CN103057472B - 汽车尾部环境监视系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车尾部环境监视系统，包括：图像处理模块、显示器、语音播放模块、控制器和车尾的两个摄像头，图像处理模块与两个摄像头连接，控制器分别与图像处理模块、显示器、语音播放模块连接，控制器根据图像处理模块对两个摄像头捕获的路况图像的处理结果，控制显示器和语音播放模块播放与路况图像中运动目标相对应的信息。通过本发明，对驾驶汽车出行的用户来说，能够观测到以往车尾盲区位置的路况信息，及时避免后方超车的车辆和后方接近的行人，保障了对汽车驾驶中的全方位的关注，从而防止不必要的事故发生。

Description

汽车尾部环境监视系统

技术领域

本发明涉及一种汽车尾部环境监视系统，尤其涉及一种安装在汽车中能够保障驾驶员在复杂路况中调节驾驶速度和方向的汽车尾部环境监视系统，当驾驶员驾驶汽车过程时，不用担心因为视觉不能及而导致事故问题的出现，根据安装在汽车尾部的摄像头捕获的运动目标在显示器的模拟视图上的显示，决定自己的驾驶快慢和方向调节，从而确保了行车的安全性。

背景技术

汽车作为重要的代步工具，已经开始走入千家万户，为了方便驾驶者的使用，汽车研发者凭借科技的进步开发出各项先进的辅助驾驶装置，如定速巡航、GPS导航、倒车辅助系统、双离合装置等，将人类从原本烦琐的驾驶工作中解放出来，使得汽车成为容易上手的使用工具。

虽然在现有技术中已经存在很多监视汽车周围的电子装置，但涉及车身后部环境监视的装置不多，较少的车身后部环境监视装置也仅仅涉及倒车雷达或倒车影像装置，只是在汽车入库或出库时辅助驾驶员驾驶，而不用于汽车行驶路途中。可是，在汽车行驶路途中是汽车事故发生最多的时间段，尤其当后方有汽车加速超过本汽车或有行人出现在本汽车后方时，由于驾驶员大部分的注意力集中在前方，少部分注意力分布在汽车两侧，对汽车尾部没有也无法关注，常常会因为躲闪不及，导致碰撞车辆和行人的事故发生，给驾驶带来潜在的危险。

因此，需要一种安装在汽车中的汽车尾部环境监视系统，根据对车尾路况的实时检测，从汽车的显示器上及时发现运动车辆和行人，调节驾驶的方向和速度，同时，汽车携带的语音播放模块播放相应警报内容，及时提醒驾驶员注意车辆尾部运动目标的存在，从而在驾驶员驾驶汽车时保证对汽车尾部路况的关注，提高了驾驶汽车的安全性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种安装在汽车中的汽车尾部环境监视系统，使得用户不用担心车后盲区的存在而引起的事故问题，避免了不必要的事故发生。

根据本发明的一方面，提供了一种安装在汽车中的汽车尾部环境监视系统，包括：图像处理模块、显示器、语音播放模块、控制器和车尾的两个摄像头，图像处理模块与两个摄像头连接，控制器分别与图像处理模块、显示器、语音播放模块连接，控制器根据图像处理模块对两个摄像头捕获的路况图像的处理结果，控制显示器和语音播放模块播放与路况图像中运动目标相对应的信息。

更具体地，所述汽车尾部环境监视系统进一步包括：两个摄像头，分别安装在汽车尾部的左侧和右侧，用于捕获汽车左后方和右后方的路况图像；图像处理模块，安装在汽车仪表盘中，与所述两个摄像头连接，接收并处理所述两个摄像头捕获的路况图像，对所述路况图像的处理具体为，使用基于背景差分的目标检测，识别出路况图像中的运动目标并计算出所述运动目标到车体的距离，同时，根据支持向量机的分类方法将运动目标分辨为汽车和行人；显示器，安装在汽车仪表盘中，在显示器的屏幕上显示汽车车体和周围环境的模拟界面，并根据图像处理模块所识别的运动目标和所计算的运动目标到车体的距离，在所述模拟界面上显示运动目标；存储器，存储与警报信号、预警信号、行人靠近信号分别对应的声音提示文件；语音播放模块，从存储器中读取声音提示文件并播放相应的声音提示信息；控制器，设置在汽车仪表盘中，分别与图像处理模块、显示器、存储器、语音播放模块连接，接收图像处理模块所识别的运动目标和所计算的运动目标到车体的距离，当图像处理模块将运动目标分辨为行人时，发出行人靠近信号，当图像处理模块将运动目标分辨为汽车且所计算的运动目标到车体的距离为1米外时，发出安全信号，当图像处理模块将运动目标分辨为汽车且所计算的运动目标到车体的距离为1米到20厘米之间时，发出预警信号，当图像处理模块将运动目标分辨为汽车且所计算的运动目标到车体的距离为20厘米以内时，发出警报信息，同时，控制显示器显示与警报信号、预警信号或行人靠近信号对应的信息，并根据图像处理模块所识别的运动目标和所计算的运动目标到车体的距离在显示器的模拟界面上显示运动目标，控制语音播放模块播放与警报信号、预警信号、行人靠近信号相应的声音提示信息；其中，图像处理模块的基于背景差分的目标检测是将当前图像与背景参考图像作差分再与预定阈值比较来检测运动目标。

