CN110260839A - 目标间距测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种目标间距测量系统，包括：栏杆检测设备，设置在车辆内部，用于基于栏杆成像特征对双三次插值图像执行左侧栏杆区域和右侧栏杆区域的检测，并将左侧栏杆区域最右侧像素点到右侧栏杆区域最左侧像素点之间的像素点数量作为代表性数量输出；间距鉴别设备，用于对左侧栏杆区域和右侧栏杆区域分别在双三次插值图像中的景深进行均值计算以获得代表性景深值，并基于代表性景深值和代表性数量确定前方栏杆间距。本发明的目标间距测量系统安全可靠，方便使用。由于在前方栏杆间距减去预设车辆左侧后视镜宽度再减去预设车辆右侧后视镜宽度所获得的数值小于等于预设车体宽度时，进行与通行困难报警，从而避免出现车辆撞击栏杆的事故。

Description

目标间距测量系统

技术领域

本发明涉及目标检测领域，尤其涉及一种目标间距测量系统。

背景技术

目标检测，也叫目标提取，是一种基于目标几何和统计特征的图像分割，他将目标的分割和识别合二为一，其准确性和实时性是整个系统的一项重要能力。尤其是在复杂场景中，需要对多个目标进行实时处理时，目标自动提取和识别就显得特别重要。

随着计算机技术的发展和计算机视觉原理的广泛应用，利用计算机图像处理技术对目标进行实时跟踪研究越来越热门，对目标进行动态实时跟踪定位在智能化交通系统、智能监控系统、军事目标检测及医学导航手术中手术器械定位等方面具有广泛的应用价值。

发明内容

本发明需要具备以下几处关键的发明点：

(1)在前方栏杆间距减去预设车辆左侧后视镜宽度再减去预设车辆右侧后视镜宽度所获得的数值小于等于预设车体宽度时，进行与通行困难相关的语音报警文件的播放，从而避免出现车辆撞击栏杆的事故；

(2)基于要处理的图像的像素时钟频率的快慢选择不同运算量大小的滤波机制，在图像的像素时钟频率偏快时选择运算量小的滤波机制，从而在保证滤波效果的同时避免单位时间内的滤波运算量过大。

根据本发明的一方面，提供了一种目标间距测量系统，所述系统包括：

栏杆检测设备，设置在车辆内部，与双三次插值设备连接，用于基于栏杆成像特征对双三次插值图像执行左侧栏杆区域和右侧栏杆区域的检测，并将左侧栏杆区域最右侧像素点到右侧栏杆区域最左侧像素点之间的像素点数量作为代表性数量输出；

间距鉴别设备，与所述栏杆检测设备连接，用于对左侧栏杆区域和右侧栏杆区域分别在所述双三次插值图像中的景深进行均值计算以获得代表性景深值，并基于所述代表性景深值和所述代表性数量确定前方栏杆间距；

通行分析设备，与所述间距鉴别设备连接，用于在所述前方栏杆间距减去预设车辆左侧后视镜宽度再减去预设车辆右侧后视镜宽度所获得的数值小于等于预设车体宽度时，发出第一控制信号，否则，发出第二控制信号；

语音报警设备，设置在车辆内部，与所述通信分析设备连接，用于在接收到所述第一控制信号时，进行与通行困难相关的语音报警文件的播放，还用于在接收到所述第二控制信号时，停止进行与通行困难相关的语音报警文件的播放；

嵌入式捕获系统，封装在车辆的前端，用于对车前场景进行图像捕获操作，以获得并输出相应的车前场景图像；

频率采集设备，设置在车辆内部，与所述嵌入式捕获系统连接，用于接收所述车前场景图像，对所述车前场景图像的像素时钟频率进行检测，以获得对应的当前像素时钟频率；

命令提取设备，与所述频率采集设备连接，用于在所述当前像素时钟频率超限时，发出第一驱动命令；

所述命令提取设备还用于在所述当前像素时钟频率未超限时，发出第二驱动命令。

本发明的目标间距测量系统安全可靠，方便使用。由于在前方栏杆间距减去预设车辆左侧后视镜宽度再减去预设车辆右侧后视镜宽度所获得的数值小于等于预设车体宽度时，进行与通行困难报警，从而避免出现车辆撞击栏杆的事故。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的目标间距测量系统所应用的栏杆的外形结构图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的目标间距测量系统的实施方案进行详细说明。

