專利名稱：基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種道路障礙物實時檢測裝置，尤其涉及一種基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置。
背景技術：
從1971年開始，汽車防撞預警系統在國內外就相繼出現，主要采用超聲波、雷達、激光、機器視覺、紅外或交互式預警系統等產品。與聲納、激光和雷達相比，機器視覺可獲得更高、更精確地信息，能方便與其他傳感器進行數據融合，所以成為當前研究的主流方向。目前，國內外采用單目視覺開展障礙物檢測研究較多，絕大部分針對行駛在公路上的車輛，如”基于單目機器視覺的汽車主動安全系統”(專利號200920108476)，采用基于單幀靜態圖像測距的方法和反應駕駛員駕駛特點的安全距離設定的方法，能夠檢測出在公路上車輛前方的一些障礙物。另一種“一種基于單目視覺的障礙物檢測方法及裝置”(專利號200810180451)，通過計算所述當前時刻圖像和當前時刻的假想圖像的相似程度，確定當前時刻圖像中的候選障礙物區域。這些方法在車道標志明顯、道路平整的情況下有一定的檢測能力。但是，目前全天候條件下對復雜道路環境的障礙物檢測、防撞涉及較少，相關產品還沒有使用到現場，研究適應復雜生產環境的障礙物檢測方法、測距技術迫在眉睫。
實用新型內容針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供了一種基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，能夠全天候獲得一定距離(50米內)復雜道路環境中的清晰圖像，通過圖像處理的方法在獲取復雜道路信息及障礙物特征，并快速獲取障礙物距離，在障礙物進入危險距離時及時報警，提醒司機注意，具有很好的實用性。本實用新型的技術方案是一種基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，包括圖像采集系統，所述圖像采集系統包括紅外線主動光源和紅外線CXD攝像機，所述紅外線CXD攝像機的鏡頭上設置有帶通濾波器；紅外線CXD攝像機的輸出端與視頻解碼器的輸入端連接，視頻解碼器的輸出端與圖像預處理器的輸入端連接，圖像預處理器分別與報警圖像存儲器、4M*16BIT圖像存儲器和數字媒體處理器連接，圖像預處理器的輸出端連接語音報警器，還包括用于檢測車輛行駛速度的速度傳感器，所述速度傳感器分別與圖像預處理器和數字媒體處理器連接，數字媒體處理器與程序存儲器連接。作為優選，所述數字媒體處理器的數據輸出口為100M網口。作為優選，所述視頻解碼器的型號為TVP5150。作為優選，所述圖像預處理器的型號為XC3S100e。作為優選，所述4M*16BIT圖像存儲器的型號為CY7C1061。作為優選，所述報警圖像存儲器的型號為HY27UH08。作為優選，所述語音報警器的型號為APR9600。作為優選，所述數字媒體處理器的型號為TMS320DM642。[0012]作為優選，所述程序存儲器的型號為AM29LV033。作為優選，所述紅外線CXD攝像機設置于彈簧減震基座上。本實用新型的有益效果是本實用新型采用非介入的檢測方法，不干擾駕駛員的正常工作。采用紅外線主動照明和紅外線濾光的方法，可以有效消除外界各種光線干擾。同時有很好的背景抑制作用，濾除了進入紅外線CCD攝像機的大部分環境光線，同時也濾除了大部分的背景圖像，減少了外界環境的干擾，降低了圖像處理的復雜程度；并能全天候實時在線對道路狀況進行檢測。紅外線CCD攝像機設置于彈簧減震基座上，減少震動對成像的影響；并采用圖像預處理方法，提高成像質量，便于后續處理。本實用新型采用多特征融合方法提取障礙物目標，并采用單目視覺測距的方法測量各障礙物目標與車輛的距離，準確獲取障礙物的信息。結合車輛行駛速度，根據障礙物信息，判斷障礙物的危險等價，及時發出相應等級的報警，具有很好的實用性。
圖1是本實用新型的結構框圖；圖2是本實用新型狀態判別的流程圖。圖中1、帶通濾波器；2、紅外線主動光源；3、紅外線CXD攝像機；4、視頻解碼器；5、語音報警器；6、圖像預處理器；7、4M*16BIT圖像存儲器；8、報警圖像存儲器；9、程序存儲器；10、數字媒體處理器；11、100M網口 ； 12、速度傳感器。
具體實施方式
作為本實用新型的一種實施方式，如圖1和圖2所示，一種基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，包括圖像采集系統，所述圖像采集系統包括紅外線主動光源2和紅外線CXD攝像機3，所述紅外線CXD攝像機3的鏡頭上設置有帶通濾波器1，紅外線CXD攝像機3的輸出端與視頻解碼器4的輸入端連接，視頻解碼器4的輸出端與圖像預處理器6的輸入端連接，圖像預處理器6分別與報警圖像存儲器8、4M*16BIT圖像存儲器7和數字媒體處理器10連接，圖像預處理器6的輸出端連接語音報警器5，還包括用于檢測車輛行駛速度的速度傳感器12，所述速度傳感器12分別與圖像預處理器6和數字媒體處理器10連接，數字媒體處理器10與程序存儲器9連接。在本實施例中，作為優選，所述數字媒體處理器10的數據輸出口為100M網口 11。所述視頻解碼器4的型號為TVP5150。所述圖像預處理器6的型號為XC3S100e。所述4M*16BIT圖像存儲器7的型號為CY7C1061。所述報警圖像存儲器8的型號為HY27UH08。所述語音報警器5的型號為APR9600。所述數字媒體處理器10的型號為TMS320DM642。所述程序存儲器9的型號為AM29LV033。所述紅外線CXD攝像機3設置于彈簧減震基座上。