專利名稱：一種汽車防撞預(yù)警方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種汽車防撞預(yù)警方法及其裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著生活水平的提高，越來越多的人開始擁有自己的汽車，行車安全也成為人們?cè)絹碓疥P(guān)心的問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，交通事故中由各種原因造成的碰撞追尾事故占有非常高的比率。通過碰撞預(yù)警裝置可以有效的減少碰撞事故的發(fā)生，也可以在事故發(fā)生的瞬間通過采取有效措施，減少事故帶來的傷害。
目前汽車防撞預(yù)警裝置主要是保證汽車之間的安全距離，汽車之間的距離的測量方法主要采用以下三種超聲波測距，微波雷達(dá)測距和激光測距。使用這三種方法的防撞預(yù)警裝置成本都較高。隨著技術(shù)的發(fā)展，CCD攝像機(jī)得到廣泛的應(yīng)用，有人用兩部攝像機(jī)模擬人雙眼的方法，分析前方物體的三維圖像，從而測得前方物體的距離。中國發(fā)明專利申請(qǐng)99122836.7中提出了一種用單攝像機(jī)的三維觀測系統(tǒng)，通過一個(gè)攝像機(jī)前后兩幅圖像來重構(gòu)前方物體的三維位置，從而得到前方物體的距離，然而其計(jì)算方法十分復(fù)雜。本發(fā)明則用一種簡單實(shí)用的方法，通過一個(gè)攝像頭和一個(gè)處理裝置完成了汽車主動(dòng)防撞的預(yù)警處理。由于攝像頭和嵌入式計(jì)算機(jī)的價(jià)格大幅下降，因此該方法和裝置具有很大的市場前景。
由于圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，目前計(jì)算機(jī)已經(jīng)能夠?qū)D像進(jìn)行較為深入的識(shí)別和處理，對(duì)于圖像特征的提取也取得了很大的發(fā)展，圖像特征定位等技術(shù)的發(fā)展也趨于成熟，為本發(fā)明的實(shí)施創(chuàng)造了條件。

發(fā)明內(nèi)容
一種汽車防撞的預(yù)警方法，對(duì)間隔一定時(shí)間拍攝的一系列圖像，所拍攝的圖像為兩張及其以上，然后對(duì)所拍攝的圖像進(jìn)行分析，判斷與前方物體可能碰撞的時(shí)間，從而發(fā)出預(yù)警，判斷方法如下首先選取前后圖像中前方物體的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)，計(jì)算前后兩幅圖像中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)之間的距離變化，通過前后圖像中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)之間距離變化的快慢，判斷與前方物體可能相撞的可能性，從而決定是否發(fā)出預(yù)警訊號(hào)。
本發(fā)明提出簡單實(shí)用的汽車預(yù)警方法及其實(shí)現(xiàn)裝置，本發(fā)明采用的方法避免了大量復(fù)雜的運(yùn)算。本發(fā)明通過觀察前方物體圖像的特征點(diǎn)的距離變化判斷發(fā)生碰撞的可能時(shí)間，具體的方法步驟如下1)圖像攝取裝置每間隔一小段時(shí)間攝取攝像頭前方的圖像，時(shí)間間隔根據(jù)實(shí)際的需要和計(jì)算處理裝置的速度取值；實(shí)施例中優(yōu)選0.1秒或0.2秒的時(shí)間。
2)對(duì)于相鄰的兩幅圖像，尋找圖像中的明顯特征點(diǎn)，這里的明顯特征點(diǎn)指的是圖像中具有顯著特征的區(qū)域的中心點(diǎn)，在前一副圖中找兩個(gè)明顯特征點(diǎn)，然后再后一幅圖中找到與前一幅圖中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)；3)計(jì)算前一幅圖中兩個(gè)明顯特征點(diǎn)之間的距離d1，計(jì)算后一幅圖中兩個(gè)對(duì)應(yīng)的明顯特征點(diǎn)之間的距離d2；4)一幅圖中兩個(gè)特征點(diǎn)之間的距離的計(jì)算方法是通過所取的特征點(diǎn)在在圖像中的坐標(biāo)計(jì)算它們之間歐式距離；5)計(jì)算d1和d2之間的差值，由此得到前后兩幅圖中特征點(diǎn)的距離變化，由特征點(diǎn)的距離變化判斷前方物體與汽車相撞的可能性，根據(jù)這個(gè)可能性決定是否觸動(dòng)預(yù)警裝置；6)說明書附圖中圖1和圖2是前后拍攝的兩幅圖像的示意圖，兩幅圖相隔的時(shí)間為t，取其前方車輛的后車燈中心為特征點(diǎn)，計(jì)算d1和d2的大小，在用下面的公式簡單計(jì)算和前方車輛相撞的可能性，(d2-d1)/t，結(jié)果的數(shù)值越大，相撞的可能性越大。實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)取一個(gè)參照值，結(jié)果高于所取的參照值就發(fā)出預(yù)警。
