CN106907078B - 一种智慧城市智能交通引导系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智慧城市智能交通引导系统，所述系统设置在车辆中，所述车辆包括汽车车窗升降装置和基于车距测量的紧急躲闪系统。本发明大大增强便利性，极大的增加了行车安全。

Description

一种智慧城市智能交通引导系统

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种智慧城市智能交通引导系统。

背景技术

汽车四个车门的车窗升降通过对应的开关控制，每个开关可以控制一个对应车窗的升降。目前，汽车的门窗控制开关基本都安装在车门的扶手上，在驾驶员侧的车门上，不仅安装了一个控制驾驶员侧车窗的开关，还同时安装了可以控制其他三个门窗的三个开关，驾驶员如果需要操作门窗控制开关时，就必须手暂时离开方向盘，然后去左前侧车门上寻找门窗控制开关，当汽车在行驶过程中，甚至还需要视线离开前方道路，以便更准确找到车门上需要控制的车窗所对应的开关，手离开方向盘会极大降低突发情况时驾驶员的反应和操作速度，极大增加汽车行驶危险性。

作为进一步的研究，本发明人发现，在智慧城市的开发过程中，交通问题一直是个比较头疼的问题。往往交通堵塞具有意外性，无法事先判断。在发生交通事故的时候，需要开车前往肇事地点进行指挥。作为进行指挥的车辆，行车安全需要大大引起注意。因此，如果将本发明所述的车窗升降装置安装到车载智慧城市智能交通引导系统中，将大大增强便利性，极大的增加了行车安全。本发明人还考虑安装一种基于车距测量的紧急躲闪系统，通过引入三维环境搭建设备对机动车周围环境进行虚拟化搭建，重点加入了对邻车距离的检测和判断，并通过显示设备为机动车驾驶员进行显示或回放，还通过引入应急反应设备以在邻车快速接近时进行紧急避险，避免交通事故的发生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种汽车车窗升降装置，包括方向盘、升降开关、电机、车窗控制系统及时钟弹簧，所述的升降开关安装在方向盘上，升降开关通过时钟弹簧与车窗控制系统相连接，所述的车窗控制系统与电机相连接，电机用于给车窗提供升降动力。

本发明所述的装置在方向盘上设置车窗玻璃升降开关，有力的保障了操作的便利性，极大的增加了行车安全。

具体实施方式

本发明提供一种汽车车窗升降装置，包括方向盘、升降开关、电机、车窗控制系统及时钟弹簧，所述的升降开关安装在方向盘上，升降开关通过时钟弹簧与车窗控制系统相连接，所述的车窗控制系统与电机相连接，电机用于给车窗提供升降动力。

因此，本发明还提供一种智慧城市智能交通引导系统，所述系统设置在车辆中并且包括：车载智能交通云服务器和车载终端，所述车载终端包括汽车标志模块、卫星定位接收机、处理器、显示器和移动通讯模块，所述汽车标志模块、卫星定位接收机、显示器和移动通讯模块分别与处理器电连接，所述智能交通云服务器的控制端口与设置在路口的交通信号灯的控制端口通讯连接，以接收来自所述交通信号灯的信号；所述智能交通云服务器的数据端口与设置在道路上的汽车识别器通讯连接，以接收来自所述汽车识别器的信号；所述智能交通云服务器的数据端口与车载终端的移动通讯模块连接，以将接收到的信号传输到车载终端进行处理；

所述车辆包括一种汽车车窗升降装置，所述汽车车窗升降装置包括方向盘、升降开关、电机、车窗控制系统及时钟弹簧，所述的升降开关安装在方向盘上，升降开关通过时钟弹簧与车窗控制系统相连接，所述的车窗控制系统与电机相连接，电机用于给车窗提供升降动力；

所述车辆还包括一种基于车距测量的紧急躲闪系统，所述基于车距测量的紧急躲闪系统包括行驶方向控制设备、紧急躲闪设备和车距监测设备，车距监测设备用于确定最近车辆目标距离出租车的实时距离以作为目标距离输出，紧急躲闪设备分别与行驶方向控制设备和车距监测设备连接，用于基于接收到的目标距离确定对行驶方向控制设备的控制策略。

