CN102463989A - 视频雷达辅助驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视频雷达辅助驾驶系统，包括摄影机阵列、影像辨识单元、环境监控单元、视频雷达显示设备、警示单元、行驶控制单元及制动单元，其中摄影机阵列拍摄环境影像，经影像辨识单元辨识出环境对象及其影像、位置、颜色、速率及方向，并由环境监控单元读取以产生车辆附近的重建环境信息，并判断该车辆与环境对象之间的相对空间关系以产生警示信息，视频雷达显示设备及警示单元分别显示重建环境信息的单一画面及执行警示信息的相对应警示操作，行驶控制单元及制动单元依据重建环境信息产生控制命令以控制油门、刹车或方向盘，以改善驾驶安全。

Description

视频雷达辅助驾驶系统

技术领域

本发明涉及一种视频雷达辅助驾驶系统，尤其是利用视频雷达显示设备、警示单元、行驶控制单元及制动单元以提高行车安全。

背景技术

如何改善行车安全，一直以来是业界的努力方向，其中有许多厂商开发出利用红外线、超声波雷达、微波、无线电波以侦测车辆周围的障碍物，藉以提醒驾驶注意路况，例如用于防止前车撞击警示的丰田(TOYOTA)Camery车系的ACC系统，或专用于左右转警示的奥迪(AUDI)车系的侧边辅助系统(Side Assist System)。

然而，红外线、超声波雷达，侦测范围小，距离短，容易受到干扰，而微波、无线电波在需加强侦测范围时，必须提升发射功率，不仅对人体有害而且价格昂贵。最严重的，这些设计都有致命的弱点，大部分只能监控一个目标(汽车、行人或任何道路上对象)，有些甚至无法侦测非金属物的对象(例如道路地面的路标或塑料的障碍物)。

此外，目前较先进的汽车中控系统已经提供前、后、左、右影像于驾驶座的右前方以辅助驾驶掌握行车信息，例如纳智捷(Luxgen)、富豪(Volvo)S40BLIS系统，但驾驶必须同时监看三个后照镜与一个屏幕，对于反应较慢的驾驶员很容易造成眼花撩乱而徒增危险。因此，需要一种具提供整合性的单一画面而不需再监看所有后视镜的视频雷达辅助驾驶系统，以解决上述现有技术的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种视频雷达辅助驾驶系统，包括摄影机阵列、影像辨识单元、环境监控单元、视频雷达显示设备、行驶控制单元及制动单元，其中摄影机阵列拍摄环境影像，经影像辨识单元辨识出环境对象及其影像、位置、颜色、移动速率及移动方向，而分别储存于环境对象数据库及影像辨识数据库，环境监控单元读取环境对象的影像、位置、颜色、移动速率及移动方向以产生重建环境信息，再参考目前的行驶数据库，并判断该车辆与该至少一环境对象之间的相对空间关系而产生警示信息，视频雷达显示设备及警示单元分别显示重建环境信息的单一画面以及执行警示信息的相对应警示操作以提醒驾驶员注意，行驶控制单元接收该环境监控单元的重建环境信息产生控制命令，并由制动单元接收以控制车辆的油门、刹车或方向盘。

因此，本发明的视频雷达辅助驾驶系统可提供视频雷达功能并安置于车辆、船或飞机上以辅助驾驶，尤其可达成行车记录的并实现自动驾驶功能、追撞前车警示功能、后车追撞警示功能、侧撞警示功能、倒车碰撞警示功能或危险驾驶警示功能，以进一步改善驾驶车辆的安全性。

附图说明

图1为本发明视频雷达辅助驾驶系统的系统示意图；

图2为本发明视频雷达辅助驾驶系统的摄影机阵列的设置示意图；

图3为本发明视频雷达辅助驾驶系统的单一画面的示意图。

具体实施方式

以下配合说明书附图对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

参阅图1以及图2，分别为本发明的视频雷达辅助驾驶系统的系统示意图及摄影机阵列的设置示意图。如图1所示，本发明的视频雷达辅助驾驶系统包括至少一摄影机阵列10、至少一影像辨识单元20、环境对象数据库22、影像辨识数据库24、行驶数据库26、环境监控单元30、视频雷达显示设备40、警示单元50、行驶控制单元60及制动单元70，用以安置于交通载具上，比如图2中的车辆80，以提供视频雷达功能给驾驶(图中未显示)并辅助驾驶，进而改善驾驶的安全性。

要注意的是，图中的车辆80是用以说明本发明特征的示范性实例而已，并非用以限定本发明的范围，因此，除车辆80以外，安置本发明视频雷达辅助驾驶系统的交通载具可为船或飞机。

每一摄影机阵列10包含至少一摄影机，比如图2所示的第一摄影机11、第二摄影机12、第三摄影机13及第四摄影机14，设置成朝向车辆80的不同方向以拍摄车辆周围的环境，以产生相对应的多个环境影像，比如第一摄影机11、第二摄影机12、第三摄影机13及第四摄影机14分别朝向前方D1、左侧方D2、后方D3及右侧方D4。为提升侦测广度与长度，每一摄影机阵列10可进一步添加长镜头、广角镜头、红外线镜头或直接增加摄影机数量以监控更多方向。

