[發明專利]基于遠紅外圖像的汽車夜間行駛預警系統及方法

無效

• 申請號: 201210454897.6
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102975659A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 高宏偉;洪坤;于洋;寧慧英
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: B60R1/00
• 分類號: B60R1/00;B60Q9/00;G06K9/62;G06K9/46
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

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技術領域

本發明涉及一種汽車夜間行駛的預警系統，更具體地，涉及基于單目視覺的遠紅外圖像的汽車夜間行駛的預警系統的組成及其實現方法。

背景技術

隨著汽車工業的發展，有越來越多的汽車駛上公路，在夜間或者霧天行駛汽車時，雖然有車燈為你照亮道路，但在前方的黑暗中仍然潛伏著危險。據統計，雖然夜間行車在整個公路交通中占四分之一，但此期間發生的死亡事故占了一半，而夜間視線不良所造成的事故占了其中的70%。所以迫切需要研制一種車夜間行駛的預警系統，以降低事故率。

發明內容

本發明提出了基于單目視覺的遠紅外圖像的汽車夜間行駛預警系統的設計以及實現方法，該方法可以使汽車在夜間行駛時在可能發生碰撞時提醒駕駛員或直接采取制動措施。

為了實現上述的目的，本發明采取如下方案。本發明的系統組成主要有硬件和軟件兩部分，其中硬件為以下幾部分：遠紅外圖像采集裝置，存儲裝置，處理器，顯示裝置，報警裝置，制動裝置；軟件部分有圖像處理程序，控制程序。

所述的硬件部分中的遠紅外圖像采集裝置采用的紅外熱像儀，它屬于攝像機，其用來采集汽車前進方向的實時影像。

所述的硬件部分中的存儲裝置是用來存儲圖像采集裝置采集的影像，還用來存儲圖像處理程序的處理結果以及系統運行的實時數據記錄。

所述的硬件部分中的處理器主要用來對從存儲裝置中讀取的圖像文件進行處理以及運行控制程序的。

所述的硬件部分中的顯示裝置是用來顯示采集的前方實時情況以及處理后的圖片和部分處理后的數據。

所述的硬件部分中的報警裝置是用來對駕駛員或操作員報警的。

所述的硬件部分中的制動裝置是用來在特殊情況下采取自動對汽車采取制動操作。

所述的軟件部分中的圖像處理程序是用來對從存儲裝置中讀取的圖像進行預處理及提取目標并進行測距的。

所述的軟件部分中的控制程序是用來對給定安全距離與實時計算出的距離進行比較并判別汽車是否安全從而做出控制決策。

本發明還提供一種基于單目視覺的遠紅外圖像的汽車夜間行駛預警方法，包括如下步驟：

1）??????????從存儲器中以t秒的時間間隔讀取兩幅采集裝置采集的汽車前方的圖像幀；

2）??????????對讀取的兩幅圖像進行預處理提取出感興趣的部分(ROI)；?

3）??????????對2）中的ROI分別求取其方向梯度直方圖(HOG)；

4）??????????在3）的基礎之上進行判別分類；

5）??????????對圖像進行處理提取出目標體，匹配后判別兩幅圖像中的目標體是否為統一目標體，如果不是的話則返回1），如果是的話則進入步驟6）；

6）??????????通過提取出目標體的兩幅圖像計算出汽車離前方物體的距離d并跟給定的安全距離d_i做比較，如果d_i<d，則返回1），如果d_i>d，則給出報警。通過和不同級別的d_i做比較而采取不同的報警方式，當達到最高級別警告時將采取自動制動裝置。

進一步，所述步驟2）具體包括如下幾個步驟：

21）首先對圖像進行了Otsu法分割；

22）然后通過基于方向投影的方法進行ROI初定；

進一步，所述步驟3）具體包括如下幾個步驟：

31）歸一化圖像；

32）計算梯度；

33）對于每一個cell塊對梯度直方圖進行規定權重的投影；

34）對于每一個重疊block塊內的cell進行對比度歸一化；

35）把所有block內的直方圖向量一起組合成一個大的HOG特征向量；

進一步，所述步驟4）具體為：

本發明中目標的分類判別使用的是支持向量機（SVM）算法。在對紅外圖像中人體候選區域進行定位，并求取其梯度方向直方圖后，即可將梯度方向直方圖作為輸入向量通過分類決策函數對候選區域中的目標進行分類。由于梯度方向直方圖是高維向量，一般針對多維向量首先降維來提高運算速率，在本發明中使用支持向量機（SVM）算法，就省略了這一步。