一種智能汽車倒車輔助系統及輔助方法
【技術領域】
[0001] 本發明采用雙目視覺技術、結構光技術、計算機視覺技術，涉及一種智能汽車倒車 輔助系統及輔助方法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車的普及程度提高，開車的人增多，而停車車位有限，對倒車的要求越來越 高。傳統的倒車需要熟練的技術，而倒車技術是駕駛技術中最難掌握的。由于汽車后視鏡 盲區的存在，或者看不清汽車后方的障礙物，以及對障礙物與汽車之間的距離判斷不準，撞 車事故頻繁發生，而由倒車碰撞引發的事故也是保險索賠中較多的一種。
[0003] 傳統的汽車倒車輔助裝置不能獲知汽車后方的障礙物是什么樣的，也無法精確獲 知汽車后方物體與車身的距離，不能達到良好的倒車輔助效果。倒車時車距的測量有多種 技術可以實現，包括雷達測距、激光測距、超聲波測距和雙目視覺測距。雷達測距分辨力好， 但容易產生電磁干擾；激光測距對人類有安全隱患，且易受環境干擾；超聲波測距范圍較 近且易受環境干擾。雙目視覺技術測距很好地平衡了其他測量技術的測量準確度及環境抗 干擾能力。本發明結構光投射器和雙目視覺技術，能達到高測量精度和高抗環境干擾能力。
[0004] 傳統的雙目視覺汽車倒車輔助裝置不能實時地提供輔助提示，為獲取精確的匹配 圖像需要較長的處理時間。本發明利用結構光投射器，再用兩個攝像頭采集結構光投射下 的圖像，結構光增加了汽車后方區域的特征，減小圖像匹配的難度，使滯后時間縮短，反應 迅速。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種智能汽車倒車輔助系統及輔助 方法。
[0006] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的：一種智能汽車倒車輔助系統，所述系 統包括結構光投射器、兩個攝像頭、傾角傳感器、嵌入式中央視頻處理模塊、液晶顯示屏。結 構光投射器、兩個攝像頭、傾角傳感器、液晶顯示屏分別與嵌入式中央視頻處理模塊相連； 結構光投射器安裝于汽車尾部中間處，向汽車后方投射結構光；兩個攝像頭，對稱地安裝于 汽車尾部的兩側，兩個攝像頭采集汽車后方區域在結構光投射下的兩幅圖像。傾角傳感器 安裝于汽車的底盤，實時測量汽車底盤與水平面的夾角Θ。嵌入式中央視頻處理模塊獲取 雙目圖像；計算汽車后方物體中各個點在世界坐標系下的三維坐標，根據三維坐標進行三 維重建，得到汽車后方區域的三維場景信息，計算倒車停車路徑，并將三維場景與倒車停車 路徑傳輸到液晶顯示屏進行顯示，輔助倒車。
[0007] -種智能汽車倒車輔助方法，該方法在上述系統上實現，該的方法具體為；
[0008] (1)結構光投射器向汽車后方投射結構光；
[0009] (2)兩個攝像頭采集汽車后方物體在結構光投射下的兩幅圖像；
[0010] (3)傾角傳感器實時測量汽車底盤與水平面的夾角Θ ;
[0011] (4)嵌入式中央視頻處理模塊獲取兩幅圖像和汽車底盤與水平面的夾角Θ ;
[0012] (5)嵌入式中央視頻處理模塊通過圖像匹配算法，獲取結構光投射下的兩幅圖像 中的對應點；圖像匹配具體為：
[0013] (5. 1)對圖像進行預處理，通過中值濾波消除噪聲；
[0014] (5. 2)圖像亮度歸一化，消除兩幅圖像亮度不一致的影響；
[0015] (5. 3)選定搜索窗口大小，以左圖一點為基準，該點在左圖中的坐標為 (&，％)，計算右圖中與左圖中（X1Jo)位于同一水平位置上的點與（X 1Jo)的相似度， 相似度最大時即為匹配上的對應點，并得到對應點在右圖中的坐標0^，％)。相似度