在第一方面，行驶方向控制设备设置在出租车的仪表盘内，与出租车的方向盘控制设备连接，用于对出租车的行驶方向进行实时控制。

在第二方面，紧急躲闪设备设置在出租车的仪表盘内，用于在目标距离小于等于预设车距时，控制行驶方向控制设备以实现对出租车的行驶方向的实时控制，保证出租车向远离最近车辆目标的方向进行躲闪。

在第三方面，车距监测设备设置在出租车的仪表盘内。

在第四方面，所述基于车距测量的紧急躲闪系统还包括：

行驶方向控制设备，设置在出租车的仪表盘内，与出租车的方向盘控制设备连接，用于对出租车的行驶方向进行实时控制；

紧急躲闪设备，设置在出租车的仪表盘内，分别与行驶方向控制设备和车距监测设备连接，用于在目标距离小于等于预设车距时，控制行驶方向控制设备以实现对出租车的行驶方向的实时控制，保证出租车向远离最近车辆目标的方向进行躲闪；

车距监测设备，设置在出租车的仪表盘内，与场景融合设备连接，用于接收融合图像帧，在融合图像帧中，基于最近车辆目标的运动位置以及虚拟场景中出租车所在位置确定最近车辆目标距离出租车的实时距离以作为目标距离输出；

模式控制设备，设置在出租车的仪表盘内，与紧急躲闪设备连接，用于在出租车驾驶员的操作下确定是否使能紧急躲闪设备；

多个出租车摄像头，分别设置在出租车车身的不同位置，每一个出租车摄像头包括摄像镜头、图像传感设备、畸变类型检测设备、畸变处理设备、参考点选择设备、畸变坐标映射设备、畸变灰度映射设备、噪声检测设备、噪声滤除设备、图像减影设备、阈值选择设备、二值化处理设备、图像闭合设备、图像开启设备、目标识别设备和目标坐标提取设备；

摄像机定标设备，与每一个出租车摄像头连接，用于获取每一个出租车摄像头的内参数和每一个出租车摄像头的外参数，每一个出租车摄像头的内参数包括出租车摄像头的焦距、图像传感设备尺寸、摄像镜头失真度，每一个出租车摄像头的外参数包括出租车摄像头位于出租车车身的位置以及出租车摄像头的拍摄方向；

坐标映射设备，与摄像机定标设备连接，用于接收每一个出租车摄像头的内参数和每一个出租车摄像头的外参数，并基于每一个出租车摄像头的内参数和每一个出租车摄像头的外参数确定每一个出租车摄像头的图像空间中像素点坐标与三维世界坐标之间的映射关系；

三维坐标拟合设备，用于分别与多个出租车摄像头的目标坐标提取设备连接，用于接收多个平面坐标参数，还与摄像机定标设备连接，用于接收多个出租车摄像头的图像空间中像素点坐标分别与三维世界坐标之间的映射关系，三维坐标拟合设备基于上述多个平面坐标参数以及上述多个出租车摄像头对应的映射关系拟合出最近车辆目标在三维世界坐标系中的三维坐标并作为三维目标坐标输出；

环境重建设备，与每一个出租车摄像头连接，用于分别接收来自多个出租车摄像头的多个几何校准图像，并基于多个几何校准图像对出租车车身周围进行环境重建，以获得并输出出租车车身周围的虚拟场景；

