CN102145688A - 车辆防撞监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种车辆防撞监控系统及方法，应用于车辆中，该车辆包括TOF摄影机、警示灯、发声装置和刹车装置。该方法包括步骤：根据TOF摄影机预先搜集的被摄物体资料建立3D资料样本；控制摄影机对车辆前方场景范围内摄取包含场景画面信息和Z方向景深信息的场景影像；将场景影像与3D资料样本进行比较分析；判断被摄物体与车辆之间的距离是否小于安全车距；当被摄物体与车辆之间的距离小于安全车距时，控制警示灯亮起并控制发声装置发出警告信息提醒驾驶人员采取相关避险措施；当驾驶人员没有采取相关避险措施时，控制刹车装置自动启动刹车机制降低车速、或者紧急刹车让车辆停止。实施本发明，能够达到降低车辆交通意外事故发生率之目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆监控系统及方法，特别是关于一种车辆防撞监控系统及方法。
背景技术
据调查，大多数车辆碰撞的意外是起因于驾驶人的注意力不够集中，在这些追撞意外里，有近一半的驾驶在事故发生时甚至完全来不及踩踏刹车。若为汽车间的碰撞事故，车内驾驶人或乘客尚能够通过车体的保护降低意外所带来的伤害。然而，若车祸波及路人，车外行人往往因为没有任何的保护工具，而可能因驾驶人一时闪失，造成严重伤亡。在此类车辆与行人间的车祸意外发生时，车速又被认定为影响车祸死伤的最主要因素。在车辆时速50公里下所发生的意外撞击事故，行人的死亡率比时速25公里时高出85％以上。
传统的车辆监控系统仅仅只有执行影像画面保存的录像动作，或单纯以摄取的影像进行分析来判断车辆周围状况。然而，执行影像画面的录像无法主动得知车辆周围状况，同时以影像来分析车辆周围状况的误判率比较高。在碰撞或撞击事件发生之前，传统的车辆监控系统无法主动提醒驾驶人采取对应的避险措施，也无法主动介入操控系统进行相关的避险措施，即便进行了影像分析，其分析结果也无法让车内乘客得到百分之百的安全保障。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种车辆防撞监控系统，能够通过3D影像侦测技术测定车辆与行人距离，达到降低交通意外事故发生率之目的。
此外，还有必要提供一种车辆防撞监控方法，能够通过3D影像侦测技术测定车辆与行人距离，达到降低交通意外事故发生率之目的。
一种车辆防撞监控系统，安装并运行于车辆中，该车辆包括摄影机、警示灯、发声装置以及刹车装置。该车辆防撞监控系统包括：样本建立模块，用于根据摄影机预先搜集的被摄物体资料建立一个3D资料样本；影像获取模块，用于控制摄影机持续对车辆前方场景范围内摄取包含有场景画面信息以及被摄物体景深信息的场景影像；影像分析模块，用于将场景影像与3D资料样本进行比较分析，根据场景画面信息判断车辆前方场景范围内是否侦测到被摄物体，以及根据景深信息判断被摄物体与车辆之间的距离是否小于安全车距；警示模块，用于当被摄物体与车辆之间的距离小于安全车距时，控制警示灯亮起并控制发声装置发出警告信息提醒驾驶人员采取相关避险措施，以及判断驾驶人员是否采取相关避险措施；车辆控制模块，用于当驾驶人员没有采取相关避险措施时，控制刹车装置自动启动刹车机制来降低车速、或者紧急刹车让车辆停止。