每一影像辨识单元20藉视频媒介以电气连接相对应的摄影机阵列10并接收所述环境影像，同时辨识出环境影像中的至少一环境对象以及其影像、位置、颜色、移动速率及移动方向。更具体的是，环境对象可包括车辆、地面标线、地面警示文字、交通标志、周遭障碍物、行人或护栏。

上述的视频媒介可包括通用序列总线(USB)及视频信号线的其中之一，而该视频信号线可包括复合(composite)、色差(component)、高解析多媒体影音接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)、RGB、YUV、CCIR601以及CCIR656信号线的其中之一。

环境对象数据库22连结至影像辨识单元10，以接收并储存环境对象的影像，而影像辨识数据库24连结至影像辨识单元10，以接收并储存环境对象的位置、颜色、移动速率及移动方向。

行驶数据库26具有车辆80的动态信息与静态信息，其中动态信息包括车辆的全球定位系统(GPS)信息、车辆的动态速度及方向，而静态信息为事先输入的刹车距离、回转半径、加速能力、安全车距或车辆的长度、宽度及高度。

环境监控单元30连结至环境对象数据库22、影像辨识数据库24、行驶数据库26，以读取环境对象的影像、位置、颜色、移动速率及移动方向，并产生用以表示车辆80的周围环境的重建环境信息，并依据重建环境信息以判断该车辆80与环境对象之间的相对空间关系，比如静态与动态关系，静态包括相对距离、相对方向，而动态关系包括相对速度，藉以产生警示信息，而相对速度是由行驶数据库26的车辆80的动态车速，加上对象距离变化而计算出来。

例如，环境监控单元30可在车辆80与环境对象之间的相对距离小于某一预设安全距离时产生该警示信息，而预设安全距离可在车辆80与环境对象之间的相对速度每增加时速10公里时至少增加6米，会随各种车型、车种而调整，这些信息都事先储存于行驶数据库26中，而行驶中会持续更新目前车速、方向，提供环境监控单元30进行动态判断。

视频雷达显示设备40具显示影像功能，可接收环境监控单元30的重建环境信息以显示该车辆80的周围环境的单一画面，且单一画面是以鸟瞰图及雷达图的至少其中之一的方式而显示。例如，车辆80的前方D1、左侧方D2、后方D3及右侧方D4的相对应对象分别位于单一画面中的上方、左方、下方及右方，以方便驾驶了解车辆周围的路况。

警示单元50接收环境监控单元30的警示信息，以产生相对应的声响、灯光或震动，藉以提醒该车辆80的驾驶。

行驶控制单元60接收环境监控单元30的重建环境信息，并依据重建环境信息以产生控制命令。制动单元70藉传输媒介以接受行驶控制单元60的控制命令，并转换成相对应的控制信号，用以控制车辆80(交通载具)的油门、刹车及方向盘的至少其中一。

上述的传输媒介包括有线媒介及无线媒介的其中之一，其中有线媒介包括区域互联网络(Local Interconnect Network，LIN)及控制局域网络(Controller Area Network，CAN)、局域网络通讯协议(Transmission ControlProtocol/Internet Protocol，TCP/IP)的其中之一，而无线媒介包括使用红外线的红外线数据协会(Infrared Data Association，IrDA)协议、使用无线电频率(RF)的蓝牙(Bluetooth)协议以及用于计算机及行动电话之间的WIFI/WIMAX/3G/LTE的其中之一。

为进一步显示本发明的特征，可参阅图3，为本发明的视频雷达辅助驾驶系统的单一画面的示意图。如图3所示，本发明视频雷达显示设备40所显示的单一画面包括本车90、第一车91、第二车92、第三车93、第四车94、第五车95、车道线RL、第一号志标识RS1、第二号志标识RS2、第三号志标识RS3、第一警示标识DS1、第二警示标识DS2以及第三警示标识DS3，其中本车90为设置本发明的视频雷达辅助驾驶系统的车辆，第一车91、第二车92、第三车93及第四车94为本车90的周围的车辆，车道线RL为行驶道路路面所画设的分隔线，比如包括最左侧及最右侧的连续线条，以及车道之间的多个分离线段，而第一号志标识RS1、第二号志标识RS2及第三号志标识RS3分别代表下一道路出口标识、速限标识及道路里程标识。

此外，图3中的第一警示标识DS1、第二警示标识DS2以及第三警示标识DS3视频雷达显示设备40进一步接收环境监控单元30的警示信息后在单一画面中所显示的警示信息的相对应图标，其中第一警示标识DS1表示本车90太靠近前方的第一车91而有追撞第一车91的危险，第二警示标识DS2表示第三车93太靠近本车90，或偏离原行驶车道，或准备变换车道，或本车90欲变换车道至左边车道而产生的侧撞警示，而第三警示标识DS3表示第四车94太靠近本车90而有追撞本车90的危险。

