CN100588902C - 一种车距检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车距检测方法，该方法包括：获取本车前面道路和后面道路的图像；根据获取到的本车前面道路和后面道路的图像，查询出图像中的车辆的正前方实际宽度；根据查询得到的车辆正前方的实际宽度，计算出本车与图像中的车辆的车距。本发明还公开了一种车距检测装置，包括图像采集单元、图像识别单元、数据存储单元和车距计算单元。本发明的车距检测方法及装置，降低了车距检测的成本，解决了现有技术中因探测器发出的电磁波或超声波信号受到干扰而无法测出车距的问题。
Description
技术领域
本发明涉及车距检测技术，具体涉及一种车距检测方法及装置。
背景技术
现有技术中，车距检测装置多采用探测器。使用时，置于本车辆内的探测器主动向前面车辆和后面车辆发射电磁波或超声波信号，根据前面车辆和后面车辆反射的电磁波或超声波信号计算出本车辆与前面车辆和后面车辆的车距。用探测器进行车距检测，成本高，并且，当多辆车辆同时使用探测器时，因发射的电磁波或超声波受到干扰将导致探测器无法计算出本车与前面车辆和后面车辆的车距。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种车距检测方法，该方法降低了车距检测的成本，解决了现有技术中无法计算出车距的问题。
本发明另一个目的在于提供一种车距检测装置，该装置降低了车距检测的成本，解决了现有技术中无法计算出车距的问题。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种车距检测方法，包括以下步骤：
a、获取本车前面道路和后面道路的图像；
b、根据获取到的本车前面道路和后面道路的图像，查询出图像中的车辆的正前方实际宽度；
c、根据查询得到的车辆正前方的实际宽度，计算出本车与图像中的车辆的车距。
所述步骤b包括：
b1、利用模式识别技术分离出所获取图像中车辆的各部分设备；
b2、测量出图像中各部分设备的宽度和车辆正前方视图的宽度；
b3、计算出图像中各部分设备宽度与车辆正前方视图宽度的比值，得到比例数据组；
b4、根据比例数据组查询出车辆的实际宽度。
当前面车辆视图位于图像的正中央时，步骤c中所述的计算车距的公式为：L1＝(0.5 W0 M1)/(W1tan(0.5B))，其中，L1为本车与前面车辆的车距、B为前端摄像头视角、M1为图像中的前面车辆的实际宽度、W1为图像中前面车辆正前方视图的宽度、W0为整个图像宽度。
当后面车辆视图位于图像的正中央时，步骤c中所述的计算车距的公式为：L2＝(0.5 W2 M2)/(W3tan(0.5B0))，其中，L2为本车与后面车辆的车距、B0为后端摄像头视角、M2为图像中的后面车辆的实际宽度、W3为图像中后面车辆正前方视图的宽度、W2为整个图像宽度。
所述步骤c之后进一步包括：若计算得到的车距数值不在安全车距范围内，则调整本车车速，发出灯光告警信号。
本发明还提供了一种车距检测装置，包括图像采集单元、图像识别单元、数据存储单元和车距计算单元；
所述图像采集单元，获取本车前面道路和后面道路的图像，传送给图像识别单元；
所述图像识别单元，接收来自图像采集单元的本车前面道路和后面道路的图像；利用模式识别技术，从含有车辆视图的图像中分离出车辆的各部分设备；测量出图像中各部分设备的宽度和车辆正前方视图的宽度；计算出各部分设备的宽度与车辆正前方视图宽度的比值，将得到的比例数据组传送给车型数据存储单元；接收车型数据存储单元传送的车辆实际宽度；将车辆正前方视图的宽度和车辆正前方实际宽度的数值传送给车距计算单元；
所述车型数据存储单元，存储有多种车型车辆的各种参数，根据图像识别单元传送的比例数据组，查询出车辆正前方的实际宽度，传送给图像识别单元；
所述车距计算单元，根据图像识别单元输入的车辆的实际宽度数值和车辆正前方视图的宽度数值，计算出本车与该车辆的距离。
所述图像采集单元为两个，分别置于本车的前端和后端的摄像头中。
所述摄像头可以为红外摄像头或带红外滤镜的普通摄像头。
由此可见，本发明提供的一种车距检测方法及装置，用摄像头获取本车前面道路和后面道路的图像，根据图像，查询出图像中的车辆的正前方实际宽度，便可计算出车距。与现有技术相比，本发明的方案无需使用昂贵的探测器，降低了成本；解决了现有技术中因探测器发出的电磁波或超声波信号受到干扰而无法测出车距的问题。
附图说明
图1为本发明车距检测装置的结构示意图；
图2a为摄像头获取的含有前面车辆的图像；
图2b为摄像头获取前面车辆图像的示意图；
图3为本发明车距检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
参见图1，为本发明车距检测装置的结构示意图。车距检测装置置于车辆内，其包括图像采集单元101、图像识别单元102、车型数据存储单元103和车距计算单元104。
图像采集单元101，获取本车前面道路和后面道路的图像，传送给图像识别单元102。