一种车辆防撞监控方法，应用于车辆中，该车辆包括摄影机、警示灯、发声装置以及刹车装置。该方法包括如下步骤：根据摄影机预先搜集的被摄物体资料建立一个3D资料样本；控制摄影机持续对车辆前方场景范围内摄取包含有场景画面信息以及被摄物体景深信息的场景影像；将场景影像与3D资料样本进行比较分析；根据场景画面信息判断车辆前方场景范围内是否侦测到被摄物体；当车辆前方场景范围内侦测到被摄物体时，根据景深信息判断被摄物体与车辆之间的距离是否小于安全车距；当被摄物体与车辆之间的距离小于安全车距时，控制警示灯亮起并控制发声装置发出警告信息提醒驾驶人员采取相关避险措施；判断驾驶人员是否采取相关避险措施；当驾驶人员没有采取相关避险措施时，控制刹车装置自动启动刹车机制来降低车速、或者紧急刹车让车辆停止。
相较于现有技术，本发明所述的车辆防撞监控系统及方法通过结合TOF摄影机，取得车辆周边含有Z方向景深信息的场景影像，并预先建立的3D资料样本进行比较分析，针对被摄物体与车辆之距离进行测定，在必要情况下自动采取刹车措施，降低车速或者控制车辆停下，达到降低交通事故意外发生率与避免车辆对行人造成伤害之目的。
附图说明
图1是本发明车辆防撞监控系统较佳实施例的架构图。
图2是本发明车辆防撞监控方法较佳实施例的流程图。
图3是车辆内的TOF摄影机摄取车辆前方场景影像范围内人体影像的示意图。
主要元件符号说明
具体实施方式
如图1所示，是本发明车辆防撞监控系统10较佳实施例的架构图。在本实施例中，所述的车辆防撞监控系统10安装于车辆1中，例如小汽车、货车、大卡车、火车等不同类型的机动车辆，且能够被安装在车辆1内的微处理器(Microprocessor)13执行。所述的车辆1包括摄影机11、存储装置12、微处理器13、警示灯14、发声装置15以及刹车装置16。摄影机11为一种时间飞行(Time of Flight，TOF)摄影机装置，用于摄取车辆1前方场景影像范围内的场景影像(例如图3所示的人体数字影像)，以及获取场景影像范围内的被摄物体景深信息。所述的被摄物体景深信息是指被摄物体各点与摄影机镜头的Z坐标方向上的距离信息。
所述的车辆防撞监控系统10包括样本建立模块101、影像获取模块102、影像分析模块103、警示模块104、车辆控制模块105。该车辆防撞监控系统10通过TOF摄影机11，取得车辆1周边含有Z方向景深信息的场景影像，并通过与预先建立的3D资料样本进行比较分析，针对被摄物体与车辆之距离进行测定，在必要情况下自动采取刹车措施，降低车速甚至控制车辆1停下，达到降低车辆1意外事故的发生率之目的。在本实施例中，被摄物体为一种可能与车辆1发生碰撞的被撞击物，例如马路上的行人、动物、或其它障碍物体等，本实施例仅以行人为被撞击物来进行详细说明本发明。
所述的样本建立模块101用于根据TOF摄影机11预先搜集的三维(3D)人型资料建立一个3D人型样本，并将该3D人型样本存储于存储装置12中。在本实施例中，样本建立模块101可以预先通过TOF摄影机11搜集大量的3D人型资料，从而建立一个完善的3D人型样本，以作为3D人型侦测技术判别行人的依据资料。
所述的影像获取模块102用于控制TOF摄影机11持续对车辆1前方场景范围(X与Y坐标方向)内摄取含有被摄物体的景深信息(Z坐标方向)的场景影像。参考图3所示，所述的场景影像包括车辆1前方场景范围(X与Y坐标方向)内的实时场景画面信息以及被摄物体各点的Z坐标方向景深信息。
所述的影像分析模块103用于将场景影像与预先建立的3D人型样本进行比较分析，根据场景画面信息判断车辆1前方场景范围内是否侦测到行人，以及根据Z坐标方向景深信息判断行人与车辆之间的距离是否小于安全车距。该安全车距定义为一种可能引发交通事故的车辆1与行人之间的最短距离，驾驶人员可以根据车辆1行使的速度来设置安全车距，例如安全车距可以设置为50米或100米等。
