本發(fā)明涉及一種視覺感知系統(tǒng)，特別是一種無人駕駛公交車的視覺感知系統(tǒng)及工作方法，屬于無人駕駛公交車技術領域。

背景技術：

無人駕駛公交車是一種智能汽車，主要依靠以計算機系統(tǒng)為主的導航儀來實現(xiàn)無人駕駛。但是，現(xiàn)在無人駕駛公交車對路旁交通及周圍環(huán)境辨別能力比較差，導致采集到的數(shù)據(jù)不準確，無法保證車輛安全、可靠地在道路上行駛。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種無人駕駛公交車的視覺感知系統(tǒng)及工作方法。本發(fā)明能夠采集無人駕駛公交車的車輛狀態(tài)和行駛環(huán)境信息，實現(xiàn)對車輛周圍環(huán)境的感知，提高其環(huán)境感知和導航能力，使得車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案：

該種無人駕駛公交車的視覺感知系統(tǒng)包括遠程主控室、無線路由器、導航儀和圖像處理工控機。所述遠程主控室通過無線路由器控制導航儀和圖像處理工控機，所述遠程主控室實時接收圖像處理工控機的信號，經(jīng)遠程登錄進行車輛運行的遠程監(jiān)控和在線程序調(diào)試，較傳統(tǒng)的無線串口或需要連接電纜調(diào)試的方式更加方便，傳送數(shù)據(jù)量更大。所述圖像處理工控機分別電連接有若干個微型傳感器、若干個電荷耦合元件和視頻攝像頭。所述無人駕駛公交車每側均設有微型傳感器，負責監(jiān)控車輛是否偏離了導航儀所制定的路線。同時微型傳感器還根據(jù)感知到的障礙物信息及跟蹤移動目標信息建立以無人駕駛公交車為中心的局部地圖，不斷收集地圖數(shù)據(jù)，提高車輛的智能化程度。所述微型傳感器將探測到的目標信息通過CAN總線發(fā)送到圖像處理工控機，車輛行駛的路程越多，其智能化水平越高。所述電荷耦合元件分別安裝在無人駕駛公交車頂部平臺的前段左右兩側以及后段左右兩側，用于采集圖像信息，用以偵測交通信號燈以及行人、自行車等車輛行駛路線上遭遇的移動障礙物的相對距離、速度和方位角度等。前段和后段的電荷耦合元件均水平布置形成雙目視覺系統(tǒng)，經(jīng)校正后可顯著減輕相機鏡頭畸變等情況造成的采集圖像失真，從而提高了目標識別的可靠性。所述電荷耦合元件用于捕獲被測目標區(qū)域包含線結構光光條的圖像并傳送至圖像處理工控機。所述視頻攝像頭安裝在無人駕駛公交車頂部平臺處中心位置，所述視頻攝像頭具有多個自由度，即能夠實現(xiàn)攝像頭的升降、俯仰以及左右旋轉，從而實現(xiàn)攝像的空間全覆蓋，并且視野范圍靈活可調(diào)。視頻攝像頭可用于拍攝無人駕駛公交車附近的實時路況。

前述的導航儀安裝在無人駕駛公交車的內(nèi)部頂部。所述遠程主控室通過導航儀獲得車輛姿態(tài)位置數(shù)據(jù)，分析視覺圖像信息及當前車體姿態(tài)位置信息可以定位目標的尺寸位置以及空間范圍。

前述的圖像處理工控機安裝在無人駕駛公交車內(nèi)尾部。所述圖像處理工控機使用X86工控機，相比于傳統(tǒng)系統(tǒng)使用的單片機、DSP圖像處理模塊具有更好的擴展性。所述遠程主控室建立道路環(huán)境中出現(xiàn)的目標(交通標志標線、道路邊緣和行駛區(qū)域內(nèi)的行人和車輛)身份模型，所述圖像處理工控機根據(jù)微型傳感器、電荷耦合元件和視頻攝像頭的視覺圖像數(shù)據(jù)提取的結果，將出現(xiàn)的目標分類，并與之前建立好的身份模型進行匹配，以確定目標的具體身份，能夠提高分類判斷的可靠性。

