CN109649360B - 一种汽车避让行人的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车避让行人的方法及系统，包括：智能检测模块、摄像头模块、图像处理模块、主控制器、车载控制模块ECU、车速传感器、语音模块和汽车刹车系统，所述摄像头模块与图像处理模块电连接，所述主控制器分别与智能检测模块、图像处理模块、语音模块和车载控制模块ECU电连接，所述车速传感器、汽车刹车系统分别与车载控制模块ECU电连接；本发明通过摄像头模块以及智能检测模块相结合对汽车前进方向进行检测，得到行人与车头之间的距离值，智能化控制汽车的车速，有利于提高行车安全性，减少检测的误警率，使检测更加准确可靠，有利于避免人为的交通事故。

Description

一种汽车避让行人的方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，更具体地说涉及一种汽车避让行人的方法及系统。

背景技术

汽车已经成为普通家庭能够承担得起的消费品，车辆的保有量不断的增加，一方面对交通与环境造成了严重的负担，另一方面，交通事故已经严重威胁到了人们的生命和财产安全。据调查，九成以上的交通事故是由于人为的失误或过失造成，目前大部分汽车仅设有一个摄像模块对路况进行检测，但夜间无法准确检测。日常生活中，在没有交通灯或光线较暗的路口，会出现行人突然冲出或驾驶员没有注意到路过的行人的情况，汽车可能会因为驾驶速度较快或与行人距离较近，而来不及避让造成交通意外。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种采集汽车前进方向的图像和检测行人与车头之间的距离值，根据得到的距离值智能控制汽车车速的避让行人的方法及系统。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种汽车避让行人的方法，包括：

采集汽车前进方向的图像，得到第一照片，对所述第一照片进行人体识别，当识别到人体时，则进行以下步骤；

测量所述汽车前进方向的行人与车头之间的距离，得到距离值；

将所述距离值分别与预设的第一阈值和第二阈值进行比较；

当所述距离值小于第一阈值且大于第二阈值时，则发出预设的第一提示语音，将汽车速度调整至安全速度值；

当所述距离值小于或等于第二阈值时，则发出预设的第二提示语音，将汽车速度降为0。

进一步，所述将汽车速度调整至安全速度值的方法包括：

获取汽车的当前速度值，当所述汽车的当前速度值大于预设的速度阈值时，则对汽车进行刹车，直至汽车的速度值≤速度阈值；

当所述汽车的当前速度值≤速度阈值时，则不做任何操作。

进一步，所述第二阈值为S，其中S＝B*α，α为安全系数，B为汽车制动距离。

一种汽车避让行人的系统，包括：智能检测模块、摄像头模块、图像处理模块、主控制器、车载控制模块ECU、车速传感器、语音模块和汽车刹车系统，所述摄像头模块与图像处理模块电连接，所述主控制器分别与智能检测模块、图像处理模块、语音模块和车载控制模块ECU电连接，所述车速传感器、汽车刹车系统分别与车载控制模块ECU电连接；

所述智能检测模块和摄像头模块均设置在车头，所述智能检测模块和摄像头模块的感应面均朝向汽车前进方向；

所述智能检测模块包括：热释电传感器模块和超声波测距模块，所述热释电传感器模块、超声波测距模块分别与主控制器电连接。

进一步，所述热释电传感器模块包括：热释电传感器、三极管Q1、电阻R16、R17和R18；热释电传感器的电源端接电源VCC，热释电传感器的信号端与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极与电源VCC相连接，三极管Q1的发射极分别与电阻R17、R18的一端相连接，电阻R17的另一端和热释电传感器的接地端分别接地，电阻R18的另一端与主控制器的输入端相连接。

