專利名稱：一種集成全景泊車和車道偏離報(bào)警功能的駕駛輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種汽車駕駛輔助系統(tǒng)，特別是關(guān)于ー種可以自動(dòng)切換全景泊車或車道偏離報(bào)警功能的駕駛輔助系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，越來(lái)越多的汽車開(kāi)始進(jìn)入普通家庭，同時(shí)由于交通事故所引發(fā)的種種問(wèn)題也在逐漸增多，因此人們對(duì)汽車駕駛的安全度也日益關(guān)注。當(dāng)被動(dòng)安全系統(tǒng)無(wú)法完全避免交通事故時(shí)，汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)(又稱汽車駕駛輔助系統(tǒng))，有全景泊車輔助系統(tǒng)、車道偏離報(bào)警輔助系統(tǒng)等。全景泊車輔助系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)提供駕駛員泊車所需要的汽車全景圖像，消除汽車四周的視覺(jué)盲區(qū)，幫助駕駛員更加精準(zhǔn)地泊車。車道偏離報(bào)警輔助系統(tǒng)可以通過(guò)報(bào)警的方式輔助駕駛員減少汽車因偏離行駛車道而發(fā)生的交通事故。由于目前的汽車駕駛輔助系統(tǒng)還不能同時(shí)提供上述兩種系統(tǒng)所提供的功能，因此汽車駕駛員想要提高駕車的安全性，就需要在汽車上安裝不同的汽車駕駛輔助系統(tǒng)。若同時(shí)安裝幾個(gè)汽車駕駛輔助系統(tǒng)，不但會(huì)増加硬件和軟件成本，還會(huì)增加安裝的復(fù)雜度，同時(shí)也會(huì)影響到車內(nèi)空間的美觀。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種既可以提高產(chǎn)品的集成度，降低產(chǎn)品的軟、硬件成本；又可以優(yōu)化車內(nèi)空間的集成全景泊車和車道偏離報(bào)警功能的駕駛輔助系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案ー種集成全景泊車和車道偏離報(bào)警功能的駕駛輔助系統(tǒng)，它包括安裝在汽車外面的前、后、左、右四個(gè)方向的攝像頭，設(shè)置在駕駛室內(nèi)的圖像采集模塊，車輛行駛參數(shù)采集模塊，信號(hào)處理模塊，人機(jī)界面模塊和連接各用電設(shè)備的電源模塊；所述信號(hào)處理模塊設(shè)置有畸變校正模塊、車道線識(shí)別模塊、車道偏離報(bào)警算法模塊、報(bào)警信號(hào)輸出模塊、鳥(niǎo)瞰透視變換模塊、圖像拼接模塊和全景俯視圖輸出模塊；所述信號(hào)處理模塊根據(jù)讀取的所述車輛行駛參數(shù)采集模塊采集的車輛行駛參數(shù)，判斷系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)入全景泊車功能模式還是車道偏離報(bào)警功能模式，并自動(dòng)切換功能模式；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入所述全景泊車功能模式時(shí)，所述圖像采集模塊啟動(dòng)各所述攝像頭，并將各所述攝像頭采集的模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻圖像后，傳輸給所述信號(hào)處理模塊；經(jīng)所述信號(hào)處理模塊中的所述畸變校正模塊進(jìn)行畸變校正，所述鳥(niǎo)瞰透視變換模塊進(jìn)行透視變換，所述圖像拼接模塊進(jìn)行圖像拼接后，經(jīng)所述全景俯視圖輸出模塊呈現(xiàn)在所述人機(jī)界面模塊上；當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入所述車道偏離報(bào)警功能模式時(shí)，所述圖像采集模塊啟動(dòng)相應(yīng)的攝像頭，并將所述攝像頭采集的模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻圖像后，傳輸給所述信號(hào)處理模塊；經(jīng)所述信號(hào)處理模塊中的所述畸變校正模塊進(jìn)行畸變校正，所述車道線識(shí)別算法模塊進(jìn)行車道線識(shí)別算法處理，所述車道偏離報(bào)警算法模塊進(jìn)行報(bào)警決策后，經(jīng)所述報(bào)警信號(hào)輸出模塊將報(bào)警信號(hào)輸出。