更具体地，所述汽车尾部环境监视系统中，所述摄像头包括电荷耦合器CCD芯片或互补金属氧化物半导体CMOS芯片。

更具体地，所述汽车尾部环境监视系统进一步包括，在图像处理模块中，当将当前图像与背景参考图像作差分再与预定阈值比较来检测运动目标时，如果差分结果大于预定阈值，则判断存在运动目标，如果差分结果不大于预定阈值，则判断不存在运动目标。

更具体地，所述汽车尾部环境监视系统中，所述存储器是VR-6032声音存储器，具有2M的内存空间，通过外部储存扩展可增加数据容量到256M。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1根据本发明实施方案示出的汽车尾部环境监视系统的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的汽车尾部环境监视系统的实施方案进行详细说明。

图1示出根据本发明实施方案的汽车尾部环境监视系统的结构方框图。其中被安装在汽车中的汽车尾部环境监视系统包括：设置在汽车尾部左侧的摄像头和设置在汽车尾部右侧的摄像头，分别用于捕获汽车尾部两侧的路况图像；安装在汽车仪表盘中的图像处理模块与上述两个摄像头连接，接收来自上述两个摄像头的路况图像，并对所述路况图像进行处理，具体为，使用基于背景差分的目标检测，识别出路况图像中的运动目标并计算出所述运动目标到车体的距离，同时，根据支持向量机的分类方法将运动目标分辨为汽车和行人，将所述运动目标到车体的距离和运动目标的分辨结果发送给安装在汽车仪表盘中的控制器；所述控制器根据所述运动目标到车体的距离和运动目标的分辨结果判断路况情况，并分别发出安全信号、警报信号、预警信号、行人靠近信号到显示器和语音播放模块，具体为，当图像处理模块将运动目标分辨为行人时，发出行人靠近信号，当图像处理模块将运动目标分辨为汽车且所计算的运动目标到车体的距离为1米外时，发出安全信号，当图像处理模块将运动目标分辨为汽车且所计算的运动目标到车体的距离为1米到20厘米之间时，发出预警信号，当图像处理模块将运动目标分辨为汽车且所计算的运动目标到车体的距离为20厘米以内时，发出警报信息；安装在汽车仪表盘中的显示器，在显示器的屏幕上显示汽车车体和周围环境的模拟界面，并根据图像处理模块所识别的运动目标和所计算的运动目标到车体的距离，在所述模拟界面上显示运动目标；存储器，存储与警报信号、预警信号、行人靠近信号分别对应的声音提示文件；语音播放模块，从存储器中读取声音提示文件并播放相应的声音提示信息，其中，图像处理模块的基于背景差分的目标检测是将当前图像与背景参考图像作差分再与预定阈值比较来检测运动目标。

其中，所述汽车尾部环境监视系统中，所述摄像头包括电荷耦合器CCD芯片或互补金属氧化物半导体CMOS芯片。可以根据用户的需求选择使用CCD芯片或CMOS芯片，例如对于图像清晰度要求高的图像处理模块，可选择CCD芯片，对于图像清晰度要求比较低的图像处理模块，可选择CMOS芯片。

另外，CCD芯片的成像原理具体如下，CCD(ChargeCoupledDevice)，中文名字叫电荷耦合器，是一种特殊的半导体材料，它由大量独立的光敏元件组成，这些光敏元件通常是按矩阵排列的，光线透过镜头照射到CCD上，并被转换成电荷，每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度，CCD将各个元件的信息传送到模/数转换器上，模拟电信号经过模/数转换器处理后变成数字信号，数字信号以一定格式压缩后存入缓存内，此时一张数字图像诞生了，然后图像数据根据不同的需要以数字信号和视频信号的方式输出。CMOS芯片的成像原理具体如下，CMOS即互补金属氧化物半导体，它在微处理器、闪存和ASIC(特定用途集成电路)的半导体技术上占有绝对重要的地位，CMOS和CCD一样都是可用来感受光线变化的半导体，CMOS主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，通过CMOS上带负电和带正电的晶体管来实现基本的功能，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片记录和解读成影像。二者相比较，CMOS最主要的优势就是非常省电，CMOS电路几乎没有静态电量消耗，只有在电路接通时才有电量的消耗。这就使得CMOS的耗电量只有普通CCD的1/3左右，目前CMOS主要问题是在处理快速变化的影像时，由于电流变化过于频繁而过热，暗电流抑制得好就问题不大，如果抑制得不好就容易出现杂点。

其中，所述汽车尾部环境监视系统进一步包括，在图像处理模块中，当将当前图像与背景参考图像作差分再与预定阈值比较来检测运动目标时，如果差分结果大于预定阈值，则判断存在运动目标，如果差分结果不大于预定阈值，则判断不存在运动目标。

