CN101308585A - 机动车日夜行驶观察记录装置 - Google Patents

Abstract

一种机动车日夜行驶观察记录装置，由在机动车周围前后左右安装多组红外热像仪装置朝向机动车周围前后左右每个方向拍摄采集机动车周围的目标，为驾驶员提供一种在白天及夜间都能够看到非常清晰的车辆及其周围环境的红外热像仪的全景俯视图像以及机动车周围前后左右方向的红外热像仪的直视图像，而且还能对机动车周围的目标的准确距离、方向、速度进行测量，在目标进入安全距离时报警，提醒驾驶者注意，在机动车启动时进行图像记录，一但发生交通事故，能够完整的记录交通事故的始末图像，另外，本发明还具有卫星定位及媒体播放等功能，它不仅可以安装在车辆上，同样可以安装在船舶上。

Description

机动车日夜行驶观察记录装置

技术领域

本发明涉及机动车日夜行驶观察记录装置，特别是通过双路红外热像仪装置的图像对机动车周围的目标(行人、车辆或障碍物)进行定位、测距、图像合成处理、显示车辆周围前后左右红外热像仪的直视图像、全景俯视图像，机动车周围的目标(行人、车辆或障碍物)进入安全距离时报警，一但发生交通事故，能够完整的进行记录交通事故的始末图像。

背景技术

目前，一些生成车辆及其周围环境的全景俯视图像如中国专利(CN1412047A)用于停泊车辆使用的，是通过在车辆周围安装多台摄像机，进行图像合成生成全景俯视图像的，是采用CCD、或CMOS光敏摄像机用于图像的拍摄采集的，由于镜头的焦距及显示器大小的原因，驾驶员不能准确的判断机动车周围的目标(行人、车辆及障碍物)的准确距离，另外，该装置在白天可以正常使用，但是在夜间就无法看清楚周围环境了。由于夜间行驶的原因，机动车前方道路情况会被机动车前大灯所照亮，但是机动车左右后三个方向没有光线进行照射，会产生曝光不足的黑色，在遇有车辆会车时，由于对面车辆前大灯的照射，前方的图像会发生曝光过度现象一片白色，在这种情况下，合成的车辆及其周围环境的全景俯视图像对驾驶员来说是毫无意义的，驾驶员无法看清楚机动车的周围环境，还有在现实的路面交通流中行驶，驾驶员的双眼在同一时间内只能对车辆周围的一个方向进行观察，对车辆周围前后左右的目标(行人、车辆及障碍物)不可能时实的观察的非常清楚，尤其是在车辆超越目标(行人、车辆及障碍物)时，或被其它车辆超越时，这就给驾驶车辆带来了潜在的危险。

本发明所要解决的问题是提供给驾驶员在白天及夜间都能够看到非常清晰的车辆及其周围环境的红外热像仪的全景俯视图像以及车辆周围前后左右方向的红外热像仪的直视图像，在同一时间内时实的对车辆周围前后左右的目标(行人、车辆及障碍物)的准确距离、方向、速度进行测量，进入安全距离时报警，同时进行记录，一但发生交通事故，能够完整的记录交通事故的始末图像。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种在白天及夜间都能够看到非常清晰的车辆及其周围环境的红外热像仪的全景俯视图像以及机动车周围前后左右方向的红外热像仪的直视图像，在同一时间内时实的对机动车周围前后左右的目标(行人、车辆及障碍物)的准确距离、方向、速度进行测量，并附注距离、速度等参数，在目标(行人、车辆及障碍物)进入安全距离时报警，提醒驾驶者注意并采取必要措施，在机动车启动时进行图像记录，一但发生交通事故，能够完整的记录交通事故的始末图像，另外，本发明还具有卫星定位及媒体播放等功能。

本发明的目的是这样实现的：多组安装于机动车周围前后左右方向的红外热像仪装置、每个方向至少安装1组，每组包含2台红外热像仪装置，红外热像仪装置是非制冷焦平面红外热像仪或制冷式焦平面红外热像仪，