要注意的是，图3只以同方向多个车道上的环境对象为实例以方便说明，但是本发明的单一画面实质上也可包括对向车道上的环境对象。

本发明的视频雷达辅助驾驶系统可进一步包括行车纪录单元(图中未显示)，用以连结至环境监控单元30，以接收并记录环境对象的影像、位置、颜色、移动速率及移动方向。

本发明的特点在于，视频雷达辅助驾驶系统可用以实现自动驾驶功能、追撞前车警示功能、后车追撞警示功能、侧撞警示功能、倒车碰撞警示功能及危险驾驶警示功能，并可应用于大型交通工具，例如飞机、船只。尤其是对于体积庞大的这些交通工具，本发明的视频雷达辅助驾驶系统可解决驾驶因无法顾及的角度和面积很大而常常发生极大损失碰撞的问题，提高驾驶的安全性。

以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的创作精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

Claims (10)

1.一种视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，具视频雷达功能并安置于一交通载具上用以辅助一驾驶以驾驶该交通载具，该视频雷达辅助驾驶系统包括：

至少一摄影机阵列，且该至少一摄影机阵列的每一摄影机阵列包含至少一摄影机，该至少一摄影机朝该交通载具的不同方向拍摄一环境，以产生相对应的多个环境影像，可以添加长镜头、广角、红外线镜头或增加摄影机数量，提升侦测广度与长度；

至少一影像辨识单元，藉一视频媒介以电气连接相对应的该摄影机阵列以接收所述环境影像，并辨识出至少一环境对象以及该至少一环境对象的影像、位置、颜色、移动速率及移动方向；

一环境对象数据库，连结至该至少一影像辨识单元，以接收并储存该至少一环境对象的影像；

一影像辨识数据库，连结至该至少一影像辨识单元，以接收并储存该至少一环境对象的位置、颜色、移动速率及移动方向；

一行驶数据库，具有该交通载具的动态数据以及静态数据，其中该动态数据为该交通载具的动态速度及方向，该静态信息为事先纪录的该交通载具的刹车距离、回转半径、加速能力、安全车距以及该交通载具的长度、宽度及高度；

一环境监控单元，连结至该环境对象数据库、该影像辨识数据库及该交通载具的行驶数据库，以接收该至少一环境对象的影像、位置、颜色、移动速率及移动方向，并产生用以表示该交通载具的周围的一重建环境信息，并依据该重建环境信息以判断该交通载具与该至少一环境对象之间的相对空间关系，并产生一警示信息；

一视频雷达显示设备，接收该环境监控单元的重建环境信息，以显示该交通载具的周围环境的一单一画面；

一警示单元，接收该环境监控单元的警示信息，以产生相对应的声响、灯光或震动，藉以提醒该驾驶员；

一行驶控制单元，接收该环境监控单元的重建环境信息，并依据该重建环境信息以产生一控制命令；以及

一制动单元，藉一传输媒介以接受该行驶控制单元的控制命令，并转换成一控制信号，用以控制该交通载具的油门、刹车及方向盘的至少其中一。

2.如权利要求1所述的视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，该交通载具包括车辆、船及飞机的其中之一。

3.如权利要求1所述的视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，该视频媒介包括通用序列总线及视频信号线的其中之一，该视频信号线包括复合、色差、高解析多媒体影音接口、RGB、YUV、CCIR601以及CCIR656信号线的其中之一。

4.如权利要求1所述的视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，该至少一摄影机朝向该车辆的前方、后方、左侧方及右侧方的至少其之一。

5.如权利要求1所述的视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，该相对空间关系包括静态与动态关系。

6.如权利要求1所述的视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，该单一画面以包括一鸟瞰图及一雷达图的至少其中之一的方式而显示。

7.如权利要求1所述的视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，该环境监控单元在该车辆与该至少一环境对象之间的相对距离小于一预设安全距离时，产生该警示信息。

8.如权利要求7所述的视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，该行驶数据库具有必须事先纪录的安全车距、刹车距离以及该交通载具的长度、宽度及高度，该预设安全距离在该交通载具与该至少一环境对象之间的相对速度每增加时速10公里时至少增加6米。

9.如权利要求1所述的视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，该传输媒介包括有线媒介及无线媒介的其中之一，该有线媒介包括区域互联网络及控制局域网络以及局域网络通讯协议的其中之一，该无线媒介包括使用红外线的红外线数据协会协议、使用无线电频率的蓝牙协议以及用于计算机及行动电话之间的WIFI/WIMAX/3G/LTE的其中之一。

10.如权利要求1所述的视频雷达辅助驾驶系统，其特征在于，该视频雷达显示设备进一步接收该环境监控单元的警示信息，而在该单一画面中显示出警示信息的相对应图标。

Images