所述的警示模块104用于当人与车辆之间的距离小于安全车距时，控制警示灯14亮起并控制发声装置15发出警告信息提醒驾驶人员采取相关避险措施。警示模块104还用于判断驾驶人员是否采取相关避险措施，例如降低车速、紧急刹车、或者闪避行人等避险措施。
所述的车辆控制模块105用于当驾驶人员没有采取相关避险措施时，控制刹车装置16自动启动刹车机制来降低车速、或进行紧急刹车让车辆完全停止，以避免发生意外交通事故。在本实施例中，当车行时速低于20公里时，车辆控制模块105所采取的自动刹车机制能够于距离内完全使车辆停止行驶。若车行时速高于20公里时，车辆控制模块105将针对当时车行速度调整刹车力道，或许无法将车辆完全停止，却能够有效降低车速。该自动刹车机制不仅能够避免因刹车力道过强，而对驾驶人员与乘客产生伤害，或导致行车安全上的顾虑，也可以提供行人更多的反应时间，并降低对行人造成的伤害，同时保护驾驶人员与行人的安全。
如图2所示，是本发明车辆防撞监控方法较佳实施例的流程图。所述的车辆防撞监控方法结合TOF摄影机11，取得车辆1周边含有Z方向景深信息的场景影像，并通过车辆防撞监控系统10与预先建立的3D人型样本进行比较分析，针对行人与车辆之距离进行测定，在必要情况下自动采取刹车措施，降低车速或者控制车辆1停下，达到降低意外发生率与避免车辆1对行人造成伤害之目的。
步骤S21，样本建立模块101根据TOF摄影机11预先搜集的3D人型资料建立一个3D人型样本，并将该3D人型样本存储于存储装置12中。在本实施例中，样本建立模块101可以预先通过TOF摄影机11搜集大量的3D人型资料，从而建立一个完善的3D人型样本，以作为3D人型侦测技术判别行人的依据资料。
步骤S22，影像获取模块102控制TOF摄影机11持续对车辆1前方场景范围(X与Y坐标方向)内摄取含有被摄物体的景深信息(Z坐标方向)的场景影像。所述的景深信息是指被摄物体各点与摄影机镜头的Z坐标方向上的距离信息。参考图3所示，场景影像包括车辆1前方场景范围(X与Y坐标方向)内的实时场景画面信息以及被摄物体的Z坐标方向景深信息。
步骤S23，影像分析模块103从TOF摄影机11所摄取的场景影像中抽取影像信息以及景深信息，并将场景影像中的影像信息与景深信息与存储在存储装置12中的3D人型样本进行比较分析。
步骤S24，影像分析模块103根据影像信息判断车辆1前方场景范围内是否侦测到行人。若车辆1前方场景范围内没有侦测到行人，则流程返回步骤S22。若车辆1前方场景范围内侦测到行人时，步骤S25，则影像分析模块103根据Z坐标方向景深信息判断行人与车辆之间的距离是否小于安全车距。所述的安全车距定义为一种可能引发交通事故的车辆1与行人之间的最短距离，驾驶人员可以根据车辆1行使的速度来设置安全车距，例如安全车距可以设置为50米或100米等。
步骤S26，若行人与车辆之间的距离是小于安全车距(表明车辆1已出现可能引发交通事故的迹象)，警示模块104控制车辆1内的警示灯14亮起，并控制发声装置15发出警告信息提醒驾驶人员采取相关避险措施。若行人与车辆之间的距离大于等于安全车距，则流程返回步骤S22。
步骤S27，警示模块104判断驾驶人员是否采取相关避险措施，例如降低车速、紧急刹车、或者闪避行人等措施。若驾驶人员没有采取相关避险措施，步骤S28，车辆控制模块105控制刹车装置16自动启动刹车机制来降低车速、或紧急刹车让车辆完全停止，以避免发生意外交通事故。