机动车日夜行驶观察记录装置由多组红外热像仪装置、以及同步信号产生及控制器、第1存储器、第1中央处理器、蜂鸣报警器、第2存储器、第2中央处理器、插图参照部、图像切换装置、显示装置、撞击传感器、图像循环记录装置、卫星定位装置、媒体播放装置组成，同步信号产生及控制器分别联接多组红外热像仪装置中的2台红外热像仪装置，多组红外热像仪装置中的2台红外热像仪装置联接第1存储器，第1存储器联接第1中央处理器，第1中央处理器分别联接蜂鸣报警器、图像循环记录装置、图像切换装置、第2中央处理器，第2中央处理器分别联接第2存储器、插图参照部、图像循环记录装置、图像切换装置，卫星定位装置、媒体播放装置与图像切换装置联接，撞击传感器与图像循环记录装置联接，图像切换装置与显示装置联接。

红外热像仪装置是根据自然界一切温度高于绝对零度(-273度)的物体都能辐射红外线，以及不同性质的材料辐射特性不一样这一现象，利用红外探测器探测目标与背景以及目标各部分之间的热辐射特性差异，来获得目标图像，红外热像仪不依靠任何外界辅助光线，而是靠接受目标自身的红外辐射来工作，所显示的图像反映了目标与周围环境之间热辅射(温度)的差异，亦即利用热对比度成像。

本发明采用2台红外热像仪同时成像来获取空间物体的三维信息，其工作原理是：某一空间点在左右2台红外热像仪平面的投影分别与相应红外热像仪光心的联线在空间必相交于唯一点，即上述空间点。我们通过求出2台红外热像仪对应图像平面对应点的坐标差值(视差)，借助2台红外热像仪之间的距离(基线长度)和红外热像仪标定技术既可以恢复空间点的三维空间表示。在实际处理过程中利用左右红外热像仪对场景物体或目标进行同时拍照，得到同一物体不同角度的两幅图片，通过中央处理器实现左右图像中对应点的匹配，根据对应图像点在相应图像坐标系中的坐标差值(视差)，得到空间物体的视差图，然后根据红外热像仪标定技术(从红外热像仪图像坐标系到空间坐标系之间的映射技术)和三维空间的重建技术实现场景目标(在两幅图像中具有重叠部分的空间物体)的空间三维信息重现，由此获取最为完整的三维图像信息。

近年来，双路视觉技术领域得到了深入的研究，并且有了广泛的应用。例如通过模拟两只眼睛，并利用所拍下的左、右视图重叠部分的相关性计算深度信息，最终确定感兴趣物体的方位信息。其主要技术包括两个方面，一个是确定左、右视图之间的空间几何关系，另外一个就是在左、右视图上寻找同名像素点的问题。国内外对此已经作了大量的研究工作，算法比较成熟，实际使用效果也比较好，可以满足基于红外热像仪的双路定位处理系统的需要。

高分辨率图像的建立，可使用小波融合的方法、模糊集合融合的方法、神经网络融合的方法等，算法比较成熟，实际使用效果也比较好，可以满足红外热像仪图像的高分辨率图像融合的需要。

本发明的机动车日夜行驶观察记录装置是多组安装于机动车周围前后左右的红外热像仪装置、对机动车周围的目标(行人、车辆或障碍物)进行拍摄采集，每个方向至少安装1组，每组包含2台红外热像仪装置，红外热像仪装置是非制冷焦平面红外热像仪或制冷式焦平面红外热像仪。

