì)說(shuō)是要繞路，一會(huì)說(shuō)是要加速，一會(huì)又要減速，這是一個(gè)非常不舒服的過(guò)程，根本就不能成為實(shí)用型，也不能夠推向市場(chǎng)，更不可能采用低成本了，因?yàn)榈教幨钦`報(bào)。
[0104]如何解決這個(gè)問(wèn)題，下面就開始聊這個(gè)核心:其實(shí)這些方法并不是什么高端，但它確實(shí)可行。因?yàn)樵谀壳暗膱D像識(shí)別技術(shù)里面對(duì)這種所謂的質(zhì)地識(shí)別還是非常有限的，質(zhì)地識(shí)別的話，我們可以完完全全鎖定一個(gè)層面，那就是我們防碰撞是為了什么。我們大概可以羅列一些在高速運(yùn)動(dòng)中的物體的一些特性，那么我們可以建一個(gè)庫(kù)，這些基本的物質(zhì)的一些庫(kù)，把它們的重要的像素值經(jīng)過(guò)我們的編程，羅列、篩選和排列，那么這時(shí)它就具備了一特性庫(kù)，就相當(dāng)于病毒庫(kù)一樣，那么把它建成了一個(gè)特征庫(kù)以后，當(dāng)我們后續(xù)當(dāng)中出現(xiàn)了這些病毒庫(kù)中的特征之后，我們?nèi)ブ鹨坏馗鼘?duì)比，分別哪個(gè)最捷徑，那么我們采用一種最高效的本發(fā)明方法，篩選出最近的一個(gè)東西，那么我猜想的話，就有可能至少做到，誤報(bào)過(guò)程很低。
[0105]接下來(lái)就是如何做到能夠更準(zhǔn)確的掃描到我們這個(gè)特征庫(kù)呢？很簡(jiǎn)單，我們可以把每個(gè)特征做一個(gè)簡(jiǎn)單的索引，索引當(dāng)中再建一個(gè)細(xì)分索引，而細(xì)分索引再建一個(gè)三級(jí)索弓丨，就是由三級(jí)索引分別索引出它的內(nèi)部的特征。由關(guān)鍵特征為第一級(jí)，細(xì)分特征和細(xì)細(xì)分特征，這樣的話我們就能夠首先從最關(guān)鍵的特征庫(kù)當(dāng)中也許每個(gè)特征庫(kù)，可能就一兩百個(gè)字節(jié)，那么這個(gè)時(shí)候，我們?cè)诟咚貱PU運(yùn)行過(guò)程中的話，可能只要花0.01秒就能完成了，為什么？因?yàn)榭赡芮懊嬷挥?0個(gè)字節(jié)，以這種最快速的方法，可能只要花非常短的時(shí)間就能夠識(shí)別出來(lái)，而這個(gè)時(shí)候，當(dāng)我們的速度達(dá)到每小時(shí)60公里，還是100公里甚至達(dá)到150公里，它就有可能能夠完成在這個(gè)高速運(yùn)動(dòng)中可能的我們的預(yù)警時(shí)間只有I秒，這時(shí)我們能夠用到十分之一秒的時(shí)間去能夠計(jì)算出前面的危險(xiǎn)系數(shù)，而實(shí)時(shí)的判斷出給出0-10級(jí)的一個(gè)預(yù)警方案和預(yù)警過(guò)程，那么它基本上就完成了。
[0106]所以這里面最關(guān)鍵的本發(fā)明方法是索引級(jí)，就是我們先建特征庫(kù)，在特征庫(kù)里進(jìn)行一個(gè)三度索引，把最關(guān)鍵的索引值用幾十個(gè)字節(jié)去代替，這樣就基本已經(jīng)完成了。就是用最關(guān)鍵的三級(jí)索引的方式完成了這個(gè)圖像識(shí)別的過(guò)程，然后就是數(shù)據(jù)的更新、機(jī)器的學(xué)習(xí)過(guò)程，比如說(shuō)下次碰到一個(gè)庫(kù)里沒(méi)有的東西，系統(tǒng)能夠隨時(shí)把這個(gè)東西檢測(cè)下來(lái)，然后存入數(shù)據(jù)庫(kù)，而通過(guò)我們自己數(shù)據(jù)的自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠提取出這個(gè)特征庫(kù)，然后進(jìn)行索引，還能進(jìn)行三級(jí)索引，把最關(guān)鍵的關(guān)鍵特征用幾十個(gè)字節(jié)來(lái)去描述它并加入到索引庫(kù)當(dāng)中去。這樣的話，因?yàn)槭孪炔豢赡芟氲胶芡暾?，讓系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中去學(xué)習(xí)，具備自學(xué)功能，這樣就能夠完善了高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中防碰撞的檢測(cè)和預(yù)警過(guò)程。
