CN104859534A - 基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统 - Google Patents
基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及汽车刹车技术领域，尤其是一种基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统,设有图像采集分析模块和音频采集分析模块，通过视频和音频信号来辅助判断踩刹车和踩油门的时机，该系统将视频信号与音频信号结合起来，是一种全方位立体式的检测系统，可靠性强，误报率明显降低，可以很好地防止驾驶员误踩油门当刹车的情况发生，从而进一步地减少由于误操作引起的汽车交通事故，同时该系统是基于对视频和音频信号的处理，其所用的制作材料与其他同类型产品相比更节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车刹车技术领域，尤其是一种基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统。
背景技术
汽车在给人们带来现代文明享受的同时，也给人们带来了触目惊心的巨大损失。尤其是近年来随着高速公路的发展以及汽车行驶速度的不断提高，恶性交通事故频频发生，给人们的生命和财产带来了巨大的损失。车辆交通事故已经成为世界范围内的第一杀手，在这些事故中，恶性特大型事故不断增多且以高速公路汽车追尾事故为最，少则几辆汽车多则几十辆汽车甚至多达百辆以上汽车相撞造成了巨大损失。据交通事故原因资料统计表明，有一半以上是因车速过快来不及刹车造成，从该数据可以看出，车辆的刹车系统在车辆正常工作中扮演者极其重要的角色。
目前市场上存在的车用紧急刹车系统一般为机械式人工制动，电子辅助刹车尚未完全推广。在已有的电子辅助刹车系统中，电子制动辅助系统“EBA”和制动力辅助系统“BA”(也称为“BAS”)，指能够通过判断驾驶者的刹车动作(力量及速度)，在紧急制动时增加刹车力度，从而将制动距离缩短，这类基于测量刹车的强度来判断是否是急刹的方式，其误报率(即错报率，在本实际情况中是指由于驾驶员的开车习惯等主观因素导致电子辅助刹车系统的误刹车率)较高。此外，还有一类电子辅助刹车系统根据雷达信号来判断刹车时机，这种系统的成本相对较高，并且只能运用于低速运行的车辆。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有电子制动辅助系统“EBA”和制动力辅助系统“BA”误报率较高，而通过雷达信号来判断刹车时机成本相对较高，并且只能运用于低速运行的车辆问题，本发明提供了一种基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，设有图像采集分析模块和音频采集分析模块，通过视频和音频信号来辅助判断踩刹车和踩油门的时机，该系统将视频信号与音频信号结合起来，是一种全方位立体式的检测系统，可靠性强，误报率明显降低，可以很好地防止驾驶员误踩油门当刹车的情况发生，从而进一步地减少由于误操作引起的汽车交通事故，同时该系统是基于对视频和音频信号的处理，其所用的制作材料与其他同类型产品相比更节约成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，包括主控制器以及分别与主控制器连接的图像采集分析模块、音频采集分析模块、汽车速度计、整车加速度计、汽车制动模块和油门屏蔽模块，其中，
图像采集分析模块，包括摄像头和图像信息处理模块，摄像头用于采集监控范围区域内的图像信号；图像信息处理模块，用于对摄像头采集的图像信号进行分析和处理，判断两车之间的距离是否小于安全距离，当两车之间的距离小于安全距离时，向主控制器发送危险信号，
音频采集分析模块，包括拾音器和音频信息处理模块，拾音器用于获取驾驶员发出的对本车进行控制的声音信号；音频信息处理模块，用于对拾音器采集的声音信号进行处理和分析，识别驾驶员发出的相应命令信号，并将相应命令信号发送给主控制器，
汽车速度计，用于测量本车的行驶速度，并将测量的速度值发送到主控制器，
整车加速度计，用于测量本车的加速度，并将测量的加速度值发送到主控制器，
主控制器，用于获取图像采集分析模块和音频采集分析模块输出的分析结果信号，并将相应的信号转化为控制信号，控制汽车制动模块和油门屏蔽模块是否执行相应动作，
汽车制动模块，接收主控制器发出的控制信号，并执行相应动作，
油门屏蔽模块，接收主控制器发出的控制信号，并执行相应动作。
具体地，还设有测距仪，用于测量当本车的行驶速度为低速时两车之间的距离，并将测得的数据发送到主控制器。
具体地，所述主控制器设有无线接收模块，所述图像采集分析模块和所述音频采集分析模块设有无线发射模块，所述主控制器分别与所述图像采集分析模块和音频采集分析模块无线连接。
具体地，所述图像采集分析模块和所述音频采集分析模块输出的信号经放大处理后与所述主控制器连接，所述无线接收模块通过串口与所述主控制器连接，所述汽车制动模块、油门屏蔽模块、汽车速度计、测距仪和整车加速度计的总线接口分别与所述主控制器的总线接口连接。
具体地，所述图像信息处理模块包括图像获取单元、图像预处理单元、图像特征选择提取单元和两车之间的距离是否小于安全距离的判别单元，其中，图像获取单元，用于获取摄像头采集的图像信号；图像预处理单元，用于对图像获取单元获取的图像信号进行滤波和去噪；图像特征选择提取单元，用于提取图像预处理单元获取的图像信号的特征；两车之间的距离是否小于安全距离的判别单元，根据图像特征选择提取单元提取的图像信号的特征，对图像进行测量、识别和判定。
