CN105867875A - 基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统，旨在解决当前汽车喇叭音量不可调的问题，车速检测模块通过霍尔轮速传感器来获取车辆的实时行车速度；行人识别模块利用车载前视摄像头获取前方道路图像，并利用图像处理算法检测车辆前方行人信息，并判断前方行人距离；车载控制模块根据车辆速度与行人位置，通过音量分贝与前方行人距离和车速的拟合关系模型，设计汽车音量的自适应调整算法，进而调节汽车喇叭音量。

Description

基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统

技术领域

本发明涉及汽车配件领域，更具体的说，涉及一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统及其控制方法。

背景技术

随着汽车数量的不断增长，汽车喇叭的噪音污染问题也越来越严重，传统的汽车喇叭无论在哪种情况下，只能发出一种分贝级别的滴滴声音，很容易惊吓行人，使人产生焦躁、惶恐等不良的情绪，不符合现在汽车智能化、人性化的发展要求。因此，设计一种发明，使其可以基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制，使汽车喇叭能够智能化、人性化地发音，是亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对当前汽车喇叭音量不可调的问题，提出一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统。其根据车辆速度与行人位置，通过音量分贝与前方行人距离和车速的拟合关系模型，自适应地调节汽车喇叭音量，在满足行人预警安全的同时，保证了行人听觉的舒适性。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统，包括车速检测模块、行人识别模块、车载控制模块和汽车喇叭；车速检测模块和行人识别模块均与车载控制模块通过数据线连接，车载控制模块300与汽车喇叭电连接。

其中，车速检测模块用于获取车辆实时行车速度，并将车速信号发送至车载控制模块；行人识别模块用于检测车辆前方行人信息，并判断前方行人距离，将行人距离信号发送至车载控制模块；车载控制模块用于根据获取的车速信号和行人距离信号，通过音量分贝与前方行人距离和车速的拟合关系模型，设计汽车音量的自适应调整算法，进而调节汽车喇叭音量。

进一步地，所述车速检测模块利用霍尔轮速传感器获取的非驱动轮速乘以车轮滚动半径计算得到车辆运动速度。

进一步地，所述行人识别模块利用车载前视摄像头获取前方道路图像，并利用图像处理算法检测车辆前方行人信息，并判断行人距离。

进一步地，所述行人识别模块通过行人与非行人的样本训练来提取行人与非行人的空间梯度直方图特征，并用SVM分类器从前方道路图像中筛选所需要的行人空间梯度直方图特征，从而检测图像中的行人。

进一步地，所述行人识别模块通过坐标系转换关系，实现在已知摄像机内部参数及特征点像素坐标的情况下计算车辆前方行人距离，其坐标系转换关系如下式：

$\left\{\begin{array}{c}{X}_c=X_w\\ Y_c=Y_W+\mathrm{\α}\\ Z_c=Z_W\end{array}\right.,$

其中，O_c-X_cY_cZ_c称为摄像机坐标系；O_w-X_wY_wZ_w称为世界坐标系；α为摄像机光心离地高度，单位：m。

进一步地，所述车载控制模块设计汽车喇叭音量的自适应调整算法，输出声音信号至汽车喇叭，所述自适应调整算法如下式：

$Y=80dB+10\×log\left(\frac{l}{r}\right)^2+w/5$

其中，Y为汽车喇叭输出音量分贝大小，单位：dB；l为前方行人距离，单位：m；r为所测地点分贝大小为80dB时，所测地与声源的距离，单位：m，需要试验测得；w为车速补偿分贝，单位：dB，其大小等于车速。

本发明的有益效果在于：

本发明使得汽车喇叭可以根据车辆的速度和行人位置，通过音量分贝与前方行人距离和车速的拟合关系模型，自适应地发出不同分贝的声音，从而有效地解决了车辆在速度过快情况下鸣笛难以及时提醒行人、距离较近情况下鸣笛容易惊吓行人的情况，使汽车喇叭智能化、人性化地发出声音，并丰富车载驾驶辅助系统的功能设计。

附图说明

图1为本发明基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统结构框图。

图2为本发明基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制方法信号流程图。

具体实施方式

下面将结合附图将本专利进行解释说明，当车辆速度较慢、前方行人距离较近时，鸣笛则会惊吓到行人、使行人产生惶恐等不良情绪；而若汽车喇叭音量较低，在汽车行驶速度较快、前方行人距离较远时，鸣笛无法及时提醒行人。故本专利提出基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制方法。

本发明的基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统，如图1所示，包括：

车速检测模块100、行人识别模块200、车载控制模块300和汽车喇叭；其中，车速检测模块100和行人识别模块200均与车载控制模块300通过数据线连接，车载控制模块300与汽车喇叭400电连接。

车速检测模块100用于获取车辆实时行车速度，并将车速信号发送至车载控制模块；

行人识别模块200用于检测车辆前方行人信息，并判断前方行人距离，将行人距离信号发送至车载控制模块；

车载控制模块300用于根据车速检测模块100发送来的车速信号与行人识别控制模块200发送来的行人距离信号，通过音量分贝与前方行人距离和车速的拟合关系模型，设计汽车音量的自适应调整算法，进而调节汽车喇叭400音量。

