CN108391036A - 一种可检测感知功能降级的车载摄像装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种可检测感知功能降级的车载摄像装置及其检测方法，装置包括镜头（1）、感光芯片（2）、PCB电路板（3）、功能降级检测芯片（4）和CAN芯片（5）；检测方法包括步骤一，感光芯片（2）将通过镜头（1）进来的光信号转换成电信号，并在PCB电路板（3）上转换成视频信号；步骤二，功能降级检测芯片（4）采用图像处理技术对视频信号进行功能降级检测处理，CAN芯片（5）将功能降级检测芯片检测（4）结果发出。达到在摄像头内部较完整检测感知功能降级的目的，克服现有技术存在的功能过于单一、占用图像处理器计算资源的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载摄像装置，更具体的说涉及一种可检测感知功能降级的车载摄像装置及其检测方法，属于车辆传感智能感知技术领域。
背景技术
目前，随着汽车的安全性能越来越受关注，汽车主动安全系统已然成为大众瞩目的焦点，如车道偏离预警系统、前方碰撞警示系统、自适应巡航系统、车道保持系统等。随着市场对这些系统性能要求的不断提升，使用多传感器融合感知代替单传感器感知已然成为业界共识;而摄像头的视觉识别系统因其具有信息丰富、成本低的特点，成为这些系统必不可少的传感器组成部分。
现有汽车主动安全系统通过安装在前挡风玻璃上的摄像头获取道路视频信号，后端图像处理器使用图像处理技术对该视频信号进行处理，从中提取出车道线、障碍物、路面等目标信息。但是，受摄像头成像原理和物理界限所限，在一些能见度不理想的场景中摄像头成像质量会下降甚至失效，如：遮挡、浓雾、大雨、低光照、眩晕光等；在这些摄像头感知功能降级的场景中，图像处理器从视频中提取目标的准确率会大幅下降。为了提高视觉识别的可靠性，需要对这些场景状态进行监测，并输出给图像处理器或驾驶员，便于做出相应的应对措施。
但是，目前现有的摄像头内部无功能降级检测模块，后端图像处理器亦无该模块或者只有简单的遮挡判断模块；功能太单一，不能满足可靠性设计要求；同时对于固定的图像处理器，这些功能的实现会占用图像处理器计算资源，不利于识别功能的扩展。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的摄像头装置功能过于单一、或者占用图像处理器计算资源等问题，提供一种可检测感知功能降级的车载摄像装置及其检测方法。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种可检测感知功能降级的车载摄像装置，包括镜头、感光芯片和PCB电路板，还包括有功能降级检测芯片和CAN芯片，所述的感光芯片与PCB电路板信号连接，所述的功能降级检测芯片与PCB电路板信号连接，所述的功能降级检测芯片和CAN芯片之间信号连接。
所述的感光芯片、功能降级检测芯片和CAN芯片均焊接固定在PCB电路板上。
所述的功能降级检测芯片包括遮挡模块、低光照检测模块、雾天检测模块、雨天检测模块和眩晕光检测模块。
所述的遮挡模块包括灰度直方图统计模块和视频流比较模块，所述的低光照检测模块包括顶部区域灰度特征统计模块、底部区域灰度特征统计模块和路旁区域灰度特征统计模块，所述的雾天检测模块包括灰度特征统计模块和梯度特征统计模块，所述的雨天检测模块包括全图灰度直方图统计模块、路旁区域灰度特征统计模块和中部区域梯度统计模块，所述的眩晕光检测模块包括二值化模块和连通区域检测模块。
一种可检测感知功能降级的车载摄像装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，感光芯片将通过镜头进来的光信号转换成电信号，并在PCB电路板上转换成视频信号；步骤二，功能降级检测芯片采用图像处理技术对视频信号进行功能降级检测处理，CAN芯片将功能降级检测芯片检测结果发出。
所述步骤二中功能降级检测芯片用图像处理技术对视频信号进行功能降级检测处理具体下面的步骤：步骤21，遮挡模块对视频信号进行特征分析，判断镜头是否被遮挡，若被遮挡将检测结果通过CAN芯片发出，结束检测，若未被遮挡则进行下面的步骤；步骤22，低光照检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否低照度，若低照度将检测结果通过CAN芯片发出，结束检测，若非为低照度则进行下面的步骤；步骤23，雾天检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否有雾、薄雾或者浓雾，若有雾将薄雾或浓雾的检测结果通过CAN芯片发出，结束检测，若无雾则进行下面的步骤；步骤24，雨天检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否雨天，若是雨天将检测结果通过CAN芯片发出，结束检测，若无雨则进行下面的步骤；步骤25，眩晕光检测模块对视频信号进行特征分析，并将结果通过CAN芯片发出，结束检测。