攝像裝置為一個(gè)攝像頭。
攝像裝置為一個(gè)以上的攝像頭。
計(jì)算處理裝置為車載的嵌入式計(jì)算機(jī)。
其攝像頭安裝在汽車的某一方位。
其攝像頭安裝在汽車的多個(gè)方位。
本發(fā)明中圖像中特征區(qū)域的選擇可以采用多種方法，比如可以用顏色區(qū)域法，選圖像中的某個(gè)特定顏色的區(qū)域作為特征區(qū)域。明顯特征點(diǎn)的選取可以不僅兩個(gè)，可以選取多個(gè)明顯特征點(diǎn)，用同樣的方法判斷相撞的可能性。


圖1是前拍攝的圖像的示意圖。
圖2是后拍攝的圖像的示意圖。
圖3是汽車防撞預(yù)警方法的流程圖。
圖4是汽車防撞的預(yù)警裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是攝像裝置拍攝的一張前方汽車的圖片示意圖。兩個(gè)車燈中心為選定的明顯特征點(diǎn)。
圖2是攝像裝置在圖1拍攝后相隔時(shí)間t時(shí)拍攝前方汽車的圖片的示意圖。兩個(gè)車燈中心為選定的明顯特征點(diǎn)。
圖3是汽車防撞預(yù)警方法的流程圖。
本預(yù)警裝置的的預(yù)警流程如說明書附圖中圖3所示，S1，S2，S3為預(yù)警流程的步驟，其步驟如下S1，首先通過攝像系統(tǒng)每隔0.1秒采集一副圖像，傳送給計(jì)算處理裝置；S2，判計(jì)算處理裝置尋找前方物體的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)，計(jì)算兩個(gè)明顯特征點(diǎn)之間的距離，根據(jù)前一副圖像與本副圖像的對(duì)應(yīng)的明顯特征點(diǎn)之間距離變化的趨勢判斷是否發(fā)出預(yù)警信號(hào)，如果需要發(fā)出預(yù)警信號(hào)，則發(fā)送信號(hào)給預(yù)警系統(tǒng)，否則，回到步驟S1；S3，預(yù)警系統(tǒng)接收到預(yù)警信號(hào)后發(fā)出聲光預(yù)警信息或自動(dòng)采取緊急措施。
圖4是汽車防撞的預(yù)警裝置的示意圖，由攝像裝置11，計(jì)算處理裝置12和預(yù)警裝置13組成，其中攝像裝置通過電子接口與計(jì)算處理裝置相連，預(yù)警裝置通過電子接口與計(jì)算處理裝置相連。計(jì)算處理裝置采用本發(fā)明所述的預(yù)警判斷方法作預(yù)警處理。
目前常用的攝像裝置是攝像頭，其所用的電子接口常用的是USB接口，計(jì)算處理裝置通常是車載的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包含有各種外圍電子接口如網(wǎng)口，USB，串口等，預(yù)警裝置通過電纜，電線等和計(jì)算處理裝置連接。特別的隨著無線技術(shù)的發(fā)展上述裝置可以通過無線連接。
本發(fā)明中的攝像裝置可以安裝在汽車的任何部位，攝像裝置也可以不只一個(gè)，可以有多個(gè)攝像裝置安裝在汽車的不同方向，不同部位。多個(gè)攝像裝置都通過電子接口與計(jì)算裝置相連。
權(quán)利要求
1.一種汽車防撞的預(yù)警方法，其特征在于，對(duì)間隔一定時(shí)間拍攝的一系列圖像，所拍攝的圖像為兩張及其以上，然后對(duì)所拍攝的圖像進(jìn)行分析，判斷與前方物體可能碰撞的時(shí)間，從而發(fā)出預(yù)警，判斷方法如下首先選取前后圖像中前方物體的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)，計(jì)算前后兩幅圖像中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)之間的距離變化，通過前后圖像中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)之間距離變化的快慢，判斷與前方物體可能相撞的可能性，從而決定是否發(fā)出預(yù)警訊號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的汽車防撞的預(yù)警方法，其步驟如下S1，首先通過攝像系統(tǒng)每隔0.1秒采集一副圖像，傳送