道路栏杆是设置在路肩外侧、交通分隔带以及人行道路牙等位置的一种交通安全设施。通过自体变形或车辆爬高来吸收碰撞能量，从而改变车辆行驶方向、阻止车辆越出路外或进入对向车道、最大程度地减少对乘员的伤害。

道路栏杆用于保护车辆及车里面的人防止受到位于道路旁边的天然或人工物件的碰撞。车辆撞击道路栏杆可能既损害车辆/乘客又损害护栏本身，注意到这一点是重要的。碰撞护栏引起的损害通常不如碰撞位于护栏之后的部件严重，因此道路栏杆代表了这两种考虑之间的一个折衷。除了保护车辆之外，道路栏杆也用于屏蔽行人、养护/施工人员、或者来自不定交通的骑脚踏车的人。以它最基本的形式，道路栏杆设计用于防止离开车行道的车辆撞击固定的物体。护栏首先阻拦一个事故车辆，然后使其改变方向。因为车辆冲击的可变性以及高速下的破坏作用，应当引进全面的全尺寸破坏试验，以保证将要使用的道路栏杆的安全可靠性。可以使用的护栏有很多种尺寸和形状。护栏类型的选择取决于多种因素，包括公路所处的环境以及速度和交通量。

目前，道路两侧的栏杆作用不同，有的是用于隔离相向行驶的车辆，有的是对通行车型进行限制，以避免过宽的车辆进出特定区域，在通行在具有栏杆的道路上时，车辆驾驶员必须具有一定的目测经验才能人工判断出前方栏杆限定的位置是否能够通行。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种目标间距测量系统，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的目标间距测量系统所应用的栏杆的外形结构图。

根据本发明实施方案示出的目标间距测量系统包括：

栏杆检测设备，设置在车辆内部，与双三次插值设备连接，用于基于栏杆成像特征对双三次插值图像执行左侧栏杆区域和右侧栏杆区域的检测，并将左侧栏杆区域最右侧像素点到右侧栏杆区域最左侧像素点之间的像素点数量作为代表性数量输出；

间距鉴别设备，与所述栏杆检测设备连接，用于对左侧栏杆区域和右侧栏杆区域分别在所述双三次插值图像中的景深进行均值计算以获得代表性景深值，并基于所述代表性景深值和所述代表性数量确定前方栏杆间距；

通行分析设备，与所述间距鉴别设备连接，用于在所述前方栏杆间距减去预设车辆左侧后视镜宽度再减去预设车辆右侧后视镜宽度所获得的数值小于等于预设车体宽度时，发出第一控制信号，否则，发出第二控制信号；

语音报警设备，设置在车辆内部，与所述通信分析设备连接，用于在接收到所述第一控制信号时，进行与通行困难相关的语音报警文件的播放，还用于在接收到所述第二控制信号时，停止进行与通行困难相关的语音报警文件的播放；

嵌入式捕获系统，封装在车辆的前端，用于对车前场景进行图像捕获操作，以获得并输出相应的车前场景图像；

频率采集设备，设置在车辆内部，与所述嵌入式捕获系统连接，用于接收所述车前场景图像，对所述车前场景图像的像素时钟频率进行检测，以获得对应的当前像素时钟频率；

命令提取设备，与所述频率采集设备连接，用于在所述当前像素时钟频率超限时，发出第一驱动命令；

所述命令提取设备还用于在所述当前像素时钟频率未超限时，发出第二驱动命令；

命令执行设备，设置在车辆内部，分别与所述频率采集设备和所述命令提取设备连接，用于在接收到第一驱动命令时，为算术均值滤波设备提供电力供应，还用于在接收到第二驱动命令时，为小波滤波设备提供电力供应；