机动车日夜行驶观察记录装置由多组红外热像仪装置、以及同步信号产生及控制器、第1存储器、第1中央处理器、蜂鸣报警器、第2存储器、第2中央处理器、插图参照部、图像切换装置、显示装置、撞击传感器、图像循环记录装置、卫星定位装置、媒体播放装置组成，用同步信号产生及控制器作为多组红外热像仪装置中的每组2台红外热像仪装置的控制器，可以对多组红外热像仪装置中的每组2台红外热像仪装置的曝光时间、数据传输等进行控制，以实现多组红外热像仪装置中的每组2台红外热像仪装置图像采样、数据传输等的同步性，第1存储器、是用来存储所采集的图像信息的，同时也为程序和算法提供数据交换的空间，第1中央处理器利用集成好的程序和算法对采集到的图像序列进行处理，完成目标位置参数提取，目标相对速度参数提取，行车位置和方向的测量，进而计算出本车车速及到达目标(行人、车辆及障碍物)的距离和时间，并附注距离、速度等参数，根据本车的有效刹车距离(这是按照国家的行车规范设定的，例如，车速100公里/小时，有效刹车距离为80米)提前x秒由蜂鸣报警器发出蜂鸣报警、(x为1-180之间自然数，可根据驾驶者习惯进行调节)同时将每组2台红外热像仪装置采集到的2幅图像融合在一起，形成1幅高分辨率红外热像仪图像，在目标(行人、车辆及障碍物)进入安全距离时蜂鸣报警器报警，图像目标(行人、车辆及障碍物)的边框闪耀，进而输出多组的，每组2台红外热像仪装置采集到的2幅图像融合在一起，形成1幅高分辨率红外热像仪图像的，高分辨率红外热像仪的直视图像到图像循环记录装置、图像切换装置、第2中央处理器，第2存储器、是用来存储第1中央处理器所输出的多组红外热像仪装置中的每组2台红外热像仪装置融合在一起的高分辨率红外热像仪的直视图像，第2中央处理器利用集成好的程序和算法将多组红外热像仪装置中的每组2台红外热像仪装置融合在一起的高分辨率红外热像仪的直视图像以及插图参照部预先采集的本机动车车体的俯视图像合成为可以真实反映机动车及其外部环境的高分辨率红外热像仪的全景俯视图像输出到图像循环记录装置、图像切换装置，卫星定位装置、媒体播放装置将各自的数据信号输出到图像切换装置，撞击传感器的数据信号输出到循环图像记录装置，图像切换装置的数据信号输出到显示装置。

出发时开启机动车日夜行驶观察记录装置，可通过卫星定位装置了解自己所要到达的目的地的方位，行驶过程中，可观察机动车周围前后左右方向的红外热像仪的直视图像和机动车及其外部环境的红外热像仪的全景俯视图像，在同一时间内时实的对机动车周围前后左右的目标(行人、车辆及障碍物)的准确距离、方向、速度进行测量，并附注距离、速度等参数，在目标(行人、车辆及障碍物)进入安全距离时报警，图像目标(行人、车辆及障碍物)的边框闪耀，提醒驾驶者注意并采取必要措施，在机动车启动时进行图像记录，一但发生交通事故，能够完整的记录交通事故的始末图像，到达目的地后可欣赏媒体播放器所播放的内容。

在机动车的周围前后左右每个方向至少安装1组2台红外热像仪装置朝向机动车的周围前后左右每个方向拍摄采集道路情况，每组红外热像仪装置拍摄采集机动车前后左右不同方向的图像信息，在机动车中放置同步信号产生及控制器、第1存储器、第1中央处理器、蜂鸣报警器、第2存储器、第2中央处理器、插图参照部、图像循环记录装置、撞击传感器、图像切换装置、显示装置、卫星定位装置、媒体播放装置，同步信号产生及控制器、第1存储器、第1中央处理器、第2存储器、第2中央处理器、插图参照部、可以集成在一块线路板上。

由于安装在机动车周围前后左右每个方向的多组红外热像仪装置不能采集到机动车本身的全部图像，机动车本身的俯视图像可以预先采集并存储到插图参照部中，在进行图像合成时取出机动车本身的俯视图像信息即可成为构建机动车本身及其周围环境的全景俯视图像信息的机动车本身图像信息。

图像循环记录装置，就是把硬件有效的物理存储空间分为至少2个文件存储空间进行存储，每个文件存储空间的最大值就是总的有效物理存储空间除以文件数，图像记录存储开始，先从第1个文件存储空间开始记录，当所记录文件达到这个文件存储空间的最大值时，在不会中断图像记录存储的同时打开第2个文件存储空间继续进行记录存储关闭第1个文件存储空间，当最后1个文件存储空间达到其存储空间最大值时，打开第1个文件存储空间以覆盖的方式记录新的图像数据，并且这样一直重复下去，为了存储更长时间的图像信息可以把图像压缩成MPG4格式，进行存储记录。