场景融合设备，分别与环境重建设备和三维坐标拟合设备连接，用于基于三维目标坐标将最近车辆目标的运动位置融合到虚拟场景中以获得并输出融合图像帧；

图像记录设备，与场景融合设备连接以接收并回放融合图像帧，图像记录设备包括液晶显示器、显示驱动器和显示缓存；

车载导航设备，用于根据驾驶员输入的目的地址根据出租车当前位置自动提供行驶路线，并在出租车到达行驶路线中每一个路口之前提供路口行驶方向；

车道信息采集设备，设置在出租车的底盘下方，用于对出租车当前所在车道的行驶方向标志进行图像数据采集以获得方向标志图像；

车道方向识别设备，设备在出租车的仪表盘内，与车道信息采集设备连接，用于接收方向标志图像，对方向标志图像中的方向标志进行目标识别以确定当前车道方向。

其中，显示驱动器分别与车道方向识别设备和车载导航设备连接，用于将路口行驶方向与当前车道方向进行比较，比较结果一致时，输出行驶方向正确信号，比较结果不一致时，输出行驶方向错误信号，并在输出行驶方向错误信号的同时，向显示缓存推送与行驶方向错误信号对应的文字警示信息以方便液晶显示器进行相应显示。

在第五方面，在每一个出租车摄像头中，图像传感设备用于对出租车车身周围进行高清数据采集以输出高清图像；畸变类型检测设备与图像传感设备连接，用于接收高清图像，确定高清图像的外形尺寸，基于高清图像的外形尺寸与基准参考图像的外形尺寸确定高清图像的畸变类型，畸变类型包括扭曲畸变、径向失真畸变、仿射变换畸变、类仿射变换畸变和投影变换畸变，基准参考图像为对出租车摄像头负责区域进行预先高清数据采集所输出的无畸变的高清图像；畸变处理设备与畸变类型检测设备连接，当接收到的畸变类型为扭曲畸变、径向失真畸变、仿射变换畸变或类仿射变换畸变时，基于不同的畸变类型对高清图像进行不同的预定几何变换处理，以输出几何校准图像；参考点选择设备与畸变类型检测设备连接，用于在接收到的畸变类型为投影变换畸变时，选择出租车车身周围中的8个位置作为校准参考点；畸变坐标映射设备分别与参考点选择设备和畸变类型检测设备连接，用于确定高清图像中8个位置的坐标，确定基准参考图像中8个位置的坐标，基于高清图像中8个位置的坐标以及基准参考图像中8个位置的坐标确定几何坐标变换矩阵，并基于几何坐标变换矩阵对高清图像的所有像素点进行几何坐标变换以获得对应的多个新像素点，高清图像的所有像素点的水平坐标和垂直坐标都为整数，而新像素点的水平坐标或垂直坐标不一定为整数；畸变灰度映射设备与畸变坐标映射设备连接，用于接收多个新像素点，当新像素点的水平坐标和垂直坐标都为整数时，新像素点的灰度值为高清图像中相同坐标位置的像素点的灰度值，当新像素点的水平坐标或垂直坐标为非整数时，基于高清图像中相同坐标位置周围的多个像素点的灰度值计算新像素点的灰度值，基于多个新像素点的灰度值输出几何校准图像；噪声检测设备分别与畸变处理设备和畸变灰度映射设备连接，用于接收几何校准图像，并基于几何校准图像检测并输出几何校准图像中的噪声类型；噪声滤除设备包括自适应递归滤波单元、维纳滤波单元和边缘保持滤波单元，维纳滤波单元用于在接收到的噪声类型为最大幅度值超过预设幅度值的大幅度值高斯噪声时，对几何校准图像进行维纳滤波处理，以获得并输出滤波图像，自适应递归滤波单元用于在接收到的噪声类型为最大幅度值小于等于预设幅度值的小幅度值高斯噪声时，对几何校准图像进行自适应递归滤波处理，以获得并输出滤波图像，边缘保持滤波单元用于在接收到的噪声类型为椒盐噪声或脉冲噪声时，对几何校准图像中每一个像素点作为待处理像素点进行如下处理：选择待处理像素点周围的M个附近像素点做均值计算以获得第一平均像素值，在M个附近像素点中，选择像素值距离平均像素值最近的N个附近像素点作为运算像素点，对N个运算像素点做均值计算以获得第二平均像素值，将第二平均像素值作为待处理像素点的处理后的像素值，M和N均为自然数且N小于M；边缘保持滤波单元基于所有待处理像素点的处理后的像素值组成并输出滤波图像。

