CN107231572B - 包括基于云架构的安全计算机系统的车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种包括基于云架构的安全计算机系统的车辆，包括红外线发射器、语音识别系统、数据处理CPU，所述数据处理CPU分别与4个红外线发射器连接；所述语音识别系统与所述数据处CPU连接。所述车辆还包括基于云架构的安全计算机系统。
Description
本发明是申请号为201710029496.9、申请日为2017年1月16日、发明名称为“远程红外式频道切换器”的专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及视频领域，尤其涉及一种包括基于云架构的安全计算机系统的车辆。
背景技术
对于车载多媒体，用户在使用时，经常需要切换频道以选取自己喜爱的节目，现有的转换频道的设备主要是遥控器上的数字键和按键，需要转换频道时，操控遥控器或按按键达到转换频道的目的，用户使用不方便。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种远程红外式频道切换器，包括红外线发射器、语音识别系统、数据处理CPU，所述数据处理CPU分别与4个红外线发射器连接；所述语音识别系统与所述数据处CPU连接。
本发明所述的远程红外式频道切换器便于操作控制，使用方便。
具体实施方式
本发明提供一种远程红外式频道切换器，包括红外线发射器、语音识别系统、数据处理CPU，所述数据处理CPU分别与4个红外线发射器连接；所述语音识别系统与所述数据处CPU连接。
本发明人在实际应用中发现，对于本发明人正在研究的车载基于云架构的安全计算机系统，如果引入远程红外式频道切换器，也可以大大提高便捷性。同时，由于车辆中安装有计算机系统，如果发生碰撞、甚至引起严重车祸，将容易引起火灾。因此车辆的安全性也应该引起重视。本发明人考虑在车辆中安装一种基于目标识别的防碰撞系统，通过引入了方便驾驶的电子辅助功能，完善了机动车的应用功能，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。
因此，本发明还提供一种设置在车辆中的基于云架构的安全计算机系统，包括：终端云模块、云端认证中心模块、信息输入模块，其特征在于：所述的云端认证中心模块内设置有云端无线接收发送模块，所述的信息输入模块内设置有终端无线接收发送模块，所述的终端无线接收发送模块与云端无线接收发送模块相互匹配，所述的终端云模块通过无线网络与终端云模块连接，所述的云端认证中心模块由储存模块、信息核对模块组成，所述的储存模块、信息核对模块相互连接，所述的信息输入模块由认证输入模块、操作模块组成；
所述车辆包括：红外线发射器、语音识别系统、数据处理CPU，所述数据处理CPU分别与4个红外线发射器连接；所述语音识别系统与所述数据处CPU连接；
所述车辆还包括基于目标识别的防碰撞系统，所述防碰撞系统包括图像采集设备、目标识别设备、目标定位设备、橡胶块弹出设备和橡胶块，图像采集设备、目标识别设备和目标定位设备用于依次对车辆的邻近机动车目标进行图像数据采集、目标识别和目标定位，以确定邻近机动车目标距离车辆的实时距离以作为目标距离输出，橡胶块弹出设备分别与橡胶块和目标定位设备连接，用于基于接收到的目标距离确定橡胶块的弹出模式。
在第一方面，所述的认证输入模块由监控模块、定位模块、进口模块连接组成。
在第二方面，所述的操作模块由权限控制模块、上传下载模块、设置变更模块连接组成。
在第三方面，在所述基于目标识别的防碰撞系统中：图像采集设备被设置在车辆的车身，目标识别设备和目标定位设备被设置在车辆的仪表盘内。
在第四方面，在所述基于目标识别的防碰撞系统中：图像采集设备还包括图像预处理单元和图像采集单元，图像采集单元用于对车辆的邻近机动车目标进行图像数据采集，图像预处理单元与图像采集单元连接，用于对图像采集单元的输出进行图像预处理操作。
在第五方面，在所述基于目标识别的防碰撞系统中，还包括：橡胶块，设置在车辆的车身周围，在默认状态下为内嵌入车辆的车身内；弹出设备，设置在车辆的车身周围，与橡胶块连接，用于在橡胶块控制设备的控制下，弹出橡胶块以对车辆车身进行保护；橡胶块控制设备，设置在车辆的仪表盘内，分别与弹出设备和目标距离测量设备连接，用于接收目标距离，并在目标距离小于等于预设车距时，控制弹出设备弹出橡胶块；目标距离测量设备，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，基于邻近机动车目标的运动位置以及虚拟场景中车辆所在位置确定邻近机动车目标距离车辆的实时距离以作为目标距离输出；备用电源，分别与熄火状态检测设备、振动传感设备和无线通信设备连接，用于为熄火状态检测设备、振动传感设备和无线通信设备提供电力供应；熄火状态检测设备，用于检测车辆当前是否处于熄火状态，并在检测到处于熄火状态时，发出非驾驶状态信号，在检测到未处于熄火状态时，发出驾驶状态信号；振动传感设备，设置在车辆车身内侧，与熄火状态检测设备连接，用于在接收到非驾驶状态信号时，启动对车身的振动幅值的检测，并在检测到车身的振动幅值大于预设幅度阈值时，发出车辆警报信号，在检测到车身的振动幅值小于等于预设幅度阈值且大于预设幅度阈值的一半时，发出车辆预警信号，在检测到车身的振动幅值小于等于预设幅度阈值的一半时，发出车辆正常信号；振动传感设备还用于在接收到驾驶状态信号时，停止对车身的振动幅值的检测；GPRS通讯设备，设置在车辆车身内侧，与振动传感设备连接，用于在接收并无线转发车辆警报信号或车辆预警信号到车辆驾驶员的手持通讯终端上；多个高清摄像机，分别设置在车辆车身的不同位置，每一个高清摄像机包括亮度补偿设备、CMOS传感设备、直方图均衡设备、边缘增强设备、小波滤波设备、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、目标识别设备和目标坐标提取设备；摄像机定标设备，与每一个高清摄像机连接，用于获取每一个高清摄像机的内参数和每一个高清摄像机的外参数，每一个高清摄像机的内参数包括高清摄像机的焦距、CMOS传感设备尺寸、摄像镜头失真度，每一个高清摄像机的外参数包括高清摄像机在车辆车身的位置以及高清摄像机的拍摄方向；坐标映射设备，与摄像机定标设备连接，用于接收每一个高清摄像机的内参数和每一个高清摄像机的外参数，并基于每一个高清摄像机的内参数和每一个高清摄像机的外参数确定每一个高清摄像机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，用于分别与多个高清摄像机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，用于接收多个高清摄像机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高清摄像机对应的映射关系拟合出邻近机动车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，与每一个高清摄像机连接，用于接收分别来自多个高清摄像机的多个几何校准