所述攝像頭在每ー個(gè)方向上設(shè)置的數(shù)量為ー個(gè)以上。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入車道偏離報(bào)警功能模式時(shí)，所述圖像采集模塊啟動(dòng)相應(yīng)的攝像頭為左視攝像頭和右視攝像頭。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入車道偏離報(bào)警功能模式時(shí)，所述圖像采集模塊啟動(dòng)相應(yīng)的攝像頭為前視攝像頭。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于在ー套全景泊車功能硬件平臺(tái)上集成了全景泊車功能和車道偏離報(bào)警功能，并實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)功能模式的自動(dòng)切換，因此不但提高了產(chǎn)品的集成度和使用率，又降低了軟、硬件成本，提高了車內(nèi)空間的舒適度。2、本實(shí)用新型一旦通電就會(huì)自啟動(dòng)，信號(hào)處理模塊能夠根據(jù)車輛行駛參數(shù)采集模塊的車輛行駛參數(shù)，自動(dòng)判斷當(dāng)前應(yīng)該進(jìn)入全景泊車功能模式還是車道偏離報(bào)警功能模式，并且切換到相應(yīng)的功能模式，無(wú)需人工干預(yù)，使用非常安全方便。3、本實(shí)用新型的各個(gè)模塊可以根據(jù)不同的車型安裝在不同的位置，能夠方便靈活地實(shí)現(xiàn)全景泊車功能和車道偏離報(bào)警功能。本實(shí)用新型能夠廣泛地應(yīng)用于各種車輛中，有效地防止交通事故的發(fā)生。
圖I是本實(shí)用新型的硬件組成示意圖圖2是本實(shí)用新型主要模塊在車中的布置位置示意圖圖3是本實(shí)用新型的功能實(shí)現(xiàn)模塊流程圖
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)地描述。如圖I所示，本實(shí)用新型的硬件主要包括前視攝像頭I、后視攝像頭2、左視攝像頭3和右視攝像頭4四個(gè)方向的攝像頭，圖像采集模塊5，車輛行駛參數(shù)采集模塊6，電源模塊7，信號(hào)處理模塊8和人機(jī)界面模塊9。如圖2所示，前視攝像頭I安裝在車頭的車標(biāo)附近，前視攝像頭I的光軸以2 —定的俯仰角指向車摘的正如方；后視攝像頭2安裝在后保險(xiǎn)杠或車牌上方,后視攝像頭2的光軸以一定的俯仰角指向車摘正后方；左視攝像頭3安裝在左側(cè)后視鏡上,左視攝像頭3的光軸垂直指向地面；右視攝像頭4安裝在右側(cè)的后視鏡上，右視攝像頭4的光軸垂直指向地面。根據(jù)各種車輛布局的不同，可以將信號(hào)處理模塊8和人機(jī)界面模塊9安裝在不同的位置，通常是將信號(hào)處理模塊8安裝在駕駛臺(tái)右側(cè)的下方，將人機(jī)界面模塊9安裝在車輛駕駛臺(tái)的中央位置。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，電源模塊7分別給圖像采集模塊5、車輛行駛參數(shù)采集模塊6、信號(hào)處理模塊8和人機(jī)界面模塊9進(jìn)行供電。四個(gè)方向的攝像頭通過(guò)模擬視頻線10將采集到的模擬視頻圖像傳輸給圖像采集模塊5。圖像采集模塊5將模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻圖像后，通過(guò)數(shù)字視頻線11傳輸給信號(hào)處理模塊8。車輛行駛參數(shù)采集模塊6通過(guò)CAN總線12將采集到的車輛行駛參數(shù)傳輸給信號(hào)處理模塊8，其中車輛行駛參數(shù)包括車速，左、右轉(zhuǎn)向信號(hào)，剎車信號(hào)，倒車信號(hào)等。信號(hào)處理模塊8通過(guò)CAN總線12向車輛行駛參數(shù)采集模塊6發(fā)出信號(hào)請(qǐng)求指令。