在第六方面，在每一个出租车摄像头中，图像减影设备与噪声滤除设备连接以获得时间上连续的各个滤波图像，对于每一个滤波图像，将其与前一帧滤波图像按照相同坐标位置对应的像素点灰度值做差，对各个对应的像素点灰度值做差所获得的差值取绝对值后组成并输出减影图像；阈值选择设备与图像减影设备连接，接收减影图像并计算减影图像的复杂度，基于复杂度选择二值化阈值；二值化处理设备分别与阈值选择设备和图像减影设备连接，用于基于二值化阈值对减影图像进行二值化处理以获得二值化图像；图像闭合设备与二值化处理设备连接，用于对二值化图像进行图像闭合处理，即对二值化图像先执行图像膨胀处理后执行图像腐蚀处理，以获得闭合图像；图像开启设备与图像闭合设备连接，用于对闭合图像进行图像开启处理，即对闭合图像先执行图像腐蚀处理后执行图像膨胀处理，以获得开启图像；目标识别设备与图像开启设备连接，用于基于预设基准车辆图案在开启图像中识别出最近车辆目标；目标坐标提取设备与目标识别设备连接，用于基于识别出的最近车辆目标在整个开启图像中的相对位置，确定最近车辆目标的平面坐标参数。

在第七方面，紧急躲闪设备控制行驶方向控制设备以实现对出租车的行驶方向的实时控制，保证出租车向远离最近车辆目标的方向进行躲闪具体包括：目标距离越小，躲闪幅度越大；

其中，显示驱动器还与紧急躲闪设备连接，用于在紧急躲闪设备控制行驶方向控制设备以实现对出租车的行驶方向的实时控制，保证出租车向远离最近车辆目标的方向进行躲闪时，将目标距离推送到显示缓存内以便于液晶显示器进行相应显示。

在第八方面，所述基于车距测量的紧急躲闪系统还包括：存储设备，用于存储基准参考图像和预设基准车辆图案。

在第九方面，上述存储设备为TF存储卡。

在第十方面，TF存储卡被设置在出租车的仪表盘内，分别与目标识别设备以及每一个出租车摄像头连接。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种智慧城市智能交通引导系统，所述系统设置在车辆中并且包括：车载智能交通云服务器和车载终端，所述车载终端包括汽车标志模块、卫星定位接收机、处理器、显示器和移动通讯模块，所述汽车标志模块、卫星定位接收机、显示器和移动通讯模块分别与处理器电连接，所述智能交通云服务器的控制端口与设置在路口的交通信号灯的控制端口通讯连接，以接收来自所述交通信号灯的信号；所述智能交通云服务器的数据端口与设置在道路上的汽车识别器通讯连接，以接收来自所述汽车识别器的信号；所述智能交通云服务器的数据端口与车载终端的移动通讯模块连接，以将接收到的信号传输到车载终端进行处理；

所述车辆包括一种汽车车窗升降装置，所述汽车车窗升降装置包括方向盘、升降开关、电机、车窗控制系统及时钟弹簧，所述的升降开关安装在方向盘上，升降开关通过时钟弹簧与车窗控制系统相连接，所述的车窗控制系统与电机相连接，电机用于给车窗提供升降动力；

车辆还包括基于车距测量的紧急躲闪系统，所述基于车距测量的紧急躲闪系统包括行驶方向控制设备、紧急躲闪设备和车距监测设备，车距监测设备用于确定最近车辆目标距离车辆的实时距离以作为目标距离输出，紧急躲闪设备分别与行驶方向控制设备和车距监测设备连接，用于基于接收到的目标距离确定对行驶方向控制设备的控制策略；

行驶方向控制设备设置在车辆的仪表盘内，与车辆的方向盘控制设备连接，用于对车辆的行驶方向进行实时控制；

紧急躲闪设备设置在车辆的仪表盘内，用于在目标距离小于等于预设车距时，控制行驶方向控制设备以实现对车辆的行驶方向的实时控制，保证车辆向远离最近车辆目标的方向进行躲闪；