所述步骤21中判断镜头是否被遮挡具体包括下面的步骤：灰度直方图统计模块对当前帧的灰度直方图进行统计，视频流比较模块将灰度直方图统计结果与前50帧的检测结果进行比较，灰度均值差异和直方图峰值差异均分别小于阈值则判断镜头被遮挡。
所述步骤22中判断行车环境是否低照度具体包括下面的步骤：顶部区域灰度特征统计模块统计顶部灰度均值和均方差值，底部区域灰度特征统计模块统计底部灰度均值和均方差值，路旁区域灰度特征统计模块统计图像两侧灰度均值和均方差值，当这三个模块的均值和均方差值均小于一定阈值时，判断当前行车环境处于低光照。
所述步骤23中判断行车环境是否有雾具体包括下面的步骤：灰度特征统计模块统计整图的灰度均值、均方差值、灰度直方图，梯度特征统计模块统计整图的梯度均值，当整图的灰度均方差小于阈值且灰度直方图分布比较均匀，并且梯度均值小于阈值时，判断当前行车环境为雾天。
所述步骤25中眩晕光检测方法具体包括下面的步骤：二值化模块对图像进行二值化处理将眩晕光和其它灰度值较高的特征从背景中突显出来，连通区域检测模块从二值化图中识别出灰度值较高的特征的面积和形状，当面积大于阈值且形状近似圆形时判断当前行车环境中存在眩晕光。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明中功能降级检测芯片与PCB电路板信号连接，功能降级检测芯片和CAN芯片之间信号连接；通过功能降级检测芯片对摄像头感光芯片的输出视频进行处理，分别检测摄像头是否被遮挡、环境是否低光照、环境是否存在浓雾或大雨、环境是否存在眩晕光，CAN芯片将检测结果通过报文的方式发送给后端图像处理器，从而达到在摄像头内部较完整检测感知功能降级的目的，克服现有技术存在的功能过于单一、占用图像处理器计算资源的问题。
附图说明
图1是本发明中车载摄像装置结构框图。
图2是本发明中检测方法流程图。
图3是本发明中遮挡检测方法图。
图4是本发明中低光照检测方法图。
图5是本发明中雾天检测方法图。
图6是本发明中雨天检测方法图。
图7是本发明中眩晕光检测方法图。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
具体实施例一：
参见图1，一种可检测感知功能降级的车载摄像装置，其为一种感知功能降级检测功能较完整、能在摄像头内部实现的车载摄像装置，包括镜头1、感光芯片2和PCB电路板3、功能降级检测芯片4和CAN芯片5；所述的感光芯片2、功能降级检测芯片4和CAN芯片5均焊接固定在PCB电路板3上。所述的感光芯片2与PCB电路板3信号连接，所述的功能降级检测芯片4与PCB电路板3信号连接，所述的功能降级检测芯片4和CAN芯片5之间信号连接；感光芯片2将通过镜头1进来的光信号转换成电信号，在PCB电路板3上转换成视频信号，功能降级检测芯片4采用图像处理技术对视频信号进行功能降级检测处理，再通过CAN芯片5将功能降级检测芯片4检测结果发出。
所述的功能降级检测芯片4包括遮挡模块、低光照检测模块、雾天检测模块、雨天检测模块和眩晕光检测模块。所述的遮挡模块对视频进行特征分析，判断摄像头是否被遮挡，若被遮挡将检测结果通过CAN芯片发出，结束检测；所述的低光照检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否低照度，若低照度将检测结果通过CAN芯片5发出，结束检测；所述的雾天检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否有雾、薄雾或者浓雾，若有雾将薄雾或浓雾的检测结果通过CAN芯片5发出，结束检测；所述的雨天检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否雨天，若是雨天将检测结果通过CAN芯片5发出，结束检测；所述的眩晕光检测模块对视频信号进行特征分析，并将结果通过CAN芯片5发出，结束检测。