进一步，所述超声波测距模块包括：超声波发射电路和超声波接收电路；

所述超声波发射电路包括：运算放大器A1、A2和A3，超声波振动片、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8；超声波振动片的一端分别与运算放大器A2的输出端，电阻R7、R5的一端相连接，超声波振动片的另一端分别与运算放大器A3的输出端、电阻R8的一端相连接，电阻R7、R8的另一端与电源VCC相连接，电阻R5的另一端分别与运算放大器A2的反相输入端、电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端接地，电阻R4的一端与运算放大器A2的同相输入端相连接，电阻R4的另一端分别与运算放大器A1的输出端、电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端分别与电阻R2、R3的一端，运算放大器A1的反相输入端相连接，电阻R2的另一端与运算放大器A3的反相输入端相连接，电阻R3的另一端接地，运算放大器A1、A3的同相输入端接主控制器的输出端；

所述超声波接收电路包括：运算放大器A4、A5和A6，电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14和R15，声电传感器和电容C1；声电传感器的一端分别与运算放大器A4的同相输入端、电容C1的一端相连接，声电传感器的另一端分别与运算放大器A5的同相输入端、电容C1的另一端相连接，运算放大器A4的反相输入端分别与电阻R9、R10的一端相连接，运算放大器A4的输出端分别与电阻R10的另一端，电阻R12的一端相连接，电阻R12的另一端分别与电阻R14的一端、运算放大器A6的反相输入端相连接，电阻R14的另一端与运算放大器A6的输出端相连接，运算放大器A6的同相输入端分别与电阻R13、R15的一端相连接，电阻R15的另一端接地，电阻R13的另一端分别电阻R11的一端、运算放大器A5的输出端相连接，电阻R11的另一端分别与运算放大器A5的反相输入端、电阻R9的另一端相连接，运算放大器A6的输出端与主控制器的输入端相连接。

进一步，所述摄像头模块为红外摄像头。

本发明的有益效果是：本发明通过采集汽车前进方向的图像和检测行人与车头之间的距离值，根据得到的距离值智能控制汽车车速，和发出预设的提示语音，有利于提高行车安全性，使检测更加准确可靠，克服了现有技术中只使用摄像机模块在夜间难以准确检测的缺陷，有利于避免人为的交通事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的模块连接示意图；

图2是智能检测模块的电路原理图；

图3是本发明方法的整体流程示意图；

图4是将汽车速度调整至安全速度值的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例1，参照图1和图2，一种汽车避让行人的系统，包括：智能检测模块200、摄像头模块800、图像处理模块700、主控制器100、车载控制模块ECU500、车速传感器600、语音模块300和汽车刹车系统400，所述摄像头模块800与图像处理模块700电连接，所述主控制器100分别与智能检测模块200、图像处理模块700、语音模块300和车载控制模块ECU500电连接，所述车速传感器600、汽车刹车系统400分别与车载控制模块ECU500电连接；

所述智能检测模块200和摄像头模块800均设置在车头，所述智能检测模块200和摄像头模块800的感应面均朝向汽车前进方向；所述摄像头模块800用于采集汽车前进方向的图像。

作为优化，所述摄像头模块800为红外摄像头。

所述智能检测模块200包括：热释电传感器模块210和超声波测距模块，所述热释电传感器模块210、超声波测距模块分别与主控制器100电连接。

作为优化，所述热释电传感器模块210包括：热释电传感器、三极管Q1、电阻R16、R17和R18；热释电传感器的电源端接电源VCC，热释电传感器的信号端与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极与电源VCC相连接，三极管Q1的发射极分别与电阻R17、R18的一端相连接，电阻R17的另一端和热释电传感器的接地端分别接地，电阻R18的另一端与主控制器100的输入端P1相连接。所述热释电传感器的型号为RD-624。

