一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置及報警方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置及報警方法。該裝置包括微處理器，用于獲取乘員肢體是否伸出車窗的多個左側紅外線傳感器和多個右側紅外線傳感器，用于采集乘員肢體圖像和障礙物圖像的左攝像頭和右攝像頭，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的報警信號進行報警的信號燈；通過安裝在車窗外部上邊緣的紅外線傳感器獲取乘員是否有肢體伸出窗外的情況，在有乘員肢體伸出窗外的情況下，安裝在車輛后視鏡上的攝像頭獲取車輛后方的圖像，微處理器通過圖像處理技術對圖像進行處理，識別出此時乘員伸出車窗部分肢體與障礙物之間的間隙，并對乘員狀態(tài)安全性評估，評估結果分為危險、較危險和安全三種，通過不同顏色的信號燈將評估結果向駕駛員提示。
【專利說明】一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置及報警方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及車內乘員保護領域，特別涉及一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置及報警 方法。
【背景技術】
[0002] 當前機動車保有量急劇增長，在道路資源有限的情況下，擁堵變得越來越普遍。車 輛為了緩解擁堵達到快速通行的目的，常常會出現(xiàn)車輛加塞或者一個車道內并列存在多輛 車的情況；但是，乘員的安全意識并不高，經(jīng)常出現(xiàn)乘員頭部或者肢體伸出窗外的危險行 為；在城市特別是有設置有城門、橋墩以及立體交通的地區(qū)，若在上述車輛加塞或者同一車 道內并列存在多輛車的情況下，車輛、城門和橋墩以及其他車輛等障礙物之間的間隙會急 劇減小，若此時乘員頭部或者肢體伸出窗外則極有可能會對乘員身體造成傷害。統(tǒng)計數(shù)據(jù) 表明，由于乘員肢體伸出窗外與建筑物發(fā)生接觸碰撞導致了大量的交通事故，這給乘員帶 來了巨大的精神和財產(chǎn)損失。
[0003] 目前，防止此類事故發(fā)生主要靠提高駕駛員的安全意識。在駕駛過程中通過后視 鏡獲取乘員是否將肢體伸出窗外等信息，但是后視鏡視野有限，駕駛員的注視點同一時刻 也只有一個，且過多的觀察后視鏡會使駕駛員對前方交通信息的獲取減少，不利于行車安 全，在此種情況下開發(fā)出自動識別乘員肢體是否伸出窗外并對駕駛員進行提示的系統(tǒng)有現(xiàn) 實的應用價值。
【發(fā)明內容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置及報警方法，該裝置投資 少、適合規(guī)?；茝V，其工作方法智能化、無需操作且可靠性高。
[0005] 為達到上述技術目的，本發(fā)明采用如下技術方案予以實現(xiàn)。
[0006] 方案一：
[0007] -種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置，其特征在于，包括微處理器，用于獲取乘員肢體 是否伸出車窗的多個左側紅外線傳感器和多個右側紅外線傳感器，用于采集乘員肢體圖像 和障礙物圖像的左攝像頭和右攝像頭，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的報警信號進行報警的信號 燈；
[0008] 所述多個左側紅外線傳感器和多個右側紅外線傳感器的輸出端分別對應電連接 微處理器的多個I/O輸入端，所述左攝像頭和右攝像頭的視頻輸出端分別對應電連接微處 理器的兩個視頻輸入端，所述左攝像頭和右攝像頭的控制端分別對應電連接微處理器的兩 個I/O輸出端，所述微處理器的I/O輸出端電連接信號燈的輸入端；
[0009] 每個車窗上方安裝有一個紅外線傳感器，所述左攝像頭和右攝像頭對應安裝在左 后視鏡和右后視鏡上，所述信號燈安裝在儀表盤上。
[0010] 本技術方案的特點和進一步改進在于：
[0011] 所述攝像頭采用YJS-01USB2. 0攝像頭。
[0012] 所述微處理器為ARM9處理器，型號為S3C2410。
[0013] 所述紅外線傳感器為手護神牌對射紅外光柵，型號為Q型。
[0014] 所述信號燈包括紅色LED燈、黃色LED燈和綠色LED燈。
[0015] 方案二：
[0016] -種車內乘員危險狀態(tài)報警方法，基于上述車內乘員危險狀態(tài)報警裝置，其特征 在于，包括以下步驟：
[0017] 步驟一，在本車上安裝所述報警裝置，在使用所述報警裝置之前進行左攝像頭和 右攝像頭的標定；
[0018] 左攝像頭的標定，建立以左攝像頭的鏡頭的中心點為原點，垂直于鏡頭的直線為 橫坐標，與該橫坐標垂直的水平直線為縱坐標的直角坐標系；在本車左后方建立一標定點， 該標定點在攝像頭內的圖像為標定像點，用直尺測量得到該標定點在該直角坐標系內的坐 標為（D，h)，該標定點的通過鏡頭中心點的成像光線與橫坐標的夾角為0，得到
【權利要求】
