[發明專利]一種基于雙目視覺與V2X通信的協同預警設備與方法

在審

• 申請號: 201810988867.0
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109143215A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 蔣建春;白杰文;李玉環;歐小龍;曾素華;岑明;楊允新;張號;劉紅東
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01S11/12
• 分類號: G01S11/12;H04L29/08;H04W4/40;H04W4/44;H04W4/46
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅;陳棟梁

本發明請求保護一種基于雙目視覺與V2X通信的協同預警方法與設備，該設備由雙目攝像機、信息處理模塊、V2X通信模塊、高精度定位模塊以及蜂窩通信模塊組成。一方面是對障礙物的檢測及定位與V2X信息發送：首先把雙目攝像機采集的圖像進行有效區域分割，檢測左右視圖的障礙物，通過立體匹配算法得到障礙物相對攝像機的三維坐標，同時結合高精度定位計算出障礙物的位置信息，最后把障礙物的類別及位置信息通過V2X通信模塊向周圍車輛廣播，傳到車聯網云平臺，并發送給地圖云平臺更新地圖。另一方面，信息處理模塊對周圍車輛、車聯網云平臺發送的障礙物參數進行信息融合獲取有效的障礙物信息，并建立障礙物與自身車輛的關聯性設計預警方法輔助車輛安全駕駛。

技術領域

本發明屬于計算機視覺處理與V2X技術在輔助車輛安全駕駛上的應用，特別涉及一種基于雙目視覺與V2X通信的協同預警方法與設備。

背景技術

在交通事故率每年不斷增加的今天，增加車輛對障礙物的透視率能夠有效的降低交通事故的發生率。目前車輛利用傳感器對障礙物的識別僅限于自身視距范圍內，在遮擋或識別誤判的情況下不能準確的判斷障礙物的位置信息，從而容易引發交通事故。因此，如何讓車輛實時知道被遮擋或者傳感器誤判的障礙物信息，增加車輛對障礙物的透視率是目前亟待解決的問題。

隨著目標檢測算法和雙目立體視覺的不斷發展，已在無人駕駛領域中廣泛應用，特別是對障礙物的檢測和定位。雙目立體視覺是機器視覺的一種重要形式，它能基于視差原理并利用成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像，通過計算圖像對應點間的位置偏差，來獲取物體三維幾何信息的方法，從而準確定位障礙物。

目前基于雙目攝像機的障礙物檢測方法對算法要求性比較高以及對環境變化比較敏感，容易出現識別誤判的情況，同時，它是基于視距范圍的檢測，對不是檢測區域或者有遮擋的情況下很難準確定位障礙物的位置。因此，僅從雙目攝像機或者其他視覺類傳感器來獲取障礙物信息是遠遠不夠的。

將雙目視覺和V2X技術結合起來是一種提高車輛對障礙物透視率的有效方法，它不是基于多傳感器的數據融合，而是每輛車把自身檢測的障礙物信息通過V2X通信向周圍車輛廣播，并通過無線網絡傳輸到地圖和車聯網云平臺，車輛收到來自周圍車輛，地圖和車聯網云平臺發送的障礙物信息再與自身傳感器獲取的信息進行融合，獲取有效的障礙物信息，最后建立有效障礙物信息和自身車輛的關聯性模型實現預警消息的發布。這種協同預警方法隨著計算機視覺和V2X通信技術的發展實施簡單、方便、可行性強、效率高。

發明內容

本發明旨在解決現有技術車輛自身傳感器存在對障礙物識別誤判以及障礙物被遮擋不能識別的缺點，特別是雙目視覺物體檢測和定位系統的問題。提出了一種簡單、方便、可行性強、效率高的基于雙目視覺與V2X通信的協同預警設備與方法。本發明的技術方案如下：

一種基于雙目視覺與V2X通信的協同預警設備，其包括：車載雙目攝像機、信息處理模塊、V2X通信模塊、高精度定位模塊以及蜂窩通信模塊，所述車載雙目攝像機用于采集左視圖和右視圖并對其進行標定校正，并傳輸給信息處理模塊；

所述信息處理模塊用于采用車道邊緣檢測算法對圖像有效區域進行分割，再利用物體檢測算法檢測左右視圖的障礙物；

所述高精度定位模塊用于通過建立以車輛為中心的三維坐標系，獲取車輛中心位置的GPS信息和雙目攝像機相對于車輛中心的三維坐標，建立坐標映射模型得到雙目攝像機的GPS信息；基于立體匹配算法對校正后左右視圖的障礙物基元進行匹配，得到障礙物相對攝像機的三維坐標，同時與攝像機自身的高精度GPS也通過坐標映射模型計算出障礙物精確的GPS；

所述V2X通信模塊用于把計算出來的障礙物的GPS信息及障礙物的類型、尺寸和狀態信息向周圍車輛廣播以及通過蜂窩網絡分別傳輸到地圖云平臺和車聯網云平臺，進行地圖實時更新及障礙物信息的管理；通過數據融合算法判斷對自身車輛有效的障礙物，再設計預警方法輔助車輛安全駕駛。