作为优化，所述超声波测距模块包括：超声波发射电路221和超声波接收电路222；

所述超声波发射电路221包括：运算放大器A1、A2和A3，超声波振动片224、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8；超声波振动片224的一端分别与运算放大器A2的输出端，电阻R7、R5的一端相连接，超声波振动片224的另一端分别与运算放大器A3的输出端、电阻R8的一端相连接，电阻R7、R8的另一端与电源VCC相连接，电阻R5的另一端分别与运算放大器A2的反相输入端、电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端接地，电阻R4的一端与运算放大器A2的同相输入端相连接，电阻R4的另一端分别与运算放大器A1的输出端、电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端分别与电阻R2、R3的一端，运算放大器A1的反相输入端相连接，电阻R2的另一端与运算放大器A3的反相输入端相连接，电阻R3的另一端接地，运算放大器A1、A3的同相输入端接主控制器100的输出端P2；

所述超声波接收电路222包括：运算放大器A4、A5和A6，电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14和R15，声电传感器223和电容C1；声电传感器223的一端分别与运算放大器A4的同相输入端、电容C1的一端相连接，声电传感器223的另一端分别与运算放大器A5的同相输入端、电容C1的另一端相连接，运算放大器A4的反相输入端分别与电阻R9、R10的一端相连接，运算放大器A4的输出端分别与电阻R10的另一端，电阻R12的一端相连接，电阻R12的另一端分别与电阻R14的一端、运算放大器A6的反相输入端相连接，电阻R14的另一端与运算放大器A6的输出端相连接，运算放大器A6的同相输入端分别与电阻R13、R15的一端相连接，电阻R15的另一端接地，电阻R13的另一端分别电阻R11的一端、运算放大器A5的输出端相连接，电阻R11的另一端分别与运算放大器A5的反相输入端、电阻R9的另一端相连接，运算放大器A6的输出端与主控制器100的输入端P3相连接。

由于超声波在空气中传播过程中是有衰减的，则通过声电传感器223接收到的超声波信号就会比较弱，需要对接收的信号进行放大。因此，所述超声波接收电路222由两级电路构成，第一级电路为由运算放大器A4、A5组成对称的高阻抗同相放大器结构，该结构可对信号进行放大，且可将信号产生的漂移和失调相互抵消；第二级电路由运算放大器A6组成差分放大电路，该差分放大电路可有效稳定整个电路的静态工作点，提高整个电路的稳定度。

智能检测模块200对汽车前进方向进行检测，所述智能检测模块200包括热释电传感器模块210和超声波测距模块，所述热释电传感器模块210通过探测汽车前进方向行人活动的红外线信号，从而判定汽车前进方向是否有行人，在热释电传感器模块210的检测范围内，当热释电传感器模块210检测到行人活动的红外线信号，热释电传感器模块210向主控制器100发送高电平信号。

所述超声波测距模块用于检测行人与车头之间的距离，在超声波测距模块的检测范围内，得到汽车前进方向的行人与车头之间的距离值，并将所述距离值发送到主控制器100；

参考图3和图4，所述一种汽车避让行人的系统采用一种汽车避让行人的方法，所述一种汽车避让行人的系统包括一种汽车避让行人的方法，所述方法包括：

采集汽车前进方向的图像，得到第一照片，对所述第一照片进行人体识别，当识别到人体时，则进行以下步骤：

测量所述汽车前进方向的行人与车头之间的距离，得到距离值；

将所述距离值分别与预设的第一阈值和第二阈值进行比较；

当所述距离值小于第一阈值且大于第二阈值时，则所述语音模块300发出预设的第一提示语音，将汽车速度调整至安全速度值；

当所述距离值小于或等于第二阈值时，则所述语音模块300发出预设的第二提示语音，将汽车速度降为0。

作为优化，所述将汽车速度调整至安全速度值的方法包括：

获取汽车的当前速度值，当所述汽车的当前速度值大于预设的速度阈值时，则对汽车进行刹车，直至汽车的速度值≤速度阈值；

当所述汽车的当前速度值≤速度阈值时，则不做任何操作。

作为优化，所述第二阈值为S，其中S＝B*α，α为安全系数，B为汽车制动距离。

本发明的工作过程：

所述摄像头模块800采集汽车前进方向的图像，得到第一照片，将采集所得的第一照片传输给图像处理模块700，图像处理模块700对第一照片进行人体识别，当识别到人体时，图像处理模块700发送第一电平信号到主控制器100；