【主權項】
1. 一種智能汽車倒車輔助系統，其特征在于，所述系統包括結構光投射器、兩個攝像 頭、傾角傳感器、嵌入式中央視頻處理模塊、液晶顯示屏；結構光投射器、兩個攝像頭、傾角 傳感器、液晶顯示屏分別與嵌入式中央視頻處理模塊相連；結構光投射器安裝于汽車尾部 中間處，向汽車后方投射結構光；兩個攝像頭對稱地安裝于汽車尾部的兩側，采集汽車后方 區域在結構光投射下的兩幅圖像。傾角傳感器安裝于汽車的底盤，實時測量汽車底盤與水 平面的夾角0。嵌入式中央視頻處理模塊獲取雙目圖像；計算汽車后方物體中各個點在世 界坐標系下的三維坐標，根據三維坐標進行三維重建，得到汽車后方區域的三維場景信息， 計算倒車停車路徑，并將三維場景與倒車停車路徑傳輸到液晶顯示屏進行顯示，輔助倒車。
2. -種智能汽車倒車輔助方法，其特征在于，該方法在權利要求1所述的系統上實現， 該的方法具體為； (1) 結構光投射器向汽車后方投射結構光； (2) 兩個攝像頭采集汽車后方物體在結構光投射下的兩幅圖像； (3) 傾角傳感器實時測量汽車底盤與水平面的夾角0 ; (4) 嵌入式中央視頻處理模塊獲取兩幅圖像和汽車底盤與水平面的夾角0 ; (5) 嵌入式中央視頻處理模塊通過圖像匹配算法，獲取結構光投射下的兩幅圖像中的 對應點；圖像匹配具體為： (5. 1)對圖像進行預處理，通過中值濾波消除噪聲； (5.2) 圖像亮度歸一化，消除兩幅圖像亮度不一致的影響； (5.3) 選定搜索窗口大小，以左圖一點為基準，該點在左圖中的坐標為（Xl，yQ)， 計算右圖中與左圖中Oq，％)位于同一水平位置上的點與（&，％)的相似度，相似 度最大時即為匹配上的對應點，并得到對應點在右圖中的坐標0^，％)。相似度
-，其中fjxu yQ)為左圖在（xu yQ)處的灰度值， fK(x，yQ)為右圖在（x，yQ)處的灰度值，x右圖中與左圖中（ Xl，y。）位于同一水平位置上的點 的橫坐標。 (6) 嵌入式中央視頻處理模塊計算各點到汽車尾部的距
，計算 汽車后方物體中各個點在世界坐標系下的三維坐標，根據三維坐標進行三維重建，得到汽 車后方區域的三維場景信息。公式中f?為攝像頭的焦距，T為攝像頭兩光軸距離，0為汽車 底盤與水平面的夾角； (7) 嵌入式中央視頻處理模塊根據三維場景信息，計算倒車停車路徑，并將三維場景與 倒車停車路徑傳輸到液晶顯示屏進行顯示，輔助倒車。
【專利摘要】本發明公開了一種智能汽車倒車輔助系統及輔助方法，其功能為顯示汽車后方障礙物并測量其到車身的距離，直觀的標示汽車倒車所需寬度。系統包括結構光投射器、兩個攝像頭、傾角傳感器、中央視頻處理模塊以及液晶顯示屏。結構光投射器用于投射結構光到汽車后方區域；兩個攝像頭用于采集汽車后方的兩幅圖像；傾角傳感器用于獲取汽車實時的姿態信息；嵌入式中央視頻處理模塊用于對兩個攝像頭采集的圖像處理，并結合傾角傳感器獲取的汽車姿態信息計算出汽車后方物體的距離。液晶顯示屏用于顯示倒車視頻和倒車路徑。本發明很大程度上提高了倒車的便捷性，利于避免不必要的相撞，具有使用靈活、反應迅速、測量精確、適用面廣、功能易擴充的優點。
【IPC分類】B60R1-00
【公開號】CN104802710
【申請號】CN201510186028
【發明人】楊愷倫, 汪凱巍, 王晨
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月17日