图像，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邻近机动车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；视频播放设备，与场景融合设备连接以接收并回放融合图像帧，视频播放设备包括液晶显示器、显示驱动器和显示缓存；其中，在每一个高清摄像机中，亮度补偿设备与CMOS传感设备连接，用于接收CMOS传感设备采集的高清图像，基于高清图像中各个像素的灰度值确定高清图像的平均亮度，并将高清图像的平均亮度与预设亮度进行比较，当高清图像的平均亮度大于等于预设亮度时，对高清图像进行亮度降低调整以获得亮度调整图像，当高清图像的平均亮度小于预设亮度，对高清图像进行亮度提升调整以获得亮度调整图像；CMOS传感设备用于对车辆车身周围进行高清数据采集以输出高清图像；直方图均衡设备与亮度补偿设备连接，用于接收亮度调整图像，并对亮度调整图像进行直方图均衡处理以获得均衡图像；边缘增强设备与直方图均衡设备连接，用于接收均衡图像，并对均衡图像进行边缘增强处理以获得增强图像；小波滤波设备与边缘增强设备连接，用于接收增强图像，并对增强图像进行小波滤波处理以获得滤波图像；其中，在每一个高清摄像机中，畸变类型检测设备与小波滤波设备连接，用于接收滤波图像，确定滤波图像的外形尺寸，基于滤波图像的外形尺寸与基准参考图像的外形尺寸确定滤波图像的畸变类型，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，基准参考图像为对高清摄像机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滤波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，选择车辆车身周围的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，用于确定滤波图像中8个位置的坐标，确定基准参考图像中8个位置的坐标，基于滤波图像中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滤波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，滤波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滤波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，基于滤波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；其中，在每一个高清摄像机中，目标识别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，并基于预设基准机动车图案在几何校准图像中识别出邻近机动车目标；目标坐标提取设备与目标识别设备连接，用于基于识别出的邻近机动车目标在整个几何校准图像中的相对位置，确定邻近机动车目标的平面坐标参数；其中，熄火状态检测设备被设置在车辆后端的排气管附近，包括尾气浓度传感器，用于检测排气管附近的浓度是否大于预设浓度阈值，在检测到大于预设浓度阈值时，确定车辆当前未处于熄火状态，在检测到小于等于预设浓度阈值时，确定车辆当前处于熄火状态；其中，预设幅度阈值和预设浓度阈值都由驾驶员通过按键设备输入到静态存储设备中，静态存储设备分别与尾气浓度传感器和振动传感设备连接；其中，显示驱动器还与橡胶块控制设备连接，用于在橡胶块控制设备控制弹出设备弹出橡胶块时，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。
另外，CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，他本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N(带-电)和P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器。
对于独立于电网的便携式应用而言，以低功耗特性而著称的CMOS技术具有一个明显的优势：CMOS图像传感器是针对5V和3.3V电源电压而设计的。而CCD芯片则需要大约12V的电源电压，因此不得不采用一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和系统功能集成到CMOS传感器中将带来另一个好处：他去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在芯片内部进行通信所消耗的能量要比通过PCB或衬底的外部实现方式低得多。
CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor CMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。
被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor，简称PPS)，又叫无源式像素传感器，他由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，他可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线(Column bus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(Charge integrating amplifier)保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。
主动式像素传感器(Active Pixel Sensor，简称APS)，又叫有源式像素传感器。几乎在CMOS PPS像素结构发明的同时，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40％～50％的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是，如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOS APS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以CMOS APS的功耗比CCD图像传感器的还小。
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做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 (1)
1.一种包括基于云架构的安全计算机系统的车辆，包括红外线发射器、语音识别系统、数据处理CPU，所述数据处理CPU分别与4个红外线发射器连接；所述语音识别系统与所述数据处CPU连接，所述车辆还包括基于云架构的安全计算机系统；