所述图像处理模块700对第一照片进行人体识别的过程包括：图像处理模块700对第一照片采用基于MAP-MRF模型，在得到人体候选区域的基础上，构建亮度-距离联合直方图对人体进行特征识别，可以对人脸、眼睛或腰部作为识别模板来进行特征识别，并用支持向量机对人体候选区域进行分类以检测出人体，判断出第一照片中是否有行人。

主控制器100接收到第一电平信号后控制智能检测模块200对汽车前进方向进行检测。

所述智能检测模块200包括热释电传感器模块210和超声波测距模块，当热释电传感器模块210检测到行人活动的红外线信号，热释电传感器模块210向主控制器100发送高电平信号。

所述超声波测距模块用于检测汽车前进方向的行人与车头之间的距离，得到行人与车头之间的距离值，并将所述距离值发送到主控制器100；

当主控制器100同时接收到热释电传感器模块210发送的高电平信号和超声波测距模块发送的所述距离值时，主控制器100将所述距离值分别与预设的第一阈值和第二阈值进行比较。

当所述距离值小于第一阈值且大于第二阈值时，主控制器100控制所述语音模块300发出预设的第一提示语音，同时主控制器100向所述车载控制模块ECU500发送第二电平信号，所述车载控制模块ECU500接收到所述第二电平信号后将汽车速度调整至安全速度值；

所述将汽车速度调整至安全速度值的方法包括：

通过车速传感器600获取汽车的当前速度值，所述车速传感器600将获取到的汽车的当前速度值发送到车载控制模块ECU500。

当所述汽车的当前速度值大于预设的速度阈值时，则车载控制模块ECU500通过控制汽车刹车系统400对汽车进行刹车，直至汽车的速度值≤速度阈值；

当所述汽车的当前速度值≤速度阈值时，则不做任何操作。

当所述距离值小于或等于第二阈值时，主控制器100控制所述语音模块300发出预设的第二提示语音，同时主控制器100向所述车载控制模块ECU500发送第三电平信号，所述车载控制模块ECU500接收到所述第三电平信号后通过控制汽车刹车系统400进行刹车，将汽车速度降为0。

所述第一阈值大于第二阈值，所述第二阈值为S，其中，S＝B*α，α为安全系数，B为汽车制动距离。所述α安全系数为大于1的常数且可调。所述第一阈值可调，在本实施例中第一阈值为第二阈值的三倍。

通过结合汽车自身的制动距离来设置第二阈值，作为安全距离，有利于保证汽车及时刹车和保障行人的安全。

所述速度阈值可调，在本实施例中速度阈值为20km/h。

所述主控制器100控制所述语音模块300发出预设的第一提示语音的过程包括：

所述语音模块300一方面连接汽车车厢内部扬声器，播放预设的语音，如“请驾驶员礼让行人”，用于提醒驾驶员礼让行人；另一方面连接汽车车厢外部扬声器，播放预设语音，如“请行人先行通过”，用于提醒行人尽快通过。

所述主控制器100控制所述语音模块300发出预设的第二提示语音的过程包括：

所述语音模块300一方面连接汽车车厢内部扬声器，播放预设的语音，如“请驾驶员礼让行人”，用于提醒驾驶员礼让行人；另一方面连接汽车车厢外部扬声器，播放预设的语音，如“注意，请尽快通过”，用于提醒行人要立即通过，提醒行人不要只顾着玩手机，要尽快通行，避免出现意外。

汽车刹车系统400启动ABS系统对汽车进行刹车。所述主控制器100为单片机。

本发明通过摄像头模块800以及智能检测模块200相结合对汽车前进方向进行检测，得到行人与车头之间的距离值，智能化控制汽车的车速，有利于提高行车安全性，减少检测的误警率，使检测更加准确可靠，有利于避免人为的交通事故。

