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CN105799574A - 夜间智能辅助驾驶系统 - Google Patents

夜间智能辅助驾驶系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种夜间智能辅助驾驶系统，红外摄像头实时采集车辆前部路况图像并通过图像处理芯片传输至主控制模块，毫米波雷达将探测到的目标距离信号传输至主控制模块，主控制模块实时识别出车辆前方路况的图像信息和判断，在判断对车辆行车安全构成威胁时，启动红外补光LED来提高对目标区域的亮度并保持其他区域原有亮度；在判断车辆前方路况有同向或对向目标车辆行驶时，降低目标车辆区域亮度用于防眩，处理后实时图像信息传送给图像处理模块并通过显示器显示；主控制模块对接收的目标距离信号进行计算和分析，将路况实时信息及报警信息发送至语音提示模块。本发明在夜间、雨雪雾霾等照明条件不佳情况下，能提高探测距离和成像质量。

Description

夜间智能辅助驾驶系统
技术领域
本发明涉及一种夜间智能辅助驾驶系统，属于机动车智能辅助驾驶技术领域。
背景技术
随着经济社会的不断发展与人民生活水平的提高，人们出行越来越依赖于汽车，随之而来的行车安全问题也日益凸出。在夜间、雨雪、雾霾等恶劣条件下，驾驶员的视距变小、视野变窄；在转弯、变道时，前挡风玻璃与前门玻璃之间的A柱会形成视觉死角，；在两车交会时，若对方车辆未及时关闭远光灯，造成驾驶员的大片盲区。以上这些情况都可能造成驾驶员判断失误，操作失当，导致事故频发。
现有的汽车夜间驾驶辅助系统主要基于CCD相机或红外探测器成像技术，将检测到的图像由图像信号转换为电信号，并在显示器上成像。但这两种成像技术均存在一定的缺点：一是探测距离较近，受天气环境影响较大，二是夜间行车时，对向车辆若开启远光灯，也会造成成像质量低、图像难以识别。
发明内容
本发明的目的是提供一种在夜间、雨雪雾霾等照明条件不佳情况下，能提高探测距离和成像质量的夜间智能辅助驾驶系统。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种夜间智能辅助驾驶系统，其特征在于：包括图像采集模块、毫米波雷达、主控制模块、车灯控制模块、车灯、红外补光LED、图像处理模块以及显示器和语音提示模块；
所述的图像采集模块包括红外摄像头和图像处理芯片，红外摄像头安装在车辆前挡风玻璃上，红外摄像头实时采集车辆前部的路况图像，并通过图像处理芯片转成数字图像传输至主控制模块；
所述的毫米波雷达安装在车辆顶部，用于实时检测车辆周围的行人、目标车辆以及障碍物与车辆之间的目标距离，并将探测到的目标距离信号传输至主控制模块；
所述的主控制模块对接收的数字图像进行对比和分析，实时识别出车辆前方路况的行人、目标车辆以及障碍物的图像信息并进行判断，在判断光照不足，发出指令给车灯控制模块，用于启动车灯来提高对照明区域的亮度；在判断对车辆行车安全构成威胁时，发出指令给车灯控制模块，用于启动红外补光LED来提高对目标区域的亮度、并保持其他区域原有亮度；在判断车辆前方路况有同向或对向目标车辆行驶时，发出指令给车灯控制模块在开启远光灯时，降低目标车辆区域亮度用于防眩，将处理后实时图像信息传送给图像处理模块；主控制模块对接收的目标距离信号进行计算和分析，将路况实时信息及报警信息发送至语音提示模块；
所述的车灯控制模块用于接收主控制模块的CAN信号，根据指令驱动车灯及红外补光LED工作；
所述的图像处理模块用于接收主控制模块发出的实时图像信息，将实时图像信息转换为模拟视频信号，图像处理模块输出侧与显示器连接，显示器实时显示路况图像及目标距离；
所述的语音提示模块用于接收主控制模块的路况实时信息及报警信息，并对接收的信息进行播放。
其中：所述的主控制模块在对数字图像识别时，还能标注出数字图像信号中亮度变化明显的点，并生成二值图，再滤除噪声信号及干扰信号，最后得到车辆前方路况的行人、目标车辆以及障碍物的实时图像信息。
所述的主控制模块安装在副驾驶位置的仪表台处。
本发明的夜间智能辅助驾驶系统，采用了图像采集模块、毫米波雷达、主控制模块、车灯控制模块及红外补光LED，通过图像采集模块内的红外摄像头实时采集车辆前部的路况图像，并通过图像处理芯片转成数字图像而传输至主控制模块，通过主控制模块对接收的数字图像进行实时识别出车辆前方路况的行人、目标车辆以及障碍物的图像信息，并对图像信息进行判断，在夜间光照不足情况下，主控制模块发出指令使车灯控制模块控制，用于启动车灯来提高对照明区域的亮度而进行补光。本发明主控制模块在判断对车辆行车安全构成威胁时，发出指令给车灯控制模块启动红外补光LED来提高对目标区域的亮度、并保持其他区域原有亮度，能因此在夜间、雨雪雾霾等照明条件不佳情况下，有效的改善红外摄像头夜间采集图像模糊的不足，通过目标区域的补光，能提高成像质量和探测距离，提醒驾驶员能看清路况而能准确判断，减少天气环境对驾驶员的影响，减少事故的发生。发明主控制模块在判断出到前方有同向车辆或对向车辆行驶时，在控制开启远光灯功能时，能控制目标车辆相关区域亮度降低，实现防眩目功能，使驾驶员能准确判断路况。本发明夜间智能辅助驾驶系统的主控制模块将经过处理的数字图像传实时通过显示器显示，并通过语音提示模块实时播报路况信息，能适时做出提醒、报警。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