信號(hào)處理模塊8根據(jù)車輛行駛參數(shù)采集模塊6采集到的車輛行駛參數(shù)，判斷當(dāng)前應(yīng)該進(jìn)入全景泊車功能模式還是車道偏離報(bào)警功能模式，然后通過(guò)I2C總線13發(fā)送指令給圖像采集模塊5，配置圖像采集模塊5中的寄存器，或者讀取采集模塊5中的寄存器中的數(shù)值，圖像采集模塊5通過(guò)I2C總線13接收信號(hào)處理模塊8發(fā)送的指令，啟動(dòng)相應(yīng)的攝像頭，攝像頭開(kāi)始采集視頻圖像。信號(hào)處理模塊8對(duì)輸入的數(shù)字視頻圖像進(jìn)行一系列處理后，通過(guò)CAN總線12將結(jié)果輸出到人機(jī)界面模塊9上。人機(jī)界面模塊9通過(guò)CAN總線12向信號(hào)處理模塊8發(fā)送系統(tǒng)的工作狀態(tài)，比如開(kāi)啟、關(guān)閉、報(bào)警靈敏度等。在信號(hào)處理模塊8中設(shè)置有畸變校正模塊17、車道線識(shí)別模塊18、車道偏離報(bào)警算法模塊19、報(bào)警信號(hào)輸出模塊20、鳥(niǎo)瞰透視變換模塊21、圖像拼接模塊22和全景俯視圖輸出模塊23。其中畸變校正模塊17用于對(duì)輸入的數(shù)字視頻圖像的畸變校正。對(duì)于相同的傳感器和鏡頭，其畸變系數(shù)也是相同的，因此可以在攝像頭標(biāo)定時(shí)建立畸變校正查詢表格，通過(guò)查表計(jì)算快速實(shí)現(xiàn)畸變校正。在本實(shí)例中，攝像頭采用相同的傳感器芯片，但是鏡頭視場(chǎng)角是各不相同的，因此需要建立4張不同的畸變校正表格。車道線識(shí)別模塊18可以根據(jù)數(shù)字視頻圖像中的灰度突變檢測(cè)車道線的邊界點(diǎn)，然后進(jìn)行Hough變換后擬合成車道線方程。如果采用前視攝像頭I作為車道偏離報(bào)警功能模式的采集設(shè)備，可以識(shí)別車道線的內(nèi)側(cè)邊緣或外側(cè)邊緣或中線。如果采用左視攝像頭3和右視攝像頭4作為車道偏離報(bào)警功能模式的采集設(shè)備，需要識(shí)別車道線的外側(cè)邊緣，這是由于當(dāng)車輛偏向ー側(cè)車道線時(shí)，車道線在該側(cè)攝像頭采集的視頻圖像中的位置總是從遠(yuǎn)離車輛的方向逐漸靠近車輛，當(dāng)車道線被車輛遮擋時(shí)，車道線的內(nèi)側(cè)邊緣總是先在圖像中消失，因此，需要識(shí)別車道線的外側(cè)邊緣。車道偏離報(bào)警算法模塊19用于對(duì)輸入的數(shù)字視頻圖像的進(jìn)行車道偏離報(bào)警算法處理。如果采用前視攝像頭I作為車道偏離報(bào)警功能模式的采集設(shè)備，可以根據(jù)車體中心與車道線的相對(duì)位置、車輛行駛的行偏角和當(dāng)前車輛的車輛行駛參數(shù)來(lái)判斷車輛偏離車道的可能性。如果采用左視攝像頭3和右視攝像頭4作為車道偏離報(bào)警功能模式的采集設(shè)備，由于左視攝像頭3和右視攝像頭4安裝在兩個(gè)后視鏡上，無(wú)法實(shí)時(shí)測(cè)量車道線與車輛的相對(duì)位置和車輛行駛的行偏角，但可以根據(jù)車道線在圖像中位置的變化趨勢(shì)和車輛行駛參數(shù)判斷車輛偏離車道的可能性。當(dāng)車輛靠近ー側(cè)車道線時(shí)，車道線在該側(cè)圖像中的位置總是從遠(yuǎn)離車輛的方向逐漸靠近車輛，當(dāng)車道線被車輛遮擋時(shí)，車道線就會(huì)在圖像中消失，則車輛具有偏離車道的趨勢(shì)，系統(tǒng)觸發(fā)報(bào)警機(jī)制。報(bào)警信號(hào)輸出模塊20用于輸出車道偏離報(bào)警信號(hào)。由于車速較快，駕駛員不可能一直盯著人機(jī)界面模塊9的顯示器看，因此報(bào)警信號(hào)同時(shí)以語(yǔ)音信號(hào)和光電信號(hào)輸出。鳥(niǎo)瞰透視變換模塊21是為了讓駕駛員更加清楚的看到車輛周圍360度環(huán)境的視頻圖像，將周圍環(huán)境的側(cè)視圖轉(zhuǎn)換成鳥(niǎo)瞰圖。四個(gè)方向的攝像頭安裝位置固定后，俯視圖和鳥(niǎo)瞰圖之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)也是固定的。圖像拼接模塊22是將四個(gè)方向的攝像頭采集的俯視圖拼接在一起，生成一幅車輛周圍360度的全景俯視圖。全景俯視圖輸出模塊23是將圖像拼接模塊22拼接后的全景俯視圖，通過(guò)CAN總線12輸出人機(jī)界面模塊9上。[0030]前視攝像頭I的視場(chǎng)角和安裝位置，會(huì)直接影響到車輛前方環(huán)境在視頻圖像中的顯示，以及在視頻圖像內(nèi)的距離，進(jìn)而影響車道偏離報(bào)警的精準(zhǔn)性。