同时，通过预设第一阈值和第二阈值，对比行人与本汽车的距离与第一阈值、第二阈值的大小，智能控制汽车进行刹车调整速度，并发出预设的提示语音，提高行车安全性，有效避免人为的交通事故。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种汽车避让行人的方法，应用于一种汽车避让行人的系统，所述系统包括：智能检测模块、摄像头模块、图像处理模块、主控制器、车载控制模块ECU、车速传感器、语音模块和汽车刹车系统，所述摄像头模块与图像处理模块电连接，所述主控制器分别与智能检测模块、图像处理模块、语音模块和车载控制模块ECU电连接，所述车速传感器、汽车刹车系统分别与车载控制模块ECU电连接；所述智能检测模块和摄像头模块均设置在车头，所述智能检测模块和摄像头模块的感应面均朝向汽车前进方向；所述智能检测模块包括：热释电传感器模块和超声波测距模块，所述热释电传感器模块、超声波测距模块分别与主控制器电连接；其特征在于，所述方法包括如下步骤：

所述摄像头模块采集汽车前进方向的图像，得到第一照片，所述图像处理模块对所述第一照片进行人体识别，当所述图像处理模块识别到人体时，则所述图像处理模块发送第一电平信号至所述主控制器；

根据所述第一电平信号，所述主控制器控制所述超声波测距模块测量所述汽车前进方向的行人与车头之间的距离，得到距离值，并控制所述热释电传感器模块检测行人活动的红外线信号，当所述热释电传感器模块检测到有所述红外线信号时，输出高电平信号至所述主控制器，当所述主控制器同时接收到所述高电平信号和所述距离值时，将所述距离值分别与预设的第一阈值和第二阈值进行比较，所述第一阈值大于所述第二阈值，所述第一阈值为所述第二阈值的三倍，所述第二阈值为S，其中S＝B*α，α为安全系数，安全系数为大于1的常数，B为汽车制动距离；

当所述距离值小于第一阈值且大于第二阈值时，则主控制器控制所述语音模块发出预设的第一提示语音，同时主控制器向所述车载控制模块ECU发送第二电平信号，所述车载控制模块ECU接收到所述第二电平信号后将汽车速度调整至安全速度值；

当所述距离值小于或等于第二阈值时，则主控制器控制所述语音模块发出预设的第二提示语音，同时主控制器向所述车载控制模块ECU发送第三电平信号，所述车载控制模块ECU接收到所述第三电平信号后通过控制汽车刹车系统进行刹车，将汽车速度降为0；

其中，所述图像处理模块对第一照片进行人体识别的过程包括:

图像处理模块对第一照片采用基于MAP-MRF模型，在得到人体候选区域的基础上，构建亮度-距离联立直方图对人体进行特征识别，以人脸、眼睛或者腰部作为识别模板来进行特征识别，并使用支持向量机对人体候选区域进行分类以检测出人体，判断出第一照片中是否有行人。

2.根据权利要求1所述的一种汽车避让行人的方法，其特征在于，所述将汽车速度调整至安全速度值的方法包括：

获取汽车的当前速度值，当所述汽车的当前速度值大于预设的速度阈值时，则对汽车进行刹车，直至汽车的速度值≤速度阈值；

当所述汽车的当前速度值≤速度阈值时，则不做任何操作。

3.根据权利要求1所述的一种汽车避让行人的方法，其特征在于，所述热释电传感器模块包括：热释电传感器、三极管Q1、电阻R16、R17和R18；热释电传感器的电源端接电源VCC，热释电传感器的信号端与电阻R16的一端相连接，电阻R16的另一端与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的集电极与电源VCC相连接，三极管Q1的发射极分别与电阻R17、R18的一端相连接，电阻R17的另一端和热释电传感器的接地端分别接地，电阻R18的另一端与主控制器的输入端相连接。

4.根据权利