撞击传感器是安装在机动车中的，当机动车感受到来自外部的撞击或者紧急刹车等引起的冲击大于一定值时，(这个冲击值可以设定在0.3G-2.0G之间，驾驶员可以根据自己的驾驶习惯及路况情况，进行设置)向图像循环记录装置发出信号，图像循环记录装置在接收到撞击传感器发出的信号后x秒后停止记录(x为1-180之间自然数，可根据需要进行调节)。

在本发明的具体实施过程中：

上述的中央处理器是计算机、DSP数字信号处理器或嵌入式处理器。

上述的图像循环记录装置，可选自下列记录装置之一：硬盘记录机，磁带记录机，闪存卡记录机。

上述的媒体播放装置可选自下列播放装置之一：DVD播放器，VCD播放器，MP3播放器，MP4播放器，CD播放器。

上述的显示装置可选自下列显示装置之一：液晶显示器，投影机，有机发光显示器，显像管显示器，液晶电视显示器，抬头显示器。

本发明的有益效果是，在机动车的周围前后左右每个方向至少安装1组2台红外热像仪装置朝向机动车的周围前后左右每个方向拍摄采集道路情况，每组红外热像仪装置拍摄采集机动车前后左右不同方向的图像信息，对机动车周围的目标(行人、车辆或障碍物)进行拍摄采集即使在夜间，由于使用每组2台红外热像仪装置拍摄采集图像它既不会发生曝光过度，也不会发生曝光不足的现象，有来往多辆车辆及路边的一些灯光，但所显示的图像不会出现大片的耀斑，使驾驶员对周围环境及行驶方向的路面看得非常清楚，它为驾驶员提供一种在白天及夜间都能够看到非常清晰的车辆及其周围环境的红外热像仪的全景俯视图像以及机动车周围前后左右方向的红外热像仪的直视图像，而且还能在同一时间内时实的对机动车周围前后左右的目标(行人、车辆及障碍物)的准确距离、方向、速度进行测量，并附注距离、速度等参数，在目标(行人、车辆及障碍物)进入安全距离时报警，图像目标(行人、车辆及障碍物)的边框闪耀，提醒驾驶者注意并采取必要措施，在机动车启动时进行图像记录，一但发生交通事故，能够完整的记录交通事故的始末图像，另外，本发明还具有卫星定位及媒体播放等功能，它不仅可以安装在车辆上，同样可以安装在船舶上。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本机动车日夜行驶观察记录装置构成方框图。

图2是本机动车日夜行驶观察记录装置实施例配备有红外热像仪装置的机动车俯视图和正视图。

具体实施方式

根据图1、图2所示，本实施例的机动车日夜行驶观察记录装置的拍摄采集是由A组、B组、……N组红外热像仪装置组成，其中A组包括101、102，2台红外热像仪装置，B组包括103、104，2台红外热像仪装置，直至N组，本实施例中由6组红外热像仪装置101到112安排在机动车的周围前后左右方向，N＝6这样设置，作为图像的拍摄采集设备，其中每组中的2台红外热像仪装置之间的几何位置是固定的，可以精确测量，用来进行以后的标定，1同步信号产生及控制器完成对6组中的每组2台红外热像仪装置的控制工作，2第1存储器用于对所拍摄采集图像的存储，供3第1中央处理器处理使用，3第1中央处理器将处理完成的信息分别输出到4蜂鸣报警器、8图像循环记录装置、12图像切换装置以及7第2中央处理器的第2存储器6中，7第2中央处理器将6第2存储器、5插图参照部的图像信息进行合成分别输出到8图像循环记录装置、12图像切换装置，10卫星定位装置、11媒体播放器装置的数据信号分别输出到12图像切换装置，9撞击传感器的数据信号输出到8图像循环记录装置，12图像切换装置的数据信号输出到13显示装置。

