CN102923000B - 一种基于双目视觉目标检测的汽车主动倒车限速控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于双目视觉目标检测的汽车主动倒车限速控制方法，其步骤主要是：倒车时只要速度超过倒车速度上限值即由汽车控制中心主动控制节气门开度，将车辆限速在倒车速度上限值内。同时通过双摄像头对车后图像进行拍摄，并用哈尔特征分类法判断出车后存在行人和/或车辆，即用双目定位测距方法测出行人和车辆距离，再由汽车控制中心主动控制节气门开度，对车辆进行限速，确保倒车时不会撞到行人和车辆，避免车祸的发生，保证倒车安全。

Description

一种基于双目视觉目标检测的汽车主动倒车限速控制方法
技术领域
本发明涉及一种基于双目视觉目标检测的车辆主动倒车限速控制方法
背景技术
交通安全问题已成为世界性的大问题。据报载，全世界每年因交通事故死亡的人数约50万。近几年由于城市中的车辆不断增多，倒车事故也随之大幅增加，倒车事故的主要原因是由于人的视角范围，汽车后视镜不完善以及驾驶员的误操作带来的。目前的解决方案有多种，其中以倒车雷达，倒车影像使用最为广泛。
相对于倒车雷达：倒车雷达感知区域有限，其检测范围具有局限性；倒车雷达一般置于汽车尾部，雨雪天气容易影响其检测精度，同时若泥水或者脏物溅射到雷达上，其精度就大大降低；倒车雷达检测与报警通常都有时延情况，尤其是在车与障碍物之间的距离变化较快时，语言来不及转换，无法播报准确的数据，对于侦测角度也比较难对比。
而相对于倒车影像：倒车影像不能直观的得到障碍物与车尾之间的距离，驾驶员在看倒车影像的同时必须主动观察后方障碍物离车尾的实际距离，影响视觉观察；单摄像头得到的倒车影像，使观测区域有比较大的盲区，倒车影像中的图像不能对实际距离进行较为精确的估计。
以上2种解决方案都为辅助倒车方案，真正倒车时进行控制的还是驾驶员本身，如果驾驶员出现一些误操作，特别是车后有行人和/或车辆时会发生车祸，产生重大的人身或者财产损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于双目视觉目标检测的汽车主动倒车限速控制方法，在汽车倒车时该种方法能有效的检测车后是否存在行人和/或车辆，当有行人和/或车辆时自动对车辆进行限速，避免撞到行人和车辆，减少车祸的发生，保证倒车安全。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种基于双目视觉目标检测的汽车主动倒车限速控制方法，包括以下步骤：
A、全天候行人和障碍物图像信息采集
汽车的电子控制中心检测到挡位置于倒档上时，启动安装在汽车后挡风玻璃内侧或车尾的2个采样频率相同的全天候红外摄像头，获取车后的图像；
若电子控制中心检测到当前的速度大于倒车速度上限值，则输出节气门控制信号启动节气门的限速控制机构控制节气门的开度，将车辆的倒车速度限定在倒车速度上限值内；
B、图像信息处理
B1、目标信息检测
图像信息处理模块对2个全天候红外摄像头采集到的每一帧图像采用哈尔特征分类法进行行人、车辆的特征检测；以判断车后图像是否包括行人和/或车辆；
B2、目标距离检测
当判断出车后图像包括行人和/或车辆时，图像信息处理模块对利用双目定位测距方法对2个全天候红外摄像头的图像进行处理、计算获得行人和/或车辆的距离，并将该距离送至汽车电子控制中心；
C、汽车限速控制
汽车的电子控制中心根据当前的速度信号及节气门踏板传感器传来的节气门开度信号，并结合图像信息处理模块传来的行人和/或车辆的距离，计算得出节气门开度控制值；再输出节气门开度控制值信号启动节气门的限速控制机构控制节气门的开度，将车辆的倒车速度限制在设定值以下。
与现有技术相比，本发明的收益效果是：
一、在汽车倒车时，只要速度超过倒车速度上限值即由汽车控制中心主动控制节气门开度，将车辆限速在倒车速度上限值内。同时通过双摄像头对车后图像进行拍摄，判断出车后存在行人和/或车辆，即用双目定位测距方法测出行人和车辆距离，再由汽车控制中心主动控制节气门开度，对车辆进行限速，确保倒车时不会撞到行人和车辆，避免车祸的发生，保证倒车安全。
二、只需在现有带节气门控制机构的汽车上增加2个摄像头和图像信息处理模块，并在电子控制中心写入本发明程序即可，且实现容易、实施成本低，易于推广。主要基于视频检测，更容易对系统进行优化和不断升级。
三、双摄像头的使用既能够较精确的进行3维空间的距离判定，也使其视野范围更广，避免了图像盲区，规避了雷达等检测设施的一些缺陷，使整个系统更加完善，同时摄像头可置于后挡风玻璃内部，避免了雨水，泥水，以及其他污染物的干扰，优于其他局限于外部的传感器。其检出正确率高，测距误差小。
本发明方法对行人和/或车辆的检出正确率和测距误差的测试结果分别见表1、表2。
表1检出效果表
检出正确率 ＞90％
未检出率 ＜10％
误检出率 ＜5％
表2测距误差表
上述步骤A中的倒车速度上限值为20km/h。
上述步骤C中汽车的电子控制中心结合图像信息处理模块传来的行人和/或车辆的距离，计算得出节气门开度控制值；再输出节气门开度控制值信号启动节气门的限速控制机构控制节气门的开度，将车辆的倒车速度限制在设定值以下的具体限速做法为：
C1、5m≤行人和/或车辆距离＜10m时，汽车发出警告声响；
C2、3m≤行人和/或车辆距离＜5m时，汽车发出警告声响同时汽车限速至5km/h；
C3、0.5m≤行人和/或车辆距离＜3m时，汽车发出警告声响同时限速至3km/h；
C4、行人和/或车辆距离＜0.5m时，汽车发出警告、节气门的开度为零；对有ABS防抱死系统的汽车，则同时控制ABS防抱死系统进行刹车。
这样的限速规则可以保证倒车的安全，也能兼顾倒车的效率。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
实施例
本发明的具体实施方式是，一种基于双目视觉目标检测的汽车主动倒车限速控制方法，包括以下步骤：
A、全天候行人和障碍物图像信息采集
汽车的电子控制中心检测到挡位置于倒档上时，启动安装在汽车后挡风玻璃内侧或车尾的2个采样频率相同的全天候红外摄像头，获取车后的图像；
若电子控制中心检测到当前的速度大于倒车速度上限值，则输出节气门控制信号启动节气门的限速控制机构控制节气门的开度，将车辆的倒车速度限定在倒车速度上限值内；
本例步骤A中的倒车速度上限值为20km/h。
B、图像信息处理
B1、目标信息检测
图像信息处理模块对2个全天候红外摄像头采集到的每一帧图像采用哈尔特征分类法进行行人、车辆的特征检测；以判断车后图像是否包括行人和/或车辆；
B2、目标距离检测
当判断出车后图像包括行人和/或车辆时，图像信息处理模块对利用双目定位测距方法对2个全天候红外摄像头的图像进行处理、计算获得行人和/或车辆的距离，并将该距离送至汽车电子控制中心；
C、汽车限速控制
汽车的电子控制中心根据当前的速度信号及节气门踏板传感器传来的节气门开度信号，并结合图像信息处理模块传来的行人和/或车辆的距离，计算得出节气门开度控制值；再输出节气门开度控制值信号启动节气门的限速控制机构控制节气门的开度，将车辆的倒车速度限制在设定值以下。
本例步骤C中汽车的电子控制中心结合图像信息处理模块传来的行人和/或车辆的距离，计算得出节气门开度控制值；再输出节气门开度控制值信号启动节气门的限速控制机构控制节气门的开度，将车辆的倒车速度限制在设定值以下的具体限速做法为：
C1、5m≤行人和/或车辆距离＜10m时，汽车发出警告声响；
C2、3m≤行人和/或车辆距离＜5m时，汽车发出警告声响同时汽车限速至5km/h；
C3、0.5m≤行人和/或车辆距离＜3m时，汽车发出警告声响同时限速至3km/h；
C4、行人和/或车辆距离＜0.5m时，汽车发出警告、节气门的开度为零；对有ABS防抱死系统的汽车，则同时控制ABS防抱死系统进行刹车。