前述的遠程主控室還信號連接有車內(nèi)的報警裝置、顯示裝置或車燈設備。所述遠程主控室將前后方和兩側的障礙物距離信息顯示在顯示裝置上。

前述的遠程主控室還信號連接有車門鎖控制裝置和制動系統(tǒng)。所述車門鎖控制裝置和制動系統(tǒng)接收遠程主控室的控制指令對無人駕駛公交車進行控制。

一種無人駕駛公交車的視覺感知系統(tǒng)的工作方法，采用上述的無人駕駛公交車的視覺感知系統(tǒng)，包括以下步驟：

F001，遠程主控室預先設置報警闕值、主動制動闕值和開門碰撞預警值等參數(shù)，車輛啟動后，系統(tǒng)上電故障自檢；

F002，遠程主控室實時接收圖像處理工控機接收到的障礙物信號，并將前后方和兩側的障礙物距離信息顯示在顯示裝置上，若障礙物距離小于設定的間距報警闕值，則通過報警裝置報警；

F003，圖像處理工控機實時接收微型傳感器、電荷耦合元件和視頻攝像頭的信號，若當前車速大于20km/s，且位于車輛正前方的電荷耦合元件感應到前方障礙物的相對速度、距離數(shù)值均達到預設的主動制動闕值，則制動系統(tǒng)對車輛進行主動制動；

F004，圖像處理工控機實時接收微型傳感器、電荷耦合元件和視頻攝像頭的信號，若車輛處于靜止狀態(tài)，且位于車輛前后方和兩側的微型傳感器感應到障礙物的相對速度、距離、方位角度均達到預設的開門碰撞預警值，則車門鎖控制裝置鎖止車門。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用微型傳感器、電荷耦合元件、視頻攝像頭和圖像處理工控機等采集無人駕駛公交車的車輛狀態(tài)和行駛環(huán)境信息，實現(xiàn)對車輛周圍環(huán)境的感知，提高其環(huán)境感知和導航能力，實現(xiàn)無人駕駛公交車的自動駕駛，減少交通事故的產(chǎn)生，使得車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的部分結構示意圖；

圖3是本發(fā)明的部分結構示意圖。

附圖標記的含義：1-遠程主控室，2-無線路由器，3-導航儀，4-微型傳感器，5-電荷耦合元件，6-圖像處理工控機，7-視頻攝像頭。

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例1：如圖1～圖3所示，該種無人駕駛公交車的視覺感知系統(tǒng)包括遠程主控室1、無線路由器2、導航儀3和圖像處理工控機6。遠程主控室1通過無線路由器2控制導航儀3和圖像處理工控機6。導航儀3安裝在無人駕駛公交車的內(nèi)部頂部。遠程主控室1通過導航儀3獲得車輛姿態(tài)位置數(shù)據(jù)，分析視覺圖像信息及當前車體姿態(tài)位置信息可以定位目標的尺寸位置以及空間范圍。遠程主控室1實時接收圖像處理工控機6的信號，經(jīng)遠程登錄進行車輛運行的遠程監(jiān)控和在線程序調(diào)試，較傳統(tǒng)的無線串口或需要連接電纜調(diào)試的方式更加方便，傳送數(shù)據(jù)量更大。遠程主控室1還信號連接有車內(nèi)的報警裝置、顯示裝置或車燈設備。遠程主控室1將前后方和兩側的障礙物距離信息顯示在顯示裝置上。遠程主控室1還信號連接有車門鎖控制裝置和制動系統(tǒng)。車門鎖控制裝置和制動系統(tǒng)接收遠程主控室1的控制指令對無人駕駛公交車進行控制。

圖像處理工控機6分別電連接有十二個微型傳感器4、四個電荷耦合元件5和視頻攝像頭7。無人駕駛公交車每側均設有微型傳感器4，負責監(jiān)控車輛是否偏離了導航儀3所制定的路線。同時微型傳感器4還根據(jù)感知到的障礙物信息及跟蹤移動目標信息建立以無人駕駛公交車為中心的局部地圖，不斷收集地圖數(shù)據(jù)，提高車輛的智能化程度。微型傳感器4將探測到的目標信息通過CAN總線發(fā)送到圖像處理工控機6，車輛行駛的路程越多，其智能化水平越高。電荷耦合元件5分別安裝在無人駕駛公交車頂部平臺的前段左右兩側以及后段左右兩側，用于采集圖像信息，用以偵測交通信號燈以及行人、自行車等車輛行駛路線上遭遇的移動障礙物的相對距離、速度和方位角度等。前段和后段的電荷耦合元件5均水平布置形成雙目視覺系統(tǒng)，經(jīng)校正后可顯著減輕相機鏡頭畸變等情況造成的采集圖像失真，從而提高了目標識別的可靠性。電荷耦合元件5用于捕獲被測目標區(qū)域包含線結構光光條的圖像并傳送至圖像處理工控機6。視頻攝像頭7安裝在無人駕駛公交車頂部平臺處中心位置，視頻攝像頭7具有多個自由度，即能夠實現(xiàn)攝像頭的升降、俯仰以及左右旋轉，從而實現(xiàn)攝像的空間全覆蓋，并且視野范圍靈活可調(diào)。視頻攝像頭7可用于拍攝無人駕駛公交車附近的實時路況。圖像處理工控機6安裝在無人駕駛公交車內(nèi)尾部。圖像處理工控機6使用X86工控機，相比于傳統(tǒng)系統(tǒng)使用的單片機、DSP圖像處理模塊具有更好的擴展性。遠程主控室1建立道路環(huán)境中出現(xiàn)的目標(交通標志標線、道路邊緣和行駛區(qū)域內(nèi)的行人和車輛)身份模型，圖像處理工控機6根據(jù)微型傳感器4、電荷耦合元件5和視頻攝像頭7的視覺圖像數(shù)據(jù)提取的結果，將出現(xiàn)的目標分類，并與之前建立好的身份模型進行匹配，以確定目標的具體身份，能夠提高分類判斷的可靠性。