本发明的机动车日夜行驶观察记录装置的拍摄采集是由A组、B组、……N组红外热像仪装置组成，其中A组包括101、102，2台红外热像仪装置，B组包括103、104，2台红外热像仪装置，直至N组，本实施例中由6组12台红外热像仪装置101到112安排在机动车的周围前后左右方向，N＝6这样设置，以及1同步信号产生及控制器、2第1存储器、3第1中央处理器、4蜂鸣报警器、5插图参照部、6第2存储器、7第2中央处理器、8图像循环记录装置、9撞击传感器、10卫星定位装置、11媒体播放器装置、12图像切换装置、13显示装置组成，1同步信号产生及控制器作为6组12台红外热像仪装置的控制器，可以对6组12台红外热像仪装置的曝光时间、数据传输等进行控制，以实现6组12台红外热像仪装置图像采样、数据传输等的同步性，2第1存储器是用来存储所拍摄采集的图像信息的，同时也为程序和算法提供数据交换的空间，3第1中央处理器利用集成好的程序和算法对采集到的图像序列进行处理，完成目标位置参数提取，目标相对速度参数提取，行车位置和方向的测量，进而计算出本车车速及到达前方目标的距离和时间，并附注距离、速度等参数，根据本车的有效刹车距离(这是按照国家的行车规范设定的，例如，车速100公里/小时，有效刹车距离为80米)提前x秒由4蜂鸣报警器发出蜂鸣报警、(x为1-180之间自然数，可根据驾驶者习惯进行调节)同时将每组2幅图像融合在一起，形成1幅高分辨率红外热像仪图像，在目标(行人、车辆及障碍物)进入安全距离时4蜂鸣报警器报警，图像目标(行人、车辆及障碍物)的边框闪耀，进而输出6幅高分辨率红外热像仪的直视图像到8图像循环记录装置、12图像切换装置、7第2中央处理器，6第2存储器、是用来存储3第1中央处理器所输出的6组红外热像仪装置中的每组2台红外热像仪装置融合在一起的高分辨率红外热像仪的直视图像，7第2中央处理器利用集成好的程序和算法将6组红外热像仪装置中的每组2台红外热像仪装置融合在一起的高分辨率红外热像仪的直视图像以及5插图参照部预先采集的本机动车车体的俯视图像合成为可以真实反映机动车及其外部环境的高分辨率红外热像仪的全景俯视图像输出到8图像循环记录装置、12图像切换装置，10卫星定位装置、11媒体播放装置将各自的数据信号输出到12图像切换装置，9撞击传感器的数据信号输出到8循环图像记录装置，12图像切换装置的数据信号输出到13显示装置。

1同步信号产生及控制器分别联接6组12台红外热像仪装置，6组12台红外热像仪装置联接2第1存储器，2第1存储器联接3第1中央处理器，3第1中央处理器分别联4蜂鸣报警器、8图像循环记录装置、12图像切换装置、7第2中央处理器，7第2中央处理器分别联接6第2存储器、5插图参照部、8图像循环记录装置、12图像切换装置，10卫星定位装置、11媒体播放装置与12图像切换装置联接，9撞击传感器与8图像循环记录装置联接，12图像切换装置与13显示装置联接。

在机动车的周围前后左右安装6组12台红外热像仪装置朝向机动车的周围前后左右每个方向拍摄采集周围环境情况，每组红外热像仪装置拍摄采集机动车前后左右不同方向的图像信息，在机动车中放置同步信号产生及控制器、第1存储器、第1中央处理器、蜂鸣报警器、第2存储器、第2中央处理器、插图参照部、图像循环记录装置、撞击传感器、图像切换装置、显示装置、卫星定位装置、媒体播放装置，同步信号产生及控制器、第1存储器、第1中央处理器、第2存储器、第2中央处理器、插图参照部、可以集成在一块线路板上。