算术均值滤波设备，分别与所述命令执行设备和所述频率采集设备连接，用于在通电状态下对接收到的车前场景图像执行算术均值滤波处理，以获得并输出相应的定制滤波图像；

小波滤波设备，分别与所述命令执行设备和所述频率采集设备连接，用于在通电状态下对接收到的车前场景图像执行小波滤波处理，以获得并输出相应的定制滤波图像；

双三次插值设备，分别与所述算术均值滤波设备和所述小波滤波设备连接，用于对所述算术均值滤波设备或所述小波滤波设备发送的定制滤波图像执行基于8像素ⅹ8像素邻域的双三次插值处理，以获得并输出相应的双三次插值图像；

其中，所述命令执行设备还用于在接收到第一驱动命令时，停止为算术均值滤波设备提供电力供应；

其中，所述命令执行设备还用于在接收到第二驱动命令时，停止为小波滤波提供电力供应。

接着，继续对本发明的目标间距测量系统的具体结构进行进一步的说明。

所述目标间距测量系统中还可以包括：

石英振荡设备，分别与所述小波滤波设备、所述命令执行设备和所述频率采集设备和所述双三次插值设备连接，用于分别为所述小波滤波设备、所述命令执行设备和所述频率采集设备和所述双三次插值设备提供时序信号。

所述目标间距测量系统中还可以包括：

边缘检测设备，与所述嵌入式捕获系统连接，用于接收所述车前场景图像，对所述车前场景图像进行边缘检测，以获取所述车前场景图像中的各个边缘像素点以及各个非边缘像素点。

所述目标间距测量系统中还可以包括：

均值分析设备，与所述边缘检测设备连接，对所述车前场景图像中的各个边缘像素点进行均值计算以获得边缘均值，还对所述车前场景图像中的各个非边缘像素点进行均值计算以获得非边缘均值。

所述目标间距测量系统中还可以包括：

模式选择设备，与所述均值分析设备连接，用于获取所述边缘均值和所述非边缘均值，计算所述边缘均值除以所述非边缘均值的结果以作为模式参考值，当所述模式参考值未超过限量时，发出第一模式选择信号，以及当所述模式参考值超过限量时，发出第二模式选择信号。

所述目标间距测量系统中还可以包括：

第一滤波设备，分别与所述模式选择设备和所述边缘检测设备连接，用于接收所述第一模式选择信号时，将所述车前场景图像从空间域变换到频域，将变换后信号中大于预设截止频率的高频分量设置为零以及其他频率分量保留以获得处理后信号，将处理后信号进行频域到空间域的反变换以获得第一滤波图像。

所述目标间距测量系统中还可以包括：

第二滤波设备，分别与所述模式选择设备和所述边缘检测设备连接，用于接收所述第二模式选择信号时，将所述车前场景图像从空间域变换到频域，将变换后信号中大于预设截止频率的高频分量减少为原值的N分之一以及其他频率分量保留以获得处理后信号，将处理后信号进行频域到空间域的反变换以获得第二滤波图像，其中，N为整数且N与所述模式参考值成反比。

所述目标间距测量系统中还可以包括：

滤波输出设备，分别与所述频率采集设备、所述第一滤波设备和所述第二滤波设备连接，用于将所述第一滤波图像或所述第二滤波图像作为滤波输出图像，并将所述滤波输出图像替换所述车前场景图像发送给所述频率采集设备。

所述目标间距测量系统中：

所述第一滤波设备包括空间域变换单元、频域变换单元和截止处理单元，所述空间域变换单元用于接收所述第一模式选择信号时，将所述车前场景图像从空间域变换到频域，所述截止处理单元用于将变换后信号中大于预设截止频率的高频分量设置为零以及其他频率分量保留以获得处理后信号，所述频域变换单元用于将处理后信号进行频域到空间域的反变换以获得第一滤波图像；