[0107]自學(xué)功能還具備分享，在這種設(shè)備逐步實(shí)用和普及的時(shí)候，它們各自所學(xué)習(xí)的特征庫(kù)，可以通過(guò)設(shè)備系統(tǒng)自建的云數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行相互分享，相互學(xué)習(xí)，把龐大、海量數(shù)據(jù)特征的學(xué)習(xí)過(guò)程交給成千上萬(wàn)的設(shè)備各自去學(xué)習(xí)，在各自設(shè)備靜默或是待機(jī)的時(shí)候，進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，完成每個(gè)設(shè)備資源的共享，這樣就大大完善了特征庫(kù)的內(nèi)容，提高了特征庫(kù)及預(yù)警庫(kù)的升級(jí)效率。
[0108]在預(yù)警級(jí)別中，在獲得了海量數(shù)據(jù)過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的劃分，其實(shí)在各個(gè)地區(qū)和城市，繁華程度不同，街道程度不同，在路上跑的特征也不同。
[0109]比如，在一線城市，看不到自行車，看不到電瓶車，甚至看不到摩托車，在二線城市，有可能看到的滿街跑的是電瓶車，而在三線城市，有可能看到的滿街跑的是自行車，或者在四線城市看到的就是馬車、驢車等等。
[0110]我們根據(jù)這些信息，通過(guò)GPS定位，當(dāng)你進(jìn)入某一種城市區(qū)域的時(shí)候，我們會(huì)把當(dāng)?shù)氐氖鹿事省⑷菀装l(fā)生相撞的材質(zhì)特征、甚至是關(guān)鍵路段及路口，把當(dāng)?shù)氐念愃七@樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)時(shí)更新，把這些吻合當(dāng)?shù)氐奶卣鲙?kù)的數(shù)據(jù)預(yù)警優(yōu)先級(jí)提升，這樣不僅可以更加縮短海量數(shù)據(jù)的查找時(shí)間，更能夠吻合具體的城市、具體的路段、具體的材質(zhì)特征、最具碰撞危險(xiǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行資源整合和共享，形成一個(gè)超海量的安全系統(tǒng)。
[0111]這種系統(tǒng)的推行和實(shí)用，將會(huì)為國(guó)家的民營(yíng)經(jīng)濟(jì)甚至是軍事裝備，提供有力價(jià)值。
[0112]實(shí)施例二
[0113]如圖3所示，本實(shí)施方式公開的一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞系統(tǒng)，其包括依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表模塊1，獲取汽車前方的物品圖像的視覺(jué)系統(tǒng)2 ;與視覺(jué)系統(tǒng)和分類表模塊耦合的質(zhì)地識(shí)別模塊3 ;與視覺(jué)系統(tǒng)耦合的用于獲取物品和自身車輛的體積、質(zhì)量和速度信息的采集模塊4 ;與采集模塊耦合的根據(jù)體積、質(zhì)量、速度信息和材質(zhì)設(shè)定估算條件，并根據(jù)估算條件跟預(yù)設(shè)的門限值比較的比較模塊5，與比較模塊耦合的用于啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制的安全處理模塊6。
[0114]分類表模塊還包括至少三級(jí)索引目錄的物品材質(zhì)特征的特性庫(kù)8。防碰撞系統(tǒng)還包括根據(jù)物品圖像在特征庫(kù)中增加新特征的學(xué)習(xí)模塊7。
[0115]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法,包括步驟: A、依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表； B、采用視覺(jué)系統(tǒng)獲取汽車前方的物品圖像； C、計(jì)算出物品體積、質(zhì)量和速度信息，并采用質(zhì)地識(shí)別技術(shù)將物品圖像分類表進(jìn)行比對(duì)，得出物品材質(zhì)；獲取自身車輛的體積、質(zhì)量和速度信息； D、根據(jù)體積、質(zhì)量、速度信息和材質(zhì)設(shè)定估算條件，如果估算條件超過(guò)預(yù)設(shè)的門限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制。