給計(jì)算處理裝置；S2，判計(jì)算處理裝置尋找前方物體的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)，計(jì)算兩個(gè)明顯特征點(diǎn)之間的距離，根據(jù)前一副圖像與本副圖像的對(duì)應(yīng)的明顯特征點(diǎn)之間距離變化的趨勢判斷是否發(fā)出預(yù)警信號(hào)，如果需要發(fā)出預(yù)警信號(hào)，則發(fā)送信號(hào)給預(yù)警系統(tǒng)，否則，回到步驟S1；S3，預(yù)警系統(tǒng)接收到預(yù)警信號(hào)后發(fā)出聲光預(yù)警信息或自動(dòng)采取緊急措施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的汽車防撞的預(yù)警方法，其具體步驟如下1)攝取裝置每間隔一小段時(shí)間攝取攝像頭前方的圖像，時(shí)間間隔根據(jù)實(shí)際的需要和計(jì)算處理裝置的速度取值；2)對(duì)于相鄰的兩幅圖像，尋找圖像中的明顯特征點(diǎn)，這里的明顯特征點(diǎn)指的是圖像中具有顯著特征的區(qū)域的中心點(diǎn)，在前一副圖中找兩個(gè)明顯特征點(diǎn)，然后再后一幅圖中找到與前一幅圖中對(duì)應(yīng)的兩個(gè)明顯特征點(diǎn)；3)計(jì)算前一幅圖中兩個(gè)特征點(diǎn)之間的距離d1，計(jì)算后一幅圖中兩個(gè)特征點(diǎn)之間的距離d2；4)一幅圖中兩個(gè)特征點(diǎn)之間的距離的計(jì)算方法是通過所取的特征點(diǎn)在在圖像中的坐標(biāo)計(jì)算它們之間歐式距離；5)計(jì)算d1和d2之間的差值，由此得到前后兩幅圖中特征點(diǎn)的距離變化，由特征點(diǎn)的距離變化判斷前方物體與汽車相撞的可能性，根據(jù)這個(gè)可能性決定是否觸動(dòng)預(yù)警裝置；6)兩幅圖相隔的時(shí)間為t，取其前方車輛的后車燈中心為特征點(diǎn)，計(jì)算d1和d2的大小，在用下面的公式簡單計(jì)算和前方車輛相撞的可能性，(d2-d1)/t，結(jié)果的數(shù)值越大，結(jié)果數(shù)值高于所取的參照值就發(fā)出預(yù)警。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的汽車防撞的預(yù)警方法，其特征在于，時(shí)間間隔優(yōu)選0.1秒或0.2秒的時(shí)間。
5.一種汽車防撞的預(yù)警裝置，其特征在于，由攝像裝置，計(jì)算處理裝置和預(yù)警裝置組成，其中攝像裝置通過電子接口與計(jì)算處理裝置相連，預(yù)警裝置通過電子接口與計(jì)算處理裝置相連，計(jì)算處理裝置采用權(quán)利要求2所述的方法作預(yù)警處理。
6.如權(quán)利要求5的汽車防撞的預(yù)警裝置，其特征在于，攝像裝置為一個(gè)攝像頭。
7.如權(quán)利要求5的汽車防撞的預(yù)警裝置，其特征在于，攝像裝置為一個(gè)以上的攝像頭。
8.如權(quán)利要求5的汽車防撞的預(yù)警裝置，其特征在于，計(jì)算處理裝置為車載的嵌入式計(jì)算機(jī)。
9.如權(quán)利要求5的汽車防撞的預(yù)警裝置，其特征在于，其攝像頭安裝在汽車的某一方位。
10.如權(quán)利要求7汽車防撞的預(yù)警裝置，其特征在于，其攝像頭安裝在汽車的多個(gè)方位。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種汽車防撞預(yù)警方法及其裝置。方法包括對(duì)間隔一定時(shí)間拍攝的一系列圖像，所拍攝的圖像為兩張及其以上，然后對(duì)所拍攝的圖像進(jìn)行分析，判斷與前方物體可能碰撞的時(shí)間，從而發(fā)出預(yù)警，判斷方法如下首先選取前后圖像中前方物體的兩個(gè)特征點(diǎn)，計(jì)算兩個(gè)特征點(diǎn)之間的距離變化，通過前后圖像中兩個(gè)特征點(diǎn)之間距離變化的快慢，判斷與前方物體可能相撞的時(shí)間，從而決定是否發(fā)出預(yù)警訊號(hào)。防撞預(yù)警裝置由攝像裝置，計(jì)算處理裝置和預(yù)警裝置組成。
文檔編號(hào)G01C11/08GK1916562SQ200510090640
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月18日
發(fā)明者王守覺, 李新宇 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所