具体地，所述音频信息处理模块包括音频获取单元、音频特征提取单元、声学模型训练单元和识别网络解码单元，其中，音频获取单元，用于获取拾音器获取的音频信号；音频特征提取单元，用于提取音频获取单元获取的音频信号的特征；声学模型训练单元，用于对相应的声音信号进行训练；识别网络解码单元，用于识别驾驶员发出的声音信号。
具体地，所述主控制器采用单片机、DSP或ARM。
具体地，所述汽车油门防错踩系统还设有显示模块，所述显示模块通过总线接口与主控制器连接。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，设有图像采集分析模块和音频采集分析模块，通过视频和音频信号来辅助判断踩刹车和踩油门的时机，该系统将视频信号与音频信号结合起来，是一种全方位立体式的检测系统，可靠性强，误报率明显降低，可以很好地防止驾驶员误踩油门当刹车的情况发生，从而进一步地减少由于误操作引起的汽车交通事故，同时该系统是基于对视频和音频信号的处理，其所用的制作材料与其他同类型产品相比更节约成本，同时不会对环境造成太大的影响，是一个比较环保节能的系统；还设有测距仪，用于测量当本车的行驶速度为低速时两车之间的距离，并将测得的数据发送到主控制器，当行驶速度为低速时，将摄像头和测距仪结合使用来判断踩刹车和踩油门的时机，精确度更高；主控制器设有无线接收模块，图像采集分析模块和音频采集分析模块设有无线发射模块，主控制器分别与图像采集分析模块和音频采集分析模块无线连接，通过无线进行连接，减少有线连接的时工作量大同时不美观问题；图像采集分析模块和音频采集分析模块输出的信号经放大处理后与所述主控制器连接，无线接收模块通过串口与主控制器连接，汽车制动模块、油门屏蔽模块、汽车速度计、测距仪和整车加速度计的总线接口分别与主控制器的总线接口连接，将信号进行放大便于进行相互通信，信号可靠性更高；主控制器采用单片机、DSP或ARM，使用通常的控制器模块，便于推广，同时成本更低；汽车油门防错踩系统还设有显示模块，将相应信息如危险信号等进行显示，更加直观、方便和人性化，以便于驾驶员及时了解相应情况。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统的的实施例1的结构示意图；
图2是本发明的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统的实施例2的结构示意图；
图3是本发明的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统的图像信息处理模块的组成结构示意图；
图4是本发明的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统的音频信息处理模块的组成结构示意图；
图5是本发明的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统的流程示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
摄像头选取的是2个CMOS摄像头。
实施例1
如图1、图3、图4和图5所示，一种基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，包括ARM以及分别与ARM连接的图像采集分析模块、音频采集分析模块、汽车速度计、整车加速度计、测距仪、汽车制动模块和油门屏蔽模块，其中，
图像采集分析模块，包括摄像头和图像信息处理模块，摄像头用于采集监控范围区域内的图像信号；图像信息处理模块，用于对摄像头采集的图像信号进行分析和处理，图像信息处理模块包括图像获取单元、图像预处理单元、图像特征选择提取单元和两车之间的距离是否小于安全距离的判别单元，其中，图像获取单元，用于获取摄像头采集的图像信号；图像预处理单元，用于对图像获取单元获取的图像信号进行滤波和去噪；图像特征选择提取单元，用于提取图像预处理单元获取的图像信号的特征；两车之间的距离是否小于安全距离的判别单元，根据图像特征选择提取单元提取的图像信号的特征，对图像进行测量、识别和判定，当两车之间的距离小于安全距离时，向ARM发送危险信号，
音频采集分析模块，包括拾音器和音频信息处理模块，拾音器用于获取驾驶员发出的对本车进行控制的声音信号；音频信息处理模块，用于对拾音器采集的声音信号进行处理和分析，音频信息处理模块包括音频获取单元、音频特征提取单元、声学模型训练单元和识别网络解码单元，其中，音频获取单元，用于获取拾音器获取的音频信号；音频特征提取单元，用于提取音频获取单元获取的音频信号的特征；声学模型训练单元，用于对相应的声音信号进行训练；识别网络解码单元，用于识别驾驶员发出的声音信号，并将相应命令信号发送给ARM，
汽车速度计，用于测量本车的行驶速度，并将测量的速度值发送到ARM，
整车加速度计，用于测量本车的加速度，并将测量的加速度值发送到ARM，
测距仪，用于测量当本车的行驶速度为低速时两车之间的距离，并将测得的数据发送到ARM，
ARM，用于获取图像采集分析模块和音频采集分析模块输出的分析结果信号，并将相应的信号转化为控制信号，控制汽车制动模块和油门屏蔽模块是否执行相应动作，
汽车制动模块，接收ARM发出的控制信号，并执行相应动作，
油门屏蔽模块，接收ARM发出的控制信号，并执行相应动作。