實施例2：如圖1～圖3所示，該種無人駕駛公交車的視覺感知系統(tǒng)包括遠程主控室1、無線路由器2、導航儀3和圖像處理工控機6。遠程主控室1通過無線路由器2控制導航儀3和圖像處理工控機6，遠程主控室1實時接收圖像處理工控機6的信號，經(jīng)遠程登錄進行車輛運行的遠程監(jiān)控和在線程序調(diào)試，較傳統(tǒng)的無線串口或需要連接電纜調(diào)試的方式更加方便，傳送數(shù)據(jù)量更大。圖像處理工控機6分別電連接有十二個微型傳感器4、四個電荷耦合元件5和視頻攝像頭7。無人駕駛公交車每側均設有微型傳感器4，負責監(jiān)控車輛是否偏離了導航儀3所制定的路線。同時微型傳感器4還根據(jù)感知到的障礙物信息及跟蹤移動目標信息建立以無人駕駛公交車為中心的局部地圖，不斷收集地圖數(shù)據(jù)，提高車輛的智能化程度。微型傳感器4將探測到的目標信息通過CAN總線發(fā)送到圖像處理工控機6，車輛行駛的路程越多，其智能化水平越高。電荷耦合元件5分別安裝在無人駕駛公交車頂部平臺的前段左右兩側以及后段左右兩側，用于采集圖像信息，用以偵測交通信號燈以及行人、自行車等車輛行駛路線上遭遇的移動障礙物的相對距離、速度和方位角度等。前段和后段的電荷耦合元件5均水平布置形成雙目視覺系統(tǒng)，經(jīng)校正后可顯著減輕相機鏡頭畸變等情況造成的采集圖像失真，從而提高了目標識別的可靠性。電荷耦合元件5用于捕獲被測目標區(qū)域包含線結構光光條的圖像并傳送至圖像處理工控機6。視頻攝像頭7安裝在無人駕駛公交車頂部平臺處中心位置，視頻攝像頭7具有多個自由度，即能夠實現(xiàn)攝像頭的升降、俯仰以及左右旋轉，從而實現(xiàn)攝像的空間全覆蓋，并且視野范圍靈活可調(diào)。視頻攝像頭7可用于拍攝無人駕駛公交車附近的實時路況。

實施例3：如圖1～圖3所示，一種無人駕駛公交車的視覺感知系統(tǒng)的工作方法，采用無人駕駛公交車的視覺感知系統(tǒng)，包括以下步驟：

F001，遠程主控室1預先設置報警闕值、主動制動闕值和開門碰撞預警值等參數(shù)，車輛啟動后，系統(tǒng)上電故障自檢；

F002，遠程主控室1實時接收圖像處理工控機6接收到的障礙物信號，并將前后方和兩側的障礙物距離信息顯示在顯示裝置上，若障礙物距離小于設定的間距報警闕值，則通過報警裝置報警；

F003，圖像處理工控機6實時接收微型傳感器4、電荷耦合元件5和視頻攝像頭7的信號，若當前車速大于20km/s，且位于車輛正前方的電荷耦合元件5感應到前方障礙物的相對速度、距離數(shù)值均達到預設的主動制動闕值，則制動系統(tǒng)對車輛進行主動制動；

F004，圖像處理工控機6實時接收微型傳感器4、電荷耦合元件5和視頻攝像頭7的信號，若車輛處于靜止狀態(tài)，且位于車輛前后方和兩側的微型傳感器4感應到障礙物的相對速度、距離、方位角度均達到預設的開門碰撞預警值，則車門鎖控制裝置鎖止車門。