车距监测设备设置在车辆的仪表盘内；

其特征在于，

所述基于车距测量的紧急躲闪系统还包括：

行驶方向控制设备，设置在车辆的仪表盘内，与车辆的方向盘控制设备连接，用于对车辆的行驶方向进行实时控制；

紧急躲闪设备，设置在车辆的仪表盘内，分别与行驶方向控制设备和车距监测设备连接，用于在目标距离小于等于预设车距时，控制行驶方向控制设备以实现对车辆的行驶方向的实时控制，保证车辆向远离最近车辆目标的方向进行躲闪；

车距监测设备，设置在车辆的仪表盘内，与场景融合设备连接，用于接收融合图像帧，在融合图像帧中，基于最近车辆目标的运动位置以及虚拟场景中车辆所在位置确定最近车辆目标距离车辆的实时距离以作为目标距离输出；

模式控制设备，设置在车辆的仪表盘内，与紧急躲闪设备连接，用于在车辆驾驶员的操作下确定是否使能紧急躲闪设备；

多个车辆摄像头，分别设置在车辆车身的不同位置，每一个车辆摄像头包括摄像镜头、图像传感设备、畸变类型检测设备、畸变处理设备、参考点选择设备、畸变坐标映射设备、畸变灰度映射设备、噪声检测设备、噪声滤除设备、图像减影设备、阈值选择设备、二值化处理设备、图像闭合设备、图像开启设备、目标识别设备和目标坐标提取设备；

摄像机定标设备，与每一个车辆摄像头连接，用于获取每一个车辆摄像头的内参数和每一个车辆摄像头的外参数，每一个车辆摄像头的内参数包括车辆摄像头的焦距、图像传感设备尺寸、摄像镜头失真度，每一个车辆摄像头的外参数包括车辆摄像头位于车辆车身的位置以及车辆摄像头的拍摄方向；

坐标映射设备，与摄像机定标设备连接，用于接收每一个车辆摄像头的内参数和每一个车辆摄像头的外参数，并基于每一个车辆摄像头的内参数和每一个车辆摄像头的外参数确定每一个车辆摄像头的图像空间中像素点坐标与三维世界坐标之间的映射关系；

三维坐标拟合设备，用于分别与多个车辆摄像头的目标坐标提取设备连接，用于接收多个平面坐标参数，还与摄像机定标设备连接，用于接收多个车辆摄像头的图像空间中像素点坐标分别与三维世界坐标之间的映射关系，三维坐标拟合设备基于上述多个平面坐标参数以及上述多个车辆摄像头对应的映射关系拟合出最近车辆目标在三维世界坐标系中的三维坐标并作为三维目标坐标输出；

环境重建设备，与每一个车辆摄像头连接，用于分别接收来自多个车辆摄像头的多个几何校准图像，并基于多个几何校准图像对车辆车身周围进行环境重建，以获得并输出车辆车身周围的虚拟场景；

场景融合设备，分别与环境重建设备和三维坐标拟合设备连接，用于基于三维目标坐标将最近车辆目标的运动位置融合到虚拟场景中以获得并输出融合图像帧；

图像记录设备，与场景融合设备连接以接收并回放融合图像帧，图像记录设备包括液晶显示器、显示驱动器和显示缓存；

车载导航设备，用于根据驾驶员输入的目的地址根据车辆当前位置自动提供行驶路线，并在车辆到达行驶路线中每一个路口之前提供路口行驶方向；

车道信息采集设备，设置在车辆的底盘下方，用于对车辆当前所在车道的行驶方向标志进行图像数据采集以获得方向标志图像；

车道方向识别设备，设备在车辆的仪表盘内，与车道信息采集设备连接，用于接收方向标志图像，对方向标志图像中的方向标志进行目标识别以确定当前车道方向；

其中，显示驱动器分别与车道方向识别设备和车载导航设备连接，用于将路口行驶方向与当前车道方向进行比较，比较结果一致时，输出行驶方向正确信号，比较结果不一致时，输出行驶方向错误信号，并在输出行驶方向错误信号的同时，向显示缓存推送与行驶方向错误信号对应的文字警示信息以方便液晶显示器进行相应显示。