本實用新型的工作原理為紅外線主動光源2對車輛行進方向照明，帶通濾波器I濾除了大部分外界干擾光線，紅外線CCD攝像機3實時采集車前前方路面圖像信息，該視頻圖像信號通過視頻解碼器4實現模擬視頻信號轉換為符合標準的數字視頻信號，送入圖象預處理器6，圖像預處理器6完成圖像增強、路面識別及圖像分割等處理工作，然后由數字媒體處理器10讀入內存，由數字媒體處理器10讀入4M*16BIT圖像存儲器7，進行目標分離、基于多特征融合的障礙物識別、基于單元視覺的距離檢測，結合車速判斷障礙物的危險等級，速度傳感器12接收來自機車軸速檢測器的脈沖信號，由處理器根據障礙物的距離等特征判斷危險等級。當障礙物危險等級達到報警級別時，就及時由語音報警器5發出報警，同時，也可將該時段圖像存入由報警圖象存儲器8，報警圖象存儲器8存儲報警時前10秒和后10秒共計20秒的視頻圖像，由軟件、硬件并行處理。需要時可通過系統中的100M網口 11讀出。所述的監測裝置采用圖像預處理方法提高成像質量。所述的監測裝置采用高速DSP和大容量FPGA作為主處理器和協處理器，能夠完成大數據的處理和復雜算法的實時實現。使用多特征融合的方法，提取障礙物目標，進行多目標標記，實現障礙物目標的提取與識別。采用單目視覺測量目標距離的方法，測量目標距離車輛距離。使用信息融合方法，根據障礙物的特征、距離及車輛行駛速度，判別障礙物的危險等級，并發出相應等級的報警。本實用新型的障礙檢測判別工作流程1.將得到的視頻圖像進行預處理，提高圖像質量；由于是對紅外光成像，所得到的圖像具有較強噪聲、邊緣模糊等特點，采用中值濾波方法去掉噪聲，提高成像質量。2.基于邊緣、位置等特征的障礙物檢測。主要是先通過垂直邊緣增強，然后邊緣提取、分割、聚類等，分割出目標邊緣，然后通過多目標標記的方法，提取每個目標面積、周長、端點坐標等特征，分析障礙物的特征，根據邊緣對稱性找目標的區域，并用灰度對稱性來對障礙區域進行判別；并采用單目視覺測距的方法測量不同障礙物目標與駕駛車輛的距離。3.根據障礙物特征信息(面積、周長、端點坐標及距離)，結合車輛行駛的速度，發出相應等級的警報。本專利的目的是在車輛碰撞障礙物之前及時提醒司機采取措施，避免事故的發生。結合障礙物的距離及行駛速度，判斷障礙物的危險等級，發出相應等級的報警。以上所述僅為本實用新型的一種實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和明顯變形方式等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1..一種基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，包括圖像采集系統，其特征在于所述圖像采集系統包括紅外線主動光源和紅外線CXD攝像機，所述紅外線C⑶攝像機的鏡頭上設置有帶通濾波器；紅外線CXD攝像機的輸出端與視頻解碼器的輸入端連接， 視頻解碼器的輸出端與圖像預處理器的輸入端連接，圖像預處理器分別與報警圖像存儲器、4M*16BIT圖像存儲器和數字媒體處理器連接，圖像預處理器的輸出端連接語音報警器， 還包括用于檢測車輛行駛速度的速度傳感器，所述速度傳感器分別與圖像預處理器和數字媒體處理器連接，數字媒體處理器與程序存儲器連接。
2.根據權利要求1所述的基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，其特征在于所述數字媒體處理器的數據輸出口為100M網口。
3.根據權利要求1所述的基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，其特征在于所述視頻解碼器的型號為TVP5150。
4.根據權利要求1所述的基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，其特征在于所述圖像預處理器的型號為XC3S100e。
5.根據權利要求1所述的基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，其特征在于所述4M*16BIT圖像存儲器的型號為CY7C1061。
6.根據權利要求1所述的基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，其特征在于所述報警圖像存儲器的型號為HY27UH08。
7.根據權利要求1所述的基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，其特征在于所述語音報警器的型號為APR9600。
8.根據權利要求1所述的基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，其特征在于所述數字媒體處理器的型號為TMS320DM642。
9.根據權利要求1所述的基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，其特征在于所述程序存儲器的型號為AM29LV033。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，其特征在于所述紅外線CXD攝像機設置于彈簧減震基座上。
專利摘要本實用新型公開了一種基于單目視覺的復雜道路環境下障礙實時檢測裝置，包括圖像采集系統，所述圖像采集系統包括紅外線主動光源和紅外線CCD攝像機，紅外線CCD攝像機的輸出端與視頻解碼器的輸入端連接，視頻解碼器的輸出端與圖像預處理器的輸入端連接，圖像預處理器分別與報警圖像存儲器、4M*16BIT圖像存儲器和數字媒體處理器連接，圖像預處理器的輸出端連接語音報警器，速度傳感器分別與圖像預處理器和數字媒體處理器連接，數字媒體處理器與程序存儲器連接。本實用新型能夠全天候獲得一定距離復雜道路環境中的清晰圖像，并快速獲取障礙物距離，在障礙物進入危險距離時及時報警，提醒司機注意，具有很好的實用性。
文檔編號G01C11/36GK202885814SQ201220595890
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者楊李成, 楊榮國, 郭高生 申請人:成都迪特福科技有限公司