其中，所述第一滤波设备、所述第二滤波设备、所述边缘检测设备、所述均值分析设备、所述模式选择设备和所述滤波输出设备分别采用不同型号的SOC芯片来实现。

另外，小波(Wavelet)这一术语，顾名思义，“小波”就是小的波形。所谓“小”是指他具有衰减性；而称之为“波”则是指它的波动性，其振幅正负相间的震荡形式。与Fourier变换相比，小波变换是时间(空间)频率的局部化分析，他通过伸缩平移运算对信号(函数)逐步进行多尺度细化，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，解决了Fourier变换的困难问题，成为继Fourier变换以来在科学方法上的重大突破。有人把小波变换称为“数学显微镜”。

小波分析的应用是与小波分析的理论研究紧密地结合在一起地。他已经在科技信息产业领域取得了令人瞩目的成就。电子信息技术是六大高新技术中重要的一个领域，他的重要方面是图像和信号处理。现今，信号处理已经成为当代科学技术工作的重要部分，信号处理的目的就是：准确的分析、诊断、编码压缩和量化、快速传递或存储、精确地重构(或恢复)。从数学地角度来看，信号与图像处理可以统一看作是信号处理(图像可以看作是二维信号)，在小波分析地许多分析的许多应用中，都可以归结为信号处理问题。对于其性质随时间是稳定不变的信号，处理的理想工具仍然是傅立叶分析。但是在实际应用中的绝大多数信号是非稳定的，而特别适用于非稳定信号的工具就是小波分析。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本发明已以实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以做出适当的改动和同等替换。因此本发明的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种目标间距测量系统，其特征在于，所述系统包括：

栏杆检测设备，设置在车辆内部，与双三次插值设备连接，用于基于栏杆成像特征对双三次插值图像执行左侧栏杆区域和右侧栏杆区域的检测，并将左侧栏杆区域最右侧像素点到右侧栏杆区域最左侧像素点之间的像素点数量作为代表性数量输出；

间距鉴别设备，与所述栏杆检测设备连接，用于对左侧栏杆区域和右侧栏杆区域分别在所述双三次插值图像中的景深进行均值计算以获得代表性景深值，并基于所述代表性景深值和所述代表性数量确定前方栏杆间距；

通行分析设备，与所述间距鉴别设备连接，用于在所述前方栏杆间距减去预设车辆左侧后视镜宽度再减去预设车辆右侧后视镜宽度所获得的数值小于等于预设车体宽度时，发出第一控制信号，否则，发出第二控制信号；

语音报警设备，设置在车辆内部，与所述通信分析设备连接，用于在接收到所述第一控制信号时，进行与通行困难相关的语音报警文件的播放，还用于在接收到所述第二控制信号时，停止进行与通行困难相关的语音报警文件的播放；

嵌入式捕获系统，封装在车辆的前端，用于对车前场景进行图像捕获操作，以获得并输出相应的车前场景图像；

频率采集设备，设置在车辆内部，与所述嵌入式捕获系统连接，用于接收所述车前场景图像，对所述车前场景图像的像素时钟频率进行检测，以获得对应的当前像素时钟频率；

命令提取设备，与所述频率采集设备连接，用于在所述当前像素时钟频率超限时，发出第一驱动命令；

所述命令提取设备还用于在所述当前像素时钟频率未超限时，发出第二驱动命令；

命令执行设备，设置在车辆内部，分别与所述频率采集设备和所述命令提取设备连接，用于在接收到第一驱动命令时，为算术均值滤波设备提供电力供应，还用于在接收到第二驱动命令时，为小波滤波设备提供电力供应；