上述的中央处理器是计算机、DSP数字信号处理器或嵌入式处理器。

上述的图像循环记录装置，可选自下列记录装置之一：硬盘记录机，磁带记录机，闪存卡记录机。

上述的媒体播放装置可选自下列播放装置之一：DVD播放器，VCD播放器，MP3播放器，MP4播放器，CD播放器。

上述的显示装置可选自下列显示装置之一：液晶显示器，投影机，有机发光显示器，显像管显示器，液晶电视显示器，抬头显示器。

此外，本申请发明并不限于上述实施例，可以在实施阶段在不脱离其要点范围内进行各种变形。而且，含有在上述实施例中种种阶段的方案，由所披露的多个构成要件的适当组合可以做出各种方案。例如，即使从实施例中揭示的全体构成要件中删去几个构成要件，也能获得效果的情况下，可以将该构成要件删除之后的构成作为方案抽出。

由于采用上述方案，机动车日夜行驶观察记录装置由在机动车的周围前后左右安装多组红外热像仪装置朝向机动车的周围前后左右每个方向拍摄采集机动车周围的目标(行人、车辆或障碍物)即使在夜间，由于使用每组2台红外热像仪装置拍摄采集图像它既不会发生曝光过度，也不会发生曝光不足的现象，即使有来往多辆车辆及路边的一些灯光，但所显示的图像不会出现大片的耀斑，使驾驶员对周围环境及行驶方向的路面看得非常清楚，它为驾驶员提供一种在白天及夜间都能够看到非常清晰的车辆及其周围环境的红外热像仪的全景俯视图像以及机动车周围前后左右方向的红外热像仪的直视图像，而且在同一时间内时实的对车辆周围前后左右的目标(行人、车辆及障碍物)的准确距离、方向、速度进行测量，并附注距离、速度等参数，在目标(行人、车辆及障碍物)进入安全距离时报警，提醒驾驶者注意并采取必要措施，在机动车启动时进行图像记录，一但发生交通事故，能够完整的记录交通事故的始末图像，另外，本发明还具有卫星定位及媒体播放等功能，它不仅可以安装在车辆上，同样可以安装在船舶上。

Claims (6)

1、一种机动车日夜行驶观察记录装置，其特征在于：多组安装于机动车周围前后左右的红外热像仪装置、每个方向至少安装1组，每组包含2台红外热像仪装置，红外热像仪装置是非制冷焦平面红外热像仪或制冷式焦平面红外热像仪。

2、如权利要求1所述的机动车日夜行驶观察记录装置，其特征在于：由多组红外热像仪装置、以及(1)同步信号产生及控制器、(2)第1存储器、(3)第1中央处理器、(4)蜂鸣报警器、(6)第2存储器、(7)第2中央处理器、(5)插图参照部、(12)图像切换装置、(13)显示装置、(9)撞击传感器、(8)图像循环记录装置、(10)卫星定位装置、(11)媒体播放装置组成，(1)同步信号产生及控制器分别联接多组红外热像仪装置中的2台红外热像仪装置，多组红外热像仪装置中的2台红外热像仪装置联接(2)第1存储器，(2)第1存储器联接(3)第1中央处理器，(3)第1中央处理器分别联接(4)蜂鸣报警器、(8)图像循环记录装置、(12)图像切换装置、(7)第2中央处理器，(7)第2中央处理器分别联接(6)第2存储器、(5)插图参照部、(8)图像循环记录装置、(12)图像切换装置，(10)卫星定位装置、(11)媒体播放装置与(12)图像切换装置联接，(9)撞击传感器与(8)图像循环记录装置联接，(12)图像切换装置与(13)显示装置联接。

3、如权利要求2所述的机动车日夜行驶观察记录装置，其特征在于：所述的中央处理器是计算机、DSP数字信号处理器或嵌入式处理器。

4、如权利要求2所述的机动车日夜行驶观察记录装置，其特征在于：所述的图像循环记录装置，可选自下列记录装置之一：硬盘记录机，磁带记录机，闪存卡记录机。

5、如权利要求2所述的机动车日夜行驶观察记录装置，其特征在于：所述的媒体播放装置可选自下列播放装置之一：DVD播放器，VCD播放器，MP3播放器，MP4播放器，CD播放器。

6、如权利要求2所述的机动车日夜行驶观察记录装置，其特征在于：所述的显示装置可选自下列显示装置之一：液晶显示器，投影机，有机发光显示器，显像管显示器，液晶电视显示器，抬头显示器。

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