所述的遮挡模块包括灰度直方图统计模块和视频流比较模块，所述的低光照检测模块包括顶部区域灰度特征统计模块、底部区域灰度特征统计模块和路旁区域灰度特征统计模块，所述的雾天检测模块包括灰度特征统计模块和梯度特征统计模块，所述的雨天检测模块包括全图灰度直方图统计模块、路旁区域灰度特征统计模块和中部区域梯度统计模块，所述的眩晕光检测模块包括二值化模块和连通区域检测模块。
具体实施例二：
一种可检测感知功能降级的车载摄像装置的检测方法，其用于使摄像头能将自身感知功能降级状态发送给图像处理器或其它后端单元以满足视觉识别系统可靠性要求，包括以下步骤：步骤一，感光芯片2将通过镜头1进来的光信号转换成电信号，并在PCB电路板3上转换成视频信号。步骤二，功能降级检测芯片4采用图像处理技术对视频信号进行功能降级检测处理， CAN芯片5将功能降级检测芯片检测4结果发出。
参见图2，本检测方法各功能降级检测顺序不同时也可以达到检测目的，此处仅以一种检测顺序为例进行实施方法说明。具体的，所述步骤二中功能降级检测芯片4采用图像处理技术对视频信号进行功能降级检测处理具体下面的步骤：步骤21，遮挡模块对视频信号进行特征分析，判断镜头1是否被遮挡，若被遮挡将检测结果通过CAN芯片5发出，结束检测，若未被遮挡则进行下面的步骤。步骤22，低光照检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否低照度，若低照度将检测结果通过CAN芯片5发出，结束检测，若非为低照度则进行下面的步骤。步骤23，雾天检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否有雾、薄雾或者浓雾，若有雾将薄雾或浓雾的检测结果通过CAN芯片5发出，结束检测，若无雾则进行下面的步骤。步骤24，雨天检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否雨天，若是雨天将检测结果通过CAN芯片5发出，结束检测，若无雨则进行下面的步骤。步骤25，眩晕光检测模块对视频信号进行特征分析，并将结果通过CAN芯片5发出，结束检测。
参见图3，进一步的，所述步骤21中判断镜头1是否被遮挡具体包括下面的步骤：灰度直方图统计模块对当前帧的灰度直方图进行统计，视频流比较模块将灰度直方图统计结果与前50帧的检测结果进行比较，灰度均值差异和直方图峰值差异均分别小于阈值则判断镜头1被遮挡。
参见图4，进一步的，所述步骤22中判断行车环境是否低照度具体包括下面的步骤：顶部区域灰度特征统计模块统计顶部灰度均值和均方差值，底部区域灰度特征统计模块统计底部灰度均值和均方差值，路旁区域灰度特征统计模块统计图像两侧灰度均值和均方差值，当这三个模块的均值和均方差值均小于一定阈值时，判断当前行车环境处于低光照。
参见图5，进一步的，所述步骤23中判断行车环境是否有雾具体包括下面的步骤：灰度特征统计模块统计整图的灰度均值、均方差值、灰度直方图，梯度特征统计模块统计整图的梯度均值，当整图的灰度均方差小于阈值且灰度直方图分布比较均匀，并且梯度均值小于阈值时，判断当前行车环境为雾天。
参见图6，进一步的，所述步骤24中判断行车环境是否有雨具体包括下面的步骤：全图灰度直方图统计模块统计整图的灰度直方图，当灰度直方图整体比较平滑且均值大于一定阈值时通过路旁区域灰度特征统计模块统计路旁区域的灰度均值，与全图的的灰度直方图进行比较，当路旁区域灰度均值大于阈值时，统计图像中部区域的梯度，当梯度梯均值小于阈值时，判断当前行车环境为雨天。
参见图7，进一步的，所述步骤25中眩晕光检测方法具体包括下面的步骤：二值化模块对图像进行二值化处理将眩晕光和其它灰度值较高的特征从背景中突显出来，连通区域检测模块从二值化图中识别出灰度值较高的特征的面积和形状，当面积大于阈值且形状近似圆形时判断当前行车环境中存在眩晕光。
参见图1至图7，本发明在车载摄像装置中增加一块感知功能降级检测芯片4和一块CAN芯片5，感知功能降级检测芯片4使用二值化、区域生长、连通区域检测、梯度检测、分区特征检测等图像处理技术对摄像头感光芯片2的输出视频进行处理，分别检测摄像头是否被遮挡、环境是否低光照、环境是否存在浓雾或大雨、环境是否存在眩晕光；CAN芯片5将检测结果通过报文的方式发送给后端图像处理器，从而达到在摄像头内部较完整检测感知功能降级的目的。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可检测感知功能降级的车载摄像装置，包括镜头（1）、感光芯片（2）和PCB电路板（3），其特征在于：还包括有功能降级检测芯片（4）和CAN芯片（5），所述的感光芯片（2）与PCB电路板（3）信号连接，所述的功能降级检测芯片（4）与PCB电路板（3）信号连接，所述的功能降级检测芯片（4）和CAN芯片（5）之间信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种可检测感知功能降级的车载摄像装置，其特征在于：所述的感光芯片（2）、功能降级检测芯片（4）和CAN芯片（5）均焊接固定在PCB电路板（3）上。