算术均值滤波设备，分别与所述命令执行设备和所述频率采集设备连接，用于在通电状态下对接收到的车前场景图像执行算术均值滤波处理，以获得并输出相应的定制滤波图像；

小波滤波设备，分别与所述命令执行设备和所述频率采集设备连接，用于在通电状态下对接收到的车前场景图像执行小波滤波处理，以获得并输出相应的定制滤波图像；

双三次插值设备，分别与所述算术均值滤波设备和所述小波滤波设备连接，用于对所述算术均值滤波设备或所述小波滤波设备发送的定制滤波图像执行基于8像素ⅹ8像素邻域的双三次插值处理，以获得并输出相应的双三次插值图像；

其中，所述命令执行设备还用于在接收到第一驱动命令时，停止为算术均值滤波设备提供电力供应；

其中，所述命令执行设备还用于在接收到第二驱动命令时，停止为小波滤波提供电力供应。

2.如权利要求1所述的目标间距测量系统，其特征在于，所述系统还包括：

石英振荡设备，分别与所述小波滤波设备、所述命令执行设备和所述频率采集设备和所述双三次插值设备连接，用于分别为所述小波滤波设备、所述命令执行设备和所述频率采集设备和所述双三次插值设备提供时序信号。

3.如权利要求2所述的目标间距测量系统，其特征在于，所述系统还包括：

边缘检测设备，与所述嵌入式捕获系统连接，用于接收所述车前场景图像，对所述车前场景图像进行边缘检测，以获取所述车前场景图像中的各个边缘像素点以及各个非边缘像素点。

4.如权利要求3所述的目标间距测量系统，其特征在于，所述系统还包括：

均值分析设备，与所述边缘检测设备连接，对所述车前场景图像中的各个边缘像素点进行均值计算以获得边缘均值，还对所述车前场景图像中的各个非边缘像素点进行均值计算以获得非边缘均值。

5.如权利要求4所述的目标间距测量系统，其特征在于，所述系统还包括：

模式选择设备，与所述均值分析设备连接，用于获取所述边缘均值和所述非边缘均值，计算所述边缘均值除以所述非边缘均值的结果以作为模式参考值，当所述模式参考值未超过限量时，发出第一模式选择信号，以及当所述模式参考值超过限量时，发出第二模式选择信号。

6.如权利要求5所述的目标间距测量系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一滤波设备，分别与所述模式选择设备和所述边缘检测设备连接，用于接收所述第一模式选择信号时，将所述车前场景图像从空间域变换到频域，将变换后信号中大于预设截止频率的高频分量设置为零以及其他频率分量保留以获得处理后信号，将处理后信号进行频域到空间域的反变换以获得第一滤波图像。

7.如权利要求6所述的目标间距测量系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二滤波设备，分别与所述模式选择设备和所述边缘检测设备连接，用于接收所述第二模式选择信号时，将所述车前场景图像从空间域变换到频域，将变换后信号中大于预设截止频率的高频分量减少为原值的N分之一以及其他频率分量保留以获得处理后信号，将处理后信号进行频域到空间域的反变换以获得第二滤波图像，其中，N为整数且N与所述模式参考值成反比。

8.如权利要求7所述的目标间距测量系统，其特征在于，所述系统还包括：

滤波输出设备，分别与所述频率采集设备、所述第一滤波设备和所述第二滤波设备连接，用于将所述第一滤波图像或所述第二滤波图像作为滤波输出图像，并将所述滤波输出图像替换所述车前场景图像发送给所述频率采集设备。

9.如权利要求8所述的目标间距测量系统，其特征在于：

所述第一滤波设备包括空间域变换单元、频域变换单元和截止处理单元，所述空间域变换单元用于接收所述第一模式选择信号时，将所述车前场景图像从空间域变换到频域，所述截止处理单元用于将变换后信号中大于预设截止频率的高频分量设置为零以及其他频率分量保留以获得处理后信号，所述频域变换单元用于将处理后信号进行频域到空间域的反变换以获得第一滤波图像；

其中，所述第一滤波设备、所述第二滤波设备、所述边缘检测设备、所述均值分析设备、所述模式选择设备和所述滤波输出设备分别采用不同型号的SOC芯片来实现。