其中，所述汽车尾部环境监视系统中，所述存储器是VR-6032声音存储器，具有2M的内存空间，通过外部储存扩展可增加数据容量到256M。VR-6032声音存储器的特性如下，可用来存储播放语音信息，音乐128KBPSMp3(CD数字音频质量)32M内存空间，高达30分钟播放时间，通过外部储存扩展可增加256M从储存空间，用电脑通过USBV1.1转送MP3文件前面板文字。

另外，所述支持向量机的分类方法是在统计学习理论上发展起来的一种新的基于机器学习和模式识别的方法，根据有限的样本信息在模型的复杂性和学习能力之间寻求折中，从而获得较好的泛化能力。该分类方法是由线性可分情况下的最优分类面发展而来。

另外，车载摄像头能够非常实时地呈现视频和音频，为我们交通事故个处理和定位提供了更科学的依据，让我们的财产和人生安全得到了充分的保障。一般地，所述车载摄像头具有清晰度、夜视和防水等几个指标。具体地，清晰度是衡量摄像头的重要指标之一。一般来说，清晰度高的产品其图像的品质就会越好，就目前来说清晰度在420线的产品已经成为车载摄像头的主流产品，380线的如果调试的好也可以选择。但根据各个摄像头的芯片等级不同，感光元件的不同，包括调试技师的水平，同一芯片同一等级的产品可能呈现出来的品质效果都会各不相同，相反的，清晰度高的产品夜视效果都会打些折扣；夜视效果跟产品的清晰度有关，清晰度越高的产品夜视效果都会不太好，这个是因为芯片本身的原因，但是好质量的产品都有夜视功能，而且不会影像物体呈像效果，虽说色彩会差些，但是清楚不成问题；车载摄像头一般都具有防水功能。

采用本发明的汽车尾部环境监视系统，解决了在汽车行驶中车尾盲区的监测的技术问题，在后方有其他汽车高速超车或后方有行人靠近汽车的情况中，驾驶员能够根据本系统的报警功能的模拟显示功能，及时调整驾驶方向和速度，从而避免事故的发生，方便了驾驶员对汽车的使用，也提高了汽车的安全性能。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种汽车尾部环境监视系统，包括：

图像处理模块、显示器、语音播放模块、控制器和车尾的两个摄像头，图像处理模块与两个摄像头连接，控制器分别与图像处理模块、显示器、语音播放模块连接，控制器根据图像处理模块对两个摄像头捕获的路况图像的处理结果，控制显示器和语音播放模块播放与路况图像中运动目标相对应的信息；

所述汽车尾部环境监视系统进一步包括：

两个摄像头，分别安装在汽车尾部的左侧和右侧，用于捕获汽车左后方和右后方的路况图像；

图像处理模块，安装在汽车仪表盘中，与所述两个摄像头连接，接收并处理所述两个摄像头捕获的路况图像，对所述路况图像的处理具体为，使用基于背景差分的目标检测，识别出路况图像中的运动目标并计算出所述运动目标到车体的距离，同时，根据支持向量机的分类方法将运动目标分辨为汽车和行人；

显示器，安装在汽车仪表盘中，在显示器的屏幕上显示汽车车体和周围环境的模拟界面，并根据图像处理模块所识别的运动目标和所计算的运动目标到车体的距离，在所述模拟界面上显示运动目标；

存储器，存储与警报信号、预警信号、行人靠近信号分别对应的声音提示文件；

语音播放模块，从存储器中读取声音提示文件并播放相应的声音提示信息；

控制器，设置在汽车仪表盘中，分别与图像处理模块、显示器、存储器、语音播放模块连接，接收图像处理模块所识别的运动目标和所计算的运动目标到车体的距离，当图像处理模块将运动目标分辨为行人时，发出行人靠近信号，当图像处理模块将运动目标分辨为汽车且所计算的运动目标到车体的距离为1米外时，发出安全信号，当图像处理模块将运动目标分辨为汽车且所计算的运动目标到车体的距离为1米到20厘米之间时，发出预警信号，当图像处理模块将运动目标分辨为汽车且所计算的运动目标到车体的距离为20厘米以内时，发出警报信息，同时，控制显示器显示与警报信号、预警信号或行人靠近信号对应的信息，并根据图像处理模块所识别的运动目标和所计算的运动目标到车体的距离在显示器的模拟界面上显示运动目标，控制语音播放模块播放与警报信号、预警信号、行人靠近信号相应的声音提示信息；

其中，图像处理模块的基于背景差分的目标检测是将当前图像与背景参考图像作差分再与预定阈值比较来检测运动目标。

2.如权利要求1所述的汽车尾部环境监视系统，所述摄像头包括电荷耦合器CCD芯片或互补金属氧化物半导体CMOS芯片。

3.如权利要求1所述的汽车尾部环境监视系统，在图像处理模块中，当将当前图像与背景参考图像作差分再与预定阈值比较来检测运动目标时，如果差分结果大于预定阈值，则判断存在运动目标，如果差分结果不大于预定阈值，则判断不存在运动目标。

4.如权利要求1-3中任一项所述的汽车尾部环境监视系统，其中所述存储器是VR-6032声音存储器，具有2M的内存空间，通过外部储存扩展可增加数据容量到256M。