图1是本发明夜间智能辅助驾驶系统的原理框图。
图2是本发明夜间智能辅助驾驶系统识别前部有行人的示意图。
图3是本发明夜间智能辅助驾驶系统识别前部有同向目标车辆的示意图。
图中：1—图像采集模块，2—毫米波雷达，3—主控制模块，4—车灯控制模块，5—图像处理模块，6—语音提示模块，7—车灯，8—红外补光LED，9—显示器，10—行人，11—车辆，12—目标车辆。
具体实施方式
见图1所示，本发明的夜间智能辅助驾驶系统，包括图像采集模块1、毫米波雷达2、主控制模块3、车灯控制模块4、车灯7、红外补光LED8、图像处理模块5以及显示器9和语音提示模块6。该图像采集模块1及毫米波雷达2的输出侧与主控制模块3输入侧连接，而主控制模块3的输出侧与车灯控制模块4、图像处理模块5及语音提示模块6连接，车灯控制模块4与车灯7及红外补光LED8连接，驱动车灯7及红外补光LED8工作。
见图1所示，本发明的图像采集模块1包括红外摄像头和图像处理芯片，红外摄像头安装在车辆11前挡风玻璃上，红外摄像头实时采集车辆11前部的路况图像，并通过图像处理芯片转成数字图像传输至主控制模块3，通过红外摄像头实时采集车辆11前部的行人10、目标车辆12及一些可能会影响行驶的障碍物等路况图像送到主控制模块3。本发明的毫米波雷达2安装在车辆11顶部，用于实时检测车辆11周围的行人10、目标车辆12以及障碍物与车辆11之间的目标距离，并将探测到的目标距离信号传输至主控制模块3，经主控制模块3处理后通过显示器9实时显示路况图像以及障碍物离本车的距离，而语音提示模块6实时播报路况信息，并适时做出提醒、报警。
见图1所示，本发明的主控制模块3对接收的数字图像进行对比和分析，实时识别出车辆11前方路况的行人10、目标车辆12以及障碍物的图像信息并进行判断，主控制模块3安装在副驾驶位置的仪表台处。见图2所示，本发明主控制模块3在判断光照不足，发出指令给车灯控制模块4，用于启动车灯7来提高对照明区域的亮度而进行补光，在判断对车辆11行车安全构成威胁时，发出指令给车灯控制模块4，用于启动红外补光LED8来提高对目标区域的亮度、并保持其他区域原有亮度，因此本发明可以在夜间以及雨雪、雾霾等恶劣天气行驶时，在光照不足情况下，通过主控制模块3发出指令使车灯控制模块4控制红外补光LED8进行补光，能有效改善红外摄像头因夜间光照不足而采集图像模糊不清的情况，使驾驶员能对前部路况进行准确判断，减少事故的发生。见图3所示，本发明主控制模块3在判断车辆11前方路况有同向或对向的目标车辆12行驶时，发出指令给车灯控制模块4在开启远光灯时，降低目标车辆12区域亮度用于防眩，使驾驶员能看到前部路况
本发明主控制模块3在对数字图像识别时，还能标注出数字图像信号中亮度变化明显的点，并生成二值图，再滤除噪声信号及干扰信号，最后得到车辆11前方路况的行人10、目标车辆12以及障碍物的实时图像信息。本发明的主控制模块3融合人工神经网络、原始图像边缘检测方法及卡尔曼滤波器，通过事先学习大量不同的图像样本以及相应的输出结果，使人工神经网络算法在运用此模型时，能逐渐识别类似的图像，通过原始图像边缘检测方法标注出数字图像中亮度变化明显的点，生成二值图，在此过程中，运用卡尔曼滤波器，去除噪声与干扰信号，通过卡尔曼滤波器能快速、“实时”地处理数字图像，有效提高车辆11运动过程中的图像处理速度并节省内存。
见图1所示，本发明将处理后的实时图像信息传送给图像处理模块5，本发明图像处理模块5用于接收主控制模块3发出的实时图像信息，将实时图像信息转换为模拟视频信号，图像处理模块5输出侧与显示器9连接，显示器9实时显示路况图像以及障碍物离本车的距离，本发明的显示器9安装于中控台上方，方便驾驶员观察。
见图1所示，本发明的主控制模块3对接收的目标距离信号进行计算和分析，将路况实时信息及报警信息发送至语音提示模块6，语音提示模块6用的于接收主控制模块3的实时路况信息及报警信息，并对接收的实时路况信息及报警信息进行播放，实时提醒驾驶员，对探测到较近的目标距离发出报警。
见图1所示，本发明的车灯控制模块4接收来自主控制模块3的CAN信号，根据指令驱动车灯7及红外补光LED8工作，通过车灯控制模块4控制车灯7实现各功能，同时根据主控制模块3使车灯控制模块4控制红外补光LED8打开或关闭在光照不足时，进行补光，能提高成像质量和探测距离。