车速检测模块采用霍尔轮速传感器，然后利用霍尔轮速传感器获取的非驱动轮速乘以车轮滚动半径计算得到车辆运动速度。

行人识别模块包括车载前视摄像头。

本发明的基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制方法信号流程图如图2所示，当汽车行驶时，通过车速检测模块获取车辆的实时行车速度，将车速信号发送至车载控制单元；行人识别模块利用车载前视摄像头获取前方道路图像，并利用图像处理算法检测车辆前方行人信息，并判断行人距离，将行人距离信号发送至车载控制单元；车载控制模块根据车辆实时行车速度与前方行人距离，即控制单元获取的车速信号和行人距离信号，通过音量分贝与前方行人距离和车速的拟合关系模型，设计汽车喇叭音量的自适应调整算法，输出声音信号至汽车喇叭，进而调节汽车喇叭音量。

行人识别模块通过行人与非行人的样本训练来提取行人与非行人的空间梯度直方图(HOG)特征，并用SVM(支持向量机)分类器从前方道路图像中筛选所需要的行人HOG特征，从而检测图像中的行人。

行人识别模块检测到的前方行人信息以距离最近的行人信息为准，即以最近的行人信息为依据判断车辆与行人距离。

行人识别模块通过坐标系之间的转换关系，实现在已知摄像机内部参数及特征点(提前人工选取并记录与摄像机的距离)像素坐标的情况下来计算车辆前方行人距离。其坐标系转换关系如下：

$\left\{\begin{array}{c}{X}_c=X_w\\ Y_c=Y_W+\mathrm{\α}\\ Z_c=Z_W\end{array}\right.,$

其中，O_c-X_cY_cZ_c称为摄像机坐标系。O_w-X_wY_wZ_w称为世界坐标系，α为摄像机光心离地高度(m)。

车载控制模块嵌入了音量分贝根据前方行人距离和车速的自适应调整算法。

车载控制模块所嵌入的算法如下：

$Y=80dB+10\×log\left(\frac{l}{r}\right)^2+w/5$

其中，Y为汽车喇叭输出音量分贝大小(dB)；l为前方行人距离(m)；r为所测地点分贝大小为80dB时，所测地与声源的距离(m)，需要试验测得；w为车速(km/h)补偿分贝(dB)，其大小等于车速。

本发明使得喇叭可以实时自适应控制，使得汽车喇叭根据车辆速度和行人位置，通过音量分贝与前方行人距离和车速的拟合关系模型，自适应地发出不同分贝的声音。这种自适应模式，既增强了汽车在各种环境中行驶中的安全性，又使得驾驶行为更加文明，并丰富车载驾驶辅助系统的功能设计。

Claims (6)

1.一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统，其特征在于，包括车速检测模块、行人识别模块、车载控制模块和汽车喇叭；车速检测模块和行人识别模块均与车载控制模块通过数据线连接，车载控制模块与汽车喇叭电连接；其中，

车速检测模块用于获取车辆实时行车速度，并将车速信号发送至车载控制模块；

行人识别模块用于检测车辆前方行人信息，并判断前方行人距离，将行人距离信号发送至车载控制模块；

车载控制模块用于根据获取的车速信号和行人距离信号，通过音量分贝与前方行人距离和车速的拟合关系模型，设计汽车音量的自适应调整算法，进而调节汽车喇叭音量。

2.如权利要求1所述的一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统，其特征在于，所述车速检测模块利用霍尔轮速传感器获取的非驱动轮速乘以车轮滚动半径计算得到车辆运动速度。

3.如权利要求1所述的一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统，其特征在于，所述行人识别模块利用车载前视摄像头获取前方道路图像，并利用图像处理算法检测车辆前方行人信息，并判断行人距离。

4.如权利要求1所述的一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统，其特征在于，所述行人识别模块通过行人与非行人的样本训练来提取行人与非行人的空间梯度直方图特征，并用SVM分类器从前方道路图像中筛选所需要的行人空间梯度直方图特征，从而检测图像中的行人。

5.如权利要求1所述的一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统，其特征在于，所述行人识别模块通过坐标系转换关系，实现在已知摄像机内部参数及特征点像素坐标的情况下计算车辆前方行人距离，其坐标系转换关系如下式：

$\{\begin{array}{c}{X}_c=X_w\\ Y_c=Y_W+\mathrm{\α}\\ Z_c=Z_W\end{array},$

其中，O_c-X_cY_cZ_c称为摄像机坐标系；O_w-X_wY_wZ_w称为世界坐标系；α为摄像机光心离地高度，单位：m。

6.如权利要求1所述的一种基于前方行人目标辨识的汽车喇叭音量自适应控制系统，其特征在于，所述车载控制模块设计汽车喇叭音量的自适应调整算法，输出声音信号至汽车喇叭，所述自适应调整算法如下式：

$Y=80dB+10\×\log \left(\frac{1}{r}\right)^2+w/5$

其中，Y为汽车喇叭输出音量分贝大小，单位：dB；l为前方行人距离，单位：m；r为所测地点分贝大小为80dB时，所测地与声源的距离，单位：m，需要试验测得；w为车速补偿分贝，单位：dB，其大小等于车速。