2.如權(quán)利要求1所述的一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法，其特征在于， 所述步驟D中，所述估算條件為預(yù)計(jì)碰撞時(shí)間，如果預(yù)計(jì)碰撞時(shí)間超過(guò)預(yù)設(shè)的時(shí)間門限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制；所述安全處理機(jī)制包括減速或剎車；所述不同材質(zhì)的物品對(duì)應(yīng)的時(shí)間門限值不同。
3.如權(quán)利要求1所述的一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法，其特征在于， 所述步驟D中，所述估算條件為物品體積，如果體積小于預(yù)設(shè)的體積限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制；所述安全處理機(jī)制包括繞開所述物品。
4.如權(quán)利要求1所述的一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法，其特征在于， 所述步驟D中，所述估算條件為物品方位，如果物品方位偏離汽車運(yùn)行正前方的角度超過(guò)預(yù)設(shè)的角度限值，則啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制；所述安全處理機(jī)制包括繞開所述物品。
5.如權(quán)利要求1所述的一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法，其特征在于， 所述步驟A中，所述分類表包括物品材質(zhì)的特征庫(kù)，所述特征庫(kù)包括至少三級(jí)索引目錄，所述后一級(jí)索引目錄包含的物品材質(zhì)特征數(shù)量大于前一級(jí)索引目錄；所述步驟C中，先將物品圖像跟前一級(jí)索引目錄比較，如果不能確定材質(zhì)，再根據(jù)最接近的特征選擇對(duì)應(yīng)的下一級(jí)索引目錄。
6.如權(quán)利要求5所述的一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法，其特征在于，所述步驟C中還包括:如果未找到對(duì)應(yīng)的特征，根據(jù)物品圖像在特征庫(kù)中增加新的特征。
7.如權(quán)利要求1?6任一所述的一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞方法,其特征在于,所述門限值有多個(gè)，每個(gè)門限值對(duì)應(yīng)不同的安全處理機(jī)制。
8.—種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞系統(tǒng),其特征在于,包括依據(jù)物品材質(zhì)建立分類表模塊，獲取汽車前方的物品圖像的視覺(jué)系統(tǒng)；與視覺(jué)系統(tǒng)和分類表模塊耦合的質(zhì)地識(shí)別模塊；與視覺(jué)系統(tǒng)耦合的用于獲取物品和自身車輛的體積、質(zhì)量和速度信息的采集模塊；與采集模塊耦合的根據(jù)體積、質(zhì)量、速度信息和材質(zhì)設(shè)定估算條件，并根據(jù)估算條件跟預(yù)設(shè)的門限值比較的比較模塊，與比較模塊耦合的用于啟動(dòng)預(yù)設(shè)的安全處理機(jī)制的安全處理模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞系統(tǒng),其特征在于,所述分類表模塊還包括至少三級(jí)索引目錄的物品材質(zhì)特征的特性庫(kù)。
10.如權(quán)利要求9所述的一種物體高速運(yùn)動(dòng)的防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述防碰撞系統(tǒng)還包括根據(jù)物品圖像在特征庫(kù)中增加新特征的學(xué)習(xí)模塊。
【文檔編號(hào)】G06K9/62GK104166858SQ201410383682
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】張錦奇, 許婧 申請(qǐng)人:張錦奇