在本实施例中，所述的车辆防撞监控系统及方法除了能够发出警告信息或者自动减速之外，也可以利用影像信息记录车辆1的行车状况。若不幸发生撞击事故，除了能够记录撞击的一切相关信息外，例如方位、行车速度、障碍物体影像等，也可以按照车辆1损毁状况在发生撞击后立即主动向交通单位发送车辆1所在位置等相关救援信息。
Claims (10)
1.一种车辆防撞监控系统，安装并运行于车辆中，该车辆包括摄影机、警示灯、发声装置以及刹车装置，其特征在于，所述的车辆防撞监控系统包括：
样本建立模块，用于根据摄影机预先搜集的被摄物体资料建立一个3D资料样本；
影像获取模块，用于控制摄影机持续对车辆前方场景范围内摄取包含有场景画面信息以及被摄物体景深信息的场景影像；
影像分析模块，用于将场景影像与3D资料样本进行比较分析，根据场景画面信息判断车辆前方场景范围内是否侦测到被摄物体，以及根据景深信息判断被摄物体与车辆之间的距离是否小于安全车距；
警示模块，用于当被摄物体与车辆之间的距离小于安全车距时，控制警示灯亮起并控制发声装置发出警告信息提醒驾驶人员采取相关避险措施，以及判断驾驶人员是否采取相关避险措施；以及
车辆控制模块，用于当驾驶人员没有采取相关避险措施时，控制刹车装置自动启动刹车机制来降低车速、或者紧急刹车让车辆停止。
2.如权利要求1所述的车辆防撞监控系统，其特征在于，所述的样本建立模块还用于将预先建立的3D资料样本存储于车辆内的存储装置中。
3.如权利要求1所述的车辆防撞监控系统，其特征在于，所述的摄影机为一种TOF摄影机装置，用于摄取车辆前方场景范围内X-Y坐标方向上的实时场景画面信息以及Z坐标方向上的被摄物体景深信息。
4.如权利要求3所述的车辆防撞监控系统，其特征在于，所述的被摄物体景深信息是指被摄物体各点与摄影机镜头的Z坐标方向上的距离信息。
5.如权利要求1所述的车辆防撞监控系统，其特征在于，所述的安全车距定义为一种可能引发交通事故的车辆与被摄物体之间的最短距离，驾驶人员根据车辆行使的速度来设置该安全车距。
6.一种车辆防撞监控方法，该车辆包括摄影机、警示灯、发声装置以及刹车装置，其特征在于，该方法包括如下步骤：
根据摄影机预先搜集的被摄物体资料建立一个3D资料样本；
控制摄影机持续对车辆前方场景范围内摄取包含有场景画面信息以及被摄物体景深信息的场景影像；
将场景影像与3D资料样本进行比较分析；
根据场景画面信息判断车辆前方场景范围内是否侦测到被摄物体；
当车辆前方场景范围内侦测到被摄物体时，根据景深信息判断被摄物体与车辆之间的距离是否小于安全车距；
当被摄物体与车辆之间的距离小于安全车距时，控制警示灯亮起并控制发声装置发出警告信息提醒驾驶人员采取相关避险措施；以及
当驾驶人员没有采取相关避险措施时，控制刹车装置自动启动刹车机制来降低车速、或者紧急刹车让车辆停止。
7.如权利要求6所述的车辆防撞监控方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤：将预先建立的3D资料样本存储于车辆内的存储装置中。
8.如权利要求6所述的车辆防撞监控方法，其特征在于，所述的摄影机为一种TOF摄影机装置，用于摄取车辆前方场景范围内X-Y坐标方向上的实时场景画面信息以及Z坐标方向上的被摄物体景深信息。
9.如权利要求8所述的车辆防撞监控方法，其特征在于，所述的被摄物体景深信息是指被摄物体各点与摄影机镜头的Z坐标方向上的距离信息。
10.如权利要求6所述的车辆防撞监控方法，其特征在于，所述的安全车距定义为一种可能引发交通事故的车辆与被摄物体之间的最短距离，驾驶人员根据车辆行使的速度来设置该安全车距。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110810 |