Claims (3)

1.一种夜间智能辅助驾驶系统，其特征在于：包括图像采集模块(1)、毫米波雷达(2)、主控制模块(3)、车灯控制模块(4)、车灯(7)、红外补光LED(8)、图像处理模块(5)以及显示器(9)和语音提示模块(6)；
所述的图像采集模块(1)包括红外摄像头和图像处理芯片，红外摄像头安装在车辆(11)前挡风玻璃上，红外摄像头实时采集车辆(11)前部的路况图像，并通过图像处理芯片转成数字图像传输至主控制模块(3)；
所述的毫米波雷达(2)安装在车辆(11)顶部，用于实时检测车辆(11)周围的行人(10)、目标车辆(12)以及障碍物与车辆(11)之间的目标距离，并将探测到的目标距离信号传输至主控制模块(3)；
所述的主控制模块(3)对接收的数字图像进行对比和分析，实时识别出车辆(11)前方路况的行人(10)、目标车辆(12)以及障碍物的图像信息并进行判断，在判断光照不足，发出指令给车灯控制模块(4)，用于启动车灯(7)来提高对照明区域的亮度；在判断对车辆(11)行车安全构成威胁时，发出指令给车灯控制模块(4)，用于启动红外补光LED(8)来提高对目标区域的亮度、并保持其他区域原有亮度；在判断车辆(11)前方路况有同向或对向目标车辆(12)行驶时，发出指令给车灯控制模块(4)在开启远光灯时，降低目标车辆(12)区域亮度用于防眩，将处理后实时图像信息传送给图像处理模块(5)；主控制模块(3)对接收的目标距离信号进行计算和分析，将路况实时信息及报警信息发送至语音提示模块(6)；
所述的车灯控制模块(4)用于接收主控制模块(3)的CAN信号，根据指令驱动车灯(7)及红外补光LED(8)工作；
所述的图像处理模块(5)用于接收主控制模块(3)发出的实时图像信息，将实时图像信息转换为模拟视频信号，图像处理模块(5)输出侧与显示器(9)连接，显示器(9)实时显示路况图像及目标距离；
所述的语音提示模块(6)用于接收主控制模块(3)的路况实时信息及报警信息，并对接收的信息进行播放。
2.根据权利要求1所述的种夜间智能辅助驾驶系统，其特征在于：所述的主控制模块(3)在对数字图像识别时，还能标注出数字图像信号中亮度变化明显的点，并生成二值图，再滤除噪声信号及干扰信号，最后得到车辆(11)前方路况的行人(10)、目标车辆(12)以及障碍物的实时图像信息。
3.根据权利要求1所述的种夜间智能辅助驾驶系统，其特征在于：所述的主控制模块(3)安装在副驾驶位置的仪表台处。
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