3.根据权利要求1所述的一种可检测感知功能降级的车载摄像装置，其特征在于：所述的功能降级检测芯片（4）包括遮挡模块、低光照检测模块、雾天检测模块、雨天检测模块和眩晕光检测模块。
4.根据权利要求1所述的一种可检测感知功能降级的车载摄像装置，其特征在于：所述的遮挡模块包括灰度直方图统计模块和视频流比较模块，所述的低光照检测模块包括顶部区域灰度特征统计模块、底部区域灰度特征统计模块和路旁区域灰度特征统计模块，所述的雾天检测模块包括灰度特征统计模块和梯度特征统计模块，所述的雨天检测模块包括全图灰度直方图统计模块、路旁区域灰度特征统计模块和中部区域梯度统计模块，所述的眩晕光检测模块包括二值化模块和连通区域检测模块。
5.一种可检测感知功能降级的车载摄像装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，感光芯片（2）将通过镜头（1）进来的光信号转换成电信号，并在PCB电路板（3）上转换成视频信号；
步骤二，功能降级检测芯片（4）采用图像处理技术对视频信号进行功能降级检测处理，CAN芯片（5）将功能降级检测芯片检测（4）结果发出。
6.根据权利要求5所述的一种可检测感知功能降级的车载摄像头检测方法，其特征在于，所述步骤二中功能降级检测芯片（4）采用图像处理技术对视频信号进行功能降级检测处理具体下面的步骤：
步骤21，遮挡模块对视频信号进行特征分析，判断镜头（1）是否被遮挡，若被遮挡将检测结果通过CAN芯片（5）发出，结束检测，若未被遮挡则进行下面的步骤；
步骤22，低光照检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否低照度，若低照度将检测结果通过CAN芯片（5）发出，结束检测，若非为低照度则进行下面的步骤；
步骤23，雾天检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否有雾、薄雾或者浓雾，若有雾将薄雾或浓雾的检测结果通过CAN芯片（5）发出，结束检测，若无雾则进行下面的步骤；
步骤24，雨天检测模块对视频信号进行特征分析，判断行车环境是否雨天，若是雨天将检测结果通过CAN芯片（5）发出，结束检测，若无雨则进行下面的步骤；
步骤25，眩晕光检测模块对视频信号进行特征分析，并将结果通过CAN芯片（5）发出，结束检测。
7.根据权利要求6所述的一种可检测感知功能降级的车载摄像头检测方法，其特征在于，所述步骤21中判断镜头（1）是否被遮挡具体包括下面的步骤：灰度直方图统计模块对当前帧的灰度直方图进行统计，视频流比较模块将灰度直方图统计结果与前50帧的检测结果进行比较，灰度均值差异和直方图峰值差异均分别小于阈值则判断镜头（1）被遮挡。
8.根据权利要求6所述的一种可检测感知功能降级的车载摄像头检测方法，其特征在于，所述步骤22中判断行车环境是否低照度具体包括下面的步骤：顶部区域灰度特征统计模块统计顶部灰度均值和均方差值，底部区域灰度特征统计模块统计底部灰度均值和均方差值，路旁区域灰度特征统计模块统计图像两侧灰度均值和均方差值，当这三个模块的均值和均方差值均小于一定阈值时，判断当前行车环境处于低光照。
9.根据权利要求6所述的一种可检测感知功能降级的车载摄像头检测方法，其特征在于，所述步骤23中判断行车环境是否有雾具体包括下面的步骤：灰度特征统计模块统计整图的灰度均值、均方差值、灰度直方图，梯度特征统计模块统计整图的梯度均值，当整图的灰度均方差小于阈值且灰度直方图分布比较均匀，并且梯度均值小于阈值时，判断当前行车环境为雾天。
10.根据权利要求6所述的一种可检测感知功能降级的车载摄像头检测方法，其特征在于，所述步骤25中眩晕光检测方法具体包括下面的步骤：二值化模块对图像进行二值化处理将眩晕光和其它灰度值较高的特征从背景中突显出来，连通区域检测模块从二值化图中识别出灰度值较高的特征的面积和形状，当面积大于阈值且形状近似圆形时判断当前行车环境中存在眩晕光。
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