Claims (3)

1.一种基于双目视觉目标检测的汽车主动倒车限速控制方法，包括以下步骤：
A、全天候行人和障碍物图像信息采集
汽车的电子控制中心检测到档位置于倒档上时，启动安装在汽车后挡风玻璃内侧或车尾的2个采样频率相同的全天候红外摄像头，获取车后的图像；
若电子控制中心检测到当前的速度大于倒车速度上限值，则输出节气门控制信号启动节气门的限速控制机构控制节气门的开度，将车辆的倒车速度限定在倒车速度上限值内；
B、图像信息处理
B1、目标信息检测
图像信息处理模块对2个全天候红外摄像头采集到的每一帧图像采用哈尔特征分类法进行行人、车辆的特征检测；以判断车后图像是否包括行人和/或车辆；
B2、目标距离检测
当判断出车后图像包括行人和/或车辆时，图像信息处理模块利用双目定位测距方法对2个全天候红外摄像头的图像进行处理、计算获得行人和/或车辆的距离，并将该距离送至汽车电子控制中心；
C、汽车限速控制
汽车的电子控制中心根据当前的速度信号及节气门踏板传感器传来的节气门开度信号，并结合图像信息处理模块传来的行人和/或车辆的距离，计算得出节气门开度控制值；再输出节气门开度控制值信号启动节气门的限速控制机构控制节气门的开度，将车辆的倒车速度限制在设定值以下。
2.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉目标检测的汽车主动倒车限速控制方法，其特征在于，所述步骤A中的倒车速度上限值为20km/h。
3.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉目标检测的汽车主动倒车限速控制方法，其特征在于，所述步骤C中汽车的电子控制中心结合图像信息处理模块传来的行人和/或车辆的距离，计算得出节气门开度控制值；再输出节气门开度控制值信号启动节气门的限速控制机构控制节气门的开度，将车辆的倒车速度限制在设定值以下的具体限速做法为：
C1、5m≤行人和/或车辆距离＜10m时，汽车发出警告声响；
C2、3m≤行人和/或车辆距离＜5m时，汽车发出警告声响同时汽车限速至5km/h；
C3、0.5m≤行人和/或车辆距离＜3m时，汽车发出警告声响同时限速至3km/h；
C4、行人和/或车辆距离＜0.5m时，汽车发出警告、节气门的开度为零；对有ABS防抱死系统的汽车，则同时控制ABS防抱死系统进行刹车。
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