这里，将安装有本发明所述车距检测装置的车辆称为本车，本车前面道路上的车辆称为前面车辆，本车后面道路上的车辆称为后面车辆。
图像采集单元101为两个，分别置于本车前端和后端的摄像头中。置于本车前端的摄像头用于获取本车前面道路的图像；置于本车后端的摄像头用于获取本车后面道路的图像。摄像头获取的图像中，若含有车辆视图，则表明本车前面道路或后面道路上有车辆，若不含有车辆视图，则表明本车前面道路或后面道路没有车辆。
所述的两个摄像头可以是红外摄像头，也可以是带红外滤镜的普通摄像头，这样，即使在晚上，也能获取本车前面道路和后面道路的图像。本车内部若安装有摄像头，如安装有用于观察本车前面道路和后面道路状况的摄像头，则可直接将该摄像头作为图像采集单元101，这样，可更好地降低成本。
图像识别单元102，接收图像采集单元101传送的本车前面道路和后面道路的图像；利用模式识别技术，从含有车辆视图的图像中分离出车辆的各部分设备；测量出图像中各部分设备的宽度和车辆正前方视图的宽度；计算出各部分设备的宽度与车辆正前方视图宽度的比值，将得到的比例数据组传送给车型数据存储单元103；接收车型数据存储单元103传送的车辆实际宽度；将车辆实际宽度和测量得到的车辆正前方视图的宽度的数值传送给车距计算单元104。
下面说明计算图像中各部分设备宽度占车辆正前方视图宽度的比例的方法。图像采集单元101传送给图像识别单元102的本车前面道路和后面道路的图像中含有车辆视图的图像，一般为获取的关于车辆正前方视图的图像。参见图2a，为摄像头获取的含有前面车辆的图像，前面车辆正前方视图位于整幅图像的正中央，W0为整幅图像的宽度，W1为前面车辆正前方视图的宽度。车辆正前方视图中包括前档风玻璃、大灯、散热窗、发动机舱盖等设备的视图。图像识别单元102利用模式识别技术识别出含有车辆视图的图像，再识别出档风玻璃、大灯、散热窗、发动机舱盖等设备，然后，测量出图像中各设备的宽度和车辆正前方视图的宽度，最后计算出图像中各设备宽度与车辆正前方视图宽度的比值。
某一时刻，如果本车前面道路和后面道路都有车辆，图像采集单元101传送给图像识别单元102的本车前面道路和后面道路的图像中都含有车辆视图，则图像识别单元102经模式识别和计算后，得出前、后面车辆视图中各设备宽度的相对比例数据，再传送给车型数据存储单元103。某一时刻，如果只有本车前面道路或后面道路有车辆，图像采集单元101传送给图像识别单元102的本车前面道路或后面道路的图像中含有车辆视图，则图像识别单元102经模式识别和计算后，得出前面车辆或后面车辆视图中各设备宽度的相对比例数据，再传送给车型数据存储单元103。
车型数据存储单元103，存储有多种车型车辆的各种参数，接收图像识别单元102传送的车辆各设备宽度的比例数据组，查询出与比例数据组匹配的车型，得到车辆正前方的实际宽度，传送给车距计算单元104。
车型数据存储单元103存储的车辆参数包括车辆的车型、车辆正前方各个设备的宽度、车辆正前方的宽度及正前方各设备宽度与车辆正前方宽度的比值等。车型数据存储单元103置于本车的数据存储设备内，存储的各种参数可通过互联网进行更新。
某一时刻，如果只有本车前面道路或后面道路有车辆，则车型数据存储单元103传送给车距计算单元104的数值为前面车辆或后面车辆的正前方实际宽度；如果本车前面道路和后面道路都有车辆，则车型数据存储单元103传送给车距计算单元104的数值为前面车辆的正前方实际宽度和后面车辆的正前方实际宽度。
车距计算单元104，根据图像识别单元103输入的车辆的实际宽度数值和车辆正前方视图的宽度数值，计算出本车与该车辆的距离。
下面以某一时刻本车前面道路和后面道路上都有车辆的情况为例，即图像识别单元103输入的车辆正前方的实际宽度数值为前面车辆正前方的实际宽度和后面车辆正前方的实际宽度的数值的情况，计算本车与前面车辆的距离和本车与后面车辆的距离。
首先计算本车与前面车辆的距离，设为L1。设前面车辆的实际宽度为M1，车距L1的推导过程如下：假设摄像头获取的图像中前面车辆的正前方视图位于整幅图像的正中央，如图2a所示。图2a中，前面车辆正前方视图位于整幅图像的正中央，W0为整幅图像的宽度，W1为车辆正前方视图的宽度。参见图2b，为摄像头获取前面车辆图像的示意图。图中，B为置于本车前端的摄像头的视角；P1P2为前面车辆正前方的位置，正前方宽度为M1；A为前面车辆的视角；O为本车前端摄像头的位置，M0为图中Q1Q2的长度。由于前面车辆正前方视图的宽度W1与整幅图像宽度W0的比值与图2b中M1与M0的比值相等，则：
W1/W0＝M1/M0＝0.5M1/0.5M0 (1)
由(1)得到：M0＝(W0×M1)/W1 (2)
由三角函数关系有：
L1＝0.5M0/tan(0.5×B) (3)
将(2)带入(3)得到：
L1＝(0.5 W0 M1)/(W1tan(0.5B)) (4)
其中，对于某一指定的摄像头，摄像头的视角B和整幅图像宽度W0为已知数值，图像中前面车辆的正前方视图宽度W1和前面车辆的实际宽度M1为车型图像识别单元102输入的数值，将所述各数值代入(4)式便可计算出车距L1。