1. 一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置，其特征在于，包括微處理器，用于獲取乘員肢體 是否伸出車窗的多個左側紅外線傳感器和多個右側紅外線傳感器，用于采集乘員肢體圖像 和障礙物圖像的左攝像頭和右攝像頭，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的報警信號進行報警的信號 燈； 所述多個左側紅外線傳感器和多個右側紅外線傳感器的輸出端分別對應電連接微處 理器的多個I/O輸入端，所述左攝像頭和右攝像頭的視頻輸出端分別對應電連接微處理器 的兩個視頻輸入端，所述左攝像頭和右攝像頭的控制端分別對應電連接微處理器的兩個1/ 〇輸出端，所述微處理器的I/O輸出端電連接信號燈的輸入端； 每個車窗上方安裝有一個紅外線傳感器，所述左攝像頭和右攝像頭對應安裝在左后視 鏡和右后視鏡上，所述信號燈安裝在儀表盤上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置，其特征在于，所述攝像頭 采用YJS-01USB2.O攝像頭。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置，其特征在于，所述微處理 器為ARM9處理器，型號為S3C2410。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置，其特征在于，所述紅外線 傳感器為手護神牌對射紅外光柵，型號為Q型。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種車內乘員危險狀態(tài)報警裝置，其特征在于，所述信號燈 包括紅色LED燈、黃色LED燈和綠色LED燈。
6. -種車內乘員危險狀態(tài)報警方法，基于權利要求1所述的車內乘員危險狀態(tài)報警裝 置，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一，在本車上安裝所述報警裝置，在使用所述報警裝置之前進行左攝像頭和右攝 像頭的標定； 左攝像頭的標定，建立以左攝像頭的鏡頭的中心點為原點，垂直于鏡頭的直線為橫坐 標，與該橫坐標垂直的水平直線為縱坐標的直角坐標系；在本車左后方建立一標定點，該標 定點在攝像頭內的圖像為標定像點，用直尺測量得到該標定點在該直角坐標系內的坐標為 (D，h)，該標定點的通過鏡頭中心點的成像光線與橫坐標的夾角為Θ，得到 ,,h tsiiiΘ--， D Θ=NumXRop+Offset， 式中：Num是從左攝像頭的中心到該標定像點的像素個數(shù)； Rop是每個像素的弧度值； Offset是弧度誤差； Num從左攝像頭圖像上得到，經(jīng)過多次標定得到Rop和Offset的值，從而得到h=D tanΘ=Dtan(Num*Rop+Offset)； 同樣原理，標定右攝像頭； 步驟二，多個左側紅外線傳感器和多個右側紅外線傳感器實時采集乘員肢體伸出車窗 的信號，并將乘員肢體伸出車窗的信號傳輸給微處理器； 步驟三，微處理器根據(jù)接收到的左側紅外線傳感器或右側紅外線傳感器的乘員肢體伸 出車窗的信號對應開啟左側攝像頭或右側攝像頭； 步驟四，左側攝像頭和右側攝像頭采集到車輛左側面和右側面的圖像后傳輸給微處理 器，微處理器進行圖像預處理，對圖像中的每一個像素點，計算以該像素點為中心的該像素 點周圍3X3范圍內的像素點灰度值的平均值，將該平均值記為該像素點的灰度值； 步驟五，微處理器提取圖像包括有乘員肢體圖像和障礙物圖像，微處理器設定灰度閾 值為127,對于圖像中的每一個像素點，如果該像素點的灰度值大于等于該閾值，則將該像 素點的灰度值改為〇 ;如果該像素點的灰度值小于該閾值，則將該像素點的灰度值改為1 ; 圖像中的灰度值為O的所有像素點所組成的圖像即為乘員伸出車窗的肢體和障礙物的圖 像； 步驟六，微處理器選取乘員伸出車窗的肢體圖像的最遠端的像素點作為第一特征點， 所述最遠端對于左攝像頭采集圖像為最左端，對于右攝像頭采集圖像為最右端；微處理器 選取與該第一特征點在同一水平線上并距該第一特征點最近的障礙物圖像上的像素點為 第二特征點，微處理器采集得到第一特征點到攝像頭中心的像素個數(shù)Numl和第二特征點 到攝像頭中心的像素個數(shù)Num2 ;微處理器內存儲有每個紅外線傳感器與對應側的攝像頭 之間的橫向距離，當微處理器接收到任何一個紅外線傳感器采集的乘員肢體伸出車窗的信 號后，微處理器提取該紅外傳感器與攝像頭之間的橫向距離D1，設第一特征點對應的實物 為第一被探測點，第二特征點對應的實物為第二被探測點，將Dl和Numl代入公式h=D tan0=Dtan(Num*R〇p+OffSet)計算得到第一被探測點距離攝像頭中心的縱向距離，將 Dl和Num2代入公式h=DtanΘ=Dtan(Num*Rop+Offset)計算得到第二被探測點距離 攝像頭中心的縱向距離，從而得到第一被探測點與第二被探測點之間的縱向距離； 步驟七，如果沒有檢測到第二被探測點或第二被探測點與第一被探測點之間間隔的像 素點數(shù)目大于等于Im時，微處理器控制綠色LED燈顯示；第二被探測點與第一被探測點之 間間隔的像素點數(shù)目小于Im且大于等于50cm時，微處理器控制黃色LED燈顯示；第二被探 測點與第一被探測點之間間隔的像素點數(shù)目小于50cm時，微處理器控制紅色LED燈顯示。
【文檔編號】B60R1/00GK104442566SQ201410641667
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權日:2014年11月13日
【發(fā)明者】徐婷, 何立明, 馬壯林, 胡大偉, 陳剛, 楊新新, 李威 申請人:長安大學