图像采集分析模块和音频采集分析模块输出的信号经放大处理后与ARM连接，无线接收模块通过串口与ARM连接，汽车制动模块、油门屏蔽模块、汽车速度计、测距仪和整车加速度计的总线接口分别与ARM的总线接口连接。
工作时，一方面通过图像分析，根据两车之间的距离是否小于安全距离，由机器智能化地判断此时是否应该刹车。如若此时应该刹车，即将油门锁死并且智能刹车；另一方面，根据驾驶员喊出刹车信号，进一步准确地采取制动措施，更加精确地达到一种防错踩的效果。利用计算机处理图像和声音的信号，将信号输出到ARM中，通过ARM的程序处理，实现在应刹车情况下的油门锁死并且智能刹车，保证驾驶员即便在误将油门当刹车的情况下，也不会使得汽车加速，反而会自动刹车。结合视频和音频这两个信号(如果仅有一个信号传入控制器，控制器也可以智能分析判断系统是否应该工作)，ARM决定系统开始工作的时机，如若是紧急状况，油门会自动锁死，刹车会自动紧急刹车，这种系统的可以很好地防止驾驶员误踩油门当刹车的情况发生，从而进一步地减少由于误操作引起的汽车交通事故。
实施例2
如图2所示，同实施例1基本相同，不同之处在于：ARM设有无线接收模块，图像采集分析模块和音频采集分析模块设有无线发射模块，ARM分别与图像采集分析模块和音频采集分析模块无线连接，汽车油门防错踩系统还设有显示模块，显示模块通过总线接口与ARM连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，其特征在于：
包括主控制器以及分别与主控制器连接的图像采集分析模块、音频采集分析模块、汽车速度计、整车加速度计、汽车制动模块和油门屏蔽模块，其中，
图像采集分析模块，包括摄像头和图像信息处理模块，摄像头用于采集监控范围区域内的图像信号；图像信息处理模块，用于对摄像头采集的图像信号进行分析和处理，判断两车之间的距离是否小于安全距离，当两车之间的距离小于安全距离时，向主控制器发送危险信号，
音频采集分析模块，包括拾音器和音频信息处理模块，拾音器用于获取驾驶员发出的对本车进行控制的声音信号；音频信息处理模块，用于对拾音器采集的声音信号进行处理和分析，识别驾驶员发出的相应命令信号，并将相应命令信号发送给主控制器，
汽车速度计，用于测量本车的行驶速度，并将测量的速度值发送到主控制器，
整车加速度计，用于测量本车的加速度，并将测量的加速度值发送到主控制器，
主控制器，用于获取图像采集分析模块和音频采集分析模块输出的分析结果信号，并将相应的信号转化为控制信号，控制汽车制动模块和油门屏蔽模块是否执行相应动作，
汽车制动模块，接收主控制器发出的控制信号，并执行相应动作，
油门屏蔽模块，接收主控制器发出的控制信号，并执行相应动作。
2.根据权利要求1所述的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，其特征在于：还设有测距仪，用于测量当本车的行驶速度为低速时两车之间的距离，并将测得的数据发送到主控制器。
3.根据权利要求2所述的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，其特征在于：所述主控制器设有无线接收模块，所述图像采集分析模块和所述音频采集分析模块设有无线发射模块，所述主控制器分别与所述图像采集分析模块和音频采集分析模块无线连接。
4.根据权利要求3所述的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，其特征在于：所述图像采集分析模块和所述音频采集分析模块输出的信号经放大处理后与所述主控制器连接，所述无线接收模块通过串口与所述主控制器连接，所述汽车制动模块、油门屏蔽模块、汽车速度计、测距仪和整车加速度计的总线接口分别与所述主控制器的总线接口连接。
5.根据权利要求1或2所述的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，其特征在于：所述图像信息处理模块包括图像获取单元、图像预处理单元、图像特征选择提取单元和两车之间的距离是否小于安全距离的判别单元，其中，图像获取单元，用于获取摄像头采集的图像信号；图像预处理单元，用于对图像获取单元获取的图像信号进行滤波和去噪；图像特征选择提取单元，用于提取图像预处理单元获取的图像信号的特征；两车之间的距离是否小于安全距离的判别单元，根据图像特征选择提取单元提取的图像信号的特征，对图像进行测量、识别和判定。
6.根据权利要求1或2所述的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，其特征在于：所述音频信息处理模块包括音频获取单元、音频特征提取单元、声学模型训练单元和识别网络解码单元，其中，音频获取单元，用于获取拾音器获取的音频信号；音频特征提取单元，用于提取音频获取单元获取的音频信号的特征；声学模型训练单元，用于对相应的声音信号进行训练；识别网络解码单元，用于识别驾驶员发出的声音信号。
7.根据权利要求1或2所述的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，其特征在于：所述主控制器采用单片机、DSP或ARM。
8.根据权利要求1或2所述的基于音频和视频处理技术的汽车油门防错踩系统，其特征在于：所述汽车油门防错踩系统还设有显示模块，所述显示模块通过总线接口与主控制器连接。
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