同理，设后面摄像头的视角为B0，置于本车后端的摄像头获取的含有后面车辆图像的整幅图像的宽度为W2，车辆正前方视图的宽度为W3，后面车辆的实际宽度为M2，本车与后面车辆的宽度为L2，可得到车距L2，为：
L2＝(0.5 W2 M2)/(W3tan(0.5B0) (5)
通常情况下，车辆正前方视图位于整幅图像的正中央，车距的计算式为(4)和(5)式。当车辆视图位于图像的其他位置，用类似的方法，通过几何运算也可得出车距L1和L2。
计算出车距L1和L2后，若判断出车距L1和L2都大于安全车距数值，则可通过调整本车的车速使车距保持在安全车距范围内，也可以同时通过前/后灯向前面车辆和后面车辆车发出灯光警告信息。
以上为本车前面道路和后面道路都有车辆的情况，若只有本车前面道路或后面道路有车辆，则车距计算单元104计算出的车距为本车与前面车辆的距离L1或本车与后面车辆的距离L2。
参见图3，为本发明车距控制方法的流程图，包括以下步骤：
步骤301，获取本车前面道路和后面道路的图像。
步骤302，根据获取到的本车前面道路和后面道路的图像，查询出图像中的车辆的正前方实际宽度。
利用模式识别技术分离出所获取图像中车辆的各部分设备视图；测量图像中各部分设备的宽度和车辆正前方视图的宽度；计算出各部分设备宽度与图像中车辆正前方视图宽度的比值，得到比例数据组；根据比例数据组查询出车辆正前方的实际宽度。
步骤303，根据查询得到的车辆正前方的实际宽度，计算出本车与该车辆的车距。
通过摄像头视角、已查询到的车辆正前方的实际宽度、整幅图像的宽度和图像中车辆正前方视图宽度，便可计算出本车与该车辆的车距。
计算出车距之后，可进一步判断此车距值是否在安全车距范围内，如果不在安全车距范围内，则调整本车车速，也可以同时发出灯光告警信号。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1、一种车距检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、获取本车前面道路和后面道路的图像；
b1、利用模式识别技术分离出所获取图像中车辆的各部分设备；
b2、测量出图像中各部分设备的宽度和车辆正前方视图的宽度；
b3、计算出图像中各部分设备宽度与车辆正前方视图宽度的比值，得到比例数据组；
b4、根据比例数据组查询出车辆正前方的实际宽度；
c、根据查询得到的车辆正前方的实际宽度，计算出本车与图像中的车辆的车距。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，当前面车辆视图位于图像的正中央时，步骤c中所述的计算车距的公式为：L1＝(0.5W0M1)/(W1tan(0.5B))，其中，L1为本车与前面车辆的车距、B为前端摄像头视角、M1为图像中的前面车辆正前方的实际宽度、W1为图像中前面车辆正前方视图的宽度、W0为整个图像宽度。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，当后面车辆视图位于图像的正中央时，步骤c中所述的计算车距的公式为：L2＝(0.5W2M2)/(W3tan(0.5B0))，其中，L2为本车与后面车辆的车距、B0为后端摄像头视角、M2为图像中的后面车辆正前方的实际宽度、W3为图像中后面车辆正前方视图的宽度、W2为整个图像宽度。
4、如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤c之后进一步包括：若计算得到的车距数值不在安全车距范围内，则调整本车车速，发出灯光告警信号。
5、一种车距控制装置，包括图像采集单元、图像识别单元、数据存储单元和车距计算单元；
所述图像采集单元，获取本车前面道路和后面道路的图像，传送给图像识别单元；
所述图像识别单元，接收来自图像采集单元的本车前面道路和后面道路的图像；利用模式识别技术，从含有车辆视图的图像中分离出车辆的各部分设备；测量出图像中各部分设备的宽度和车辆正前方视图的宽度；计算出各部分设备的宽度与车辆正前方视图宽度的比值，将得到的比例数据组传送给车型数据存储单元；接收车型数据存储单元传送的车辆正前方的实际宽度；将车辆正前方视图的宽度和车辆正前方实际宽度的数值传送给车距计算单元；
所述车型数据存储单元，存储有多种车型车辆的各种参数，根据图像识别单元传送的比例数据组，查询出车辆正前方的实际宽度，传送给图像识别单元；
所述车距计算单元，根据图像识别单元输入的车辆正前方的实际宽度数值和车辆正前方视图的宽度数值，计算出本车与该车辆的距离。
6、如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述图像采集单元为两个，分别置于本车的前端和后端的摄像头中。
7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述摄像头为红外摄像头或带红外滤镜的普通摄像头。
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