當(dāng)采用前視攝像頭I作車道偏離報(bào)警功能模式的采集設(shè)備時(shí)，通常需要車前15米、左右2. 5米以內(nèi)的道路信息，如果前視攝像頭I的視野范圍不能滿足要求時(shí)，可以啟動(dòng)左視攝像頭3和右視攝像頭4。上述實(shí)施例中，信號(hào)處理模塊8采用高性能DSP，實(shí)現(xiàn)圖像信號(hào)快速處理、報(bào)警算法的邏輯計(jì)算等。上述實(shí)施例中，人機(jī)界面模塊9除了顯示器之外，還包括系統(tǒng)控制按鈕等，顯示器一般米用車輛原有的液晶屏。如圖I、圖3所示，本實(shí)用新型工作時(shí)包括以下步驟I、信號(hào)處理模塊8首先根據(jù)車輛行駛參數(shù)采集模塊6采集到的車輛行駛參數(shù)，判斷當(dāng)前系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)入全景泊車功能模式還是車道偏離報(bào)警功能模式。當(dāng)車輛處于倒車或車速低于20km/h時(shí),進(jìn)入全景泊車功能模式,如果車速高于20km/h時(shí),則退出全景泊車功能模式；當(dāng)車速大于40km/h時(shí),進(jìn)入車道偏離報(bào)警功能模式；當(dāng)車速處于20km/h 40km/h的范圍內(nèi)，系統(tǒng)不進(jìn)行任何實(shí)質(zhì)操作。2、當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入車道偏離報(bào)警功能模式時(shí)，可以采用左視攝像頭3和右視攝像頭4作為車道偏離報(bào)警功能模式的采集設(shè)備。左視攝像頭3和右視攝像頭4采集車輛左右兩側(cè)道路信息的模擬視頻圖像，然后傳輸給圖像采集模塊5 ；圖像采集模塊5將模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻圖像后，傳輸給信號(hào)處理模塊8 ;在信號(hào)處理模塊8中，首先對(duì)輸入的視頻圖像通過(guò)畸變校正模塊17進(jìn)行畸變校正，然后通過(guò)車道線識(shí)別算法模塊18進(jìn)行車道線識(shí)別算法得到處理后的圖像；當(dāng)車輛靠近或遠(yuǎn)離車道標(biāo)志線時(shí)，車道偏離報(bào)警算法模塊19會(huì)根據(jù)連續(xù)視頻圖像中車道線位置的變化趨勢(shì)，決定是否需要進(jìn)行報(bào)警，并將報(bào)警信號(hào)經(jīng)報(bào)警信號(hào)輸出模塊20輸出。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入車道偏離報(bào)警功能模式吋，也可以采用前視攝像頭I作車道偏離報(bào)警功能模式的采集設(shè)備。3、當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入全景泊車功能模式時(shí)，啟動(dòng)四個(gè)方向的攝像頭，采集車身周圍360度的模擬視頻圖像后，傳輸給圖像采集模塊5 ；圖像采集模塊5將模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻圖像后，傳輸給信號(hào)處理模塊8 ;在信號(hào)處理模塊8中，對(duì)輸入的視頻圖像依次通過(guò)畸變校正模塊17進(jìn)行畸變校正，通過(guò)鳥(niǎo)瞰透視變換模塊21進(jìn)行透視變換，通過(guò)圖像拼接模塊22進(jìn)行圖像拼接，最后經(jīng)全景俯視圖輸出模塊23呈現(xiàn)在人機(jī)界面模塊9上。上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.