在所述车辆中，所述安全计算机系统内，还包括：信息输入模块，内设置有终端无线接收发送模块；
所述车辆还包括防碰撞系统，所述防碰撞系统包括：多个高清摄像机，分别设置在车辆车身的不同位置，用于对车辆车身周围进行高清数据采集；
在所述车辆中，所述防碰撞系统内，每一个高清摄像机包括CMOS传感设备、亮度补偿设备、直方图均衡设备、边缘增强设备和小波滤波设备；
其中，在每一个高清摄像机中：
CMOS传感设备用于对车辆车身周围进行高清数据采集以输出高清图像；
亮度补偿设备与CMOS传感设备连接，用于接收CMOS传感设备采集的高清图像，基于高清图像中各个像素的灰度值确定高清图像的平均亮度，并将高清图像的平均亮度与预设亮度进行比较，当高清图像的平均亮度大于等于预设亮度时，对高清图像进行亮度降低调整以获得亮度调整图像，当高清图像的平均亮度小于预设亮度，对高清图像进行亮度提升调整以获得亮度调整图像；
直方图均衡设备与亮度补偿设备连接，用于接收亮度调整图像，并对亮度调整图像进行直方图均衡处理以获得均衡图像；
边缘增强设备与直方图均衡设备连接，用于接收均衡图像，并对均衡图像进行边缘增强处理以获得增强图像；
小波滤波设备与边缘增强设备连接，用于接收增强图像，并对增强图像进行小波滤波处理以获得滤波图像；
其特征在于：
在所述车辆中，所述防碰撞系统内，每一个高清摄像机还包括畸变类型检测设备、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、目标识别设备和目标坐标提取设备；
其中，在每一个高清摄像机中：
畸变类型检测设备与小波滤波设备连接，用于接收滤波图像，确定滤波图像的外形尺寸，基于滤波图像的外形尺寸与基准参考图像的外形尺寸确定滤波图像的畸变类型，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，基准参考图像为对高清摄像机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滤波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，选择车辆车身周围的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，用于确定滤波图像中8个位置的坐标，确定基准参考图像中8个位置的坐标，基于滤波图像中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滤波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，滤波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滤波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，基于滤波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；
其中，在每一个高清摄像机中：
目标识别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，并基于预设基准机动车图案在几何校准图像中识别出邻近机动车目标；
目标坐标提取设备与目标识别设备连接，用于基于识别出的邻近机动车目标在整个几何校准图像中的相对位置，确定邻近机动车目标的平面坐标参数；
在所述车辆中，所述防碰撞系统还包括；
橡胶块，设置在车辆的车身周围，在默认状态下为内嵌入车辆的车身内；
弹出设备，设置在车辆的车身周围，与橡胶块连接，用于在橡胶块控制设备的控制下，弹出橡胶块以对车辆车身进行保护；
橡胶块控制设备，设置在车辆的仪表盘内，分别与弹出设备和目标距离测量设备连接，用于接收目标距离，并在目标距离小于等于预设车距时，控制弹出设备弹出橡胶块；
目标距离测量设备，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，基于邻近机动车目标的运动位置以及虚拟场景中车辆所在位置确定邻近机动车目标距离车辆的实时距离以作为目标距离输出；
摄像机定标设备，与每一个高清摄像机连接，用于获取每一个高清摄像机的内参数和每一个高清摄像机的外参数，每一个高清摄像机的内参数包括高清摄像机的焦距、CMOS传感设备尺寸、摄像镜头失真度，每一个高清摄像机的外参数包括高清摄像机在车辆车身的位置以及高清摄像机的拍摄方向；
坐标映射设备，与摄像机定标设备连接，用于接收每一个高清摄像机的内参数和每一个高清摄像机的外参数，并基于每一个高清摄像机的内参数和每一个高清摄像机的外参数确定每一个高清摄像机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，用于分别与多个高清摄像机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，用于接收多个高清摄像机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高清摄像机对应的映射关系拟合出邻近机动车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，与每一个高清摄像机连接，用于接收分别来自多个高清摄像机的多个几何校准图像，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邻近机动车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；
所述车辆还包括视频播放设备，所述视频播放设备与场景融合设备连接以接收并回放融合图像帧，视频播放设备包括液晶显示器、显示驱动器和显示缓存；
其中，显示驱动器还与橡胶块控制设备连接，用于在橡胶块控制设备控制弹出设备弹出橡胶块时，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；
所述车辆还包括备用电源，所述备用电源分别与熄火状态检测设备、振动传感设备和无线通信设备连接，用于为熄火状态检测设备、振动传感设备和无线通信设备提供电力供应；
其中，所述CMOS传感设备为被动式像素传感器，又叫无源式像素传感器，它由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成；光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，它可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联，当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线连通；位于列线末端的电荷积分放大器读出电路保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。
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