ー種集成全景泊車和車道偏離報(bào)警功能的駕駛輔助系統(tǒng)，其特征在于它包括安裝在汽車外面的前、后、左、右四個(gè)方向的攝像頭，設(shè)置在駕駛室內(nèi)的圖像采集模塊，車輛行駛參數(shù)采集模塊，信號(hào)處理模塊，人機(jī)界面模塊和連接各用電設(shè)備的電源模塊；所述信號(hào)處理模塊設(shè)置有畸變校正模塊、車道線識(shí)別模塊、車道偏離報(bào)警算法模塊、報(bào)警信號(hào)輸出模塊、鳥(niǎo)瞰透視變換模塊、圖像拼接模塊和全景俯視圖輸出模塊； 所述信號(hào)處理模塊根據(jù)讀取的所述車輛行駛參數(shù)采集模塊采集的車輛行駛參數(shù)，判斷系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)入全景泊車功能模式還是車道偏離報(bào)警功能模式，并自動(dòng)切換功能模式； 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入所述全景泊車功能模式時(shí)，所述圖像采集模塊啟動(dòng)各所述攝像頭，并將各所述攝像頭采集的模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻圖像后，傳輸給所述信號(hào)處理模塊；經(jīng)所述信號(hào)處理模塊中的所述畸變校正模塊進(jìn)行畸變校正，所述鳥(niǎo)瞰透視變換模塊進(jìn)行透視變換，所述圖像拼接模塊進(jìn)行圖像拼接后，經(jīng)所述全景俯視圖輸出模塊呈現(xiàn)在所述人機(jī)界面模塊上； 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入所述車道偏離報(bào)警功能模式時(shí)，所述圖像采集模塊啟動(dòng)相應(yīng)的攝像頭，并將所述攝像頭采集的模擬視頻圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻圖像后，傳輸給所述信號(hào)處理模塊；經(jīng)所述信號(hào)處理模塊中的所述畸變校正模塊進(jìn)行畸變校正，所述車道線識(shí)別算法模塊進(jìn)行車道線識(shí)別算法處理，所述車道偏離報(bào)警算法模塊進(jìn)行報(bào)警決策后，經(jīng)所述報(bào)警信號(hào)輸出模塊將報(bào)警信號(hào)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種集成全景泊車和車道偏離報(bào)警功能的駕駛輔助系統(tǒng)，其特征在于所述攝像頭在每ー個(gè)方向上設(shè)置的數(shù)量為ー個(gè)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種集成全景泊車和車道偏離報(bào)警功能的駕駛輔助系統(tǒng)，其特征在干當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入車道偏離報(bào)警功能模式時(shí)，所述圖像采集模塊啟動(dòng)相應(yīng)的攝像頭為左視攝像頭和右視攝像頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種集成全景泊車和車道偏離報(bào)警功能的駕駛輔助系統(tǒng)，其特征在干當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入車道偏離報(bào)警功能模式時(shí)，所述圖像采集模塊啟動(dòng)相應(yīng)的攝像頭為前視攝像頭。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種集成全景泊車和車道偏離報(bào)警功能的駕駛輔助系統(tǒng)，其特征在于它包括前視攝像頭、后視攝像頭、左視攝像頭和右視攝像頭四個(gè)方向的攝像頭，圖像采集模塊，車輛行駛參數(shù)采集模塊，電源模塊，信號(hào)處理模塊和人機(jī)界面模塊；所述信號(hào)處理模塊設(shè)置有畸變校正模塊、車道線識(shí)別模塊、車道偏離報(bào)警算法模塊、報(bào)警信號(hào)輸出模塊、鳥(niǎo)瞰透視變換模塊、圖像拼接模塊和全景俯視圖輸出模塊。本實(shí)用新型是在一套全景泊車功能的硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了全景泊車和車道偏離報(bào)警功能，既提高了產(chǎn)品的集成度、系統(tǒng)的使用率和車內(nèi)的舒適度，又降低了軟、硬件成本。本實(shí)用新型能夠廣泛地應(yīng)用于各種車輛中，有效地防止交通事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)H04N7/18GK202806557SQ201220281419
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者彭海娟, 柳延蔚, 劉妹廷, 張成陽(yáng), 陳金山, 胡向麗 申請(qǐng)人:北京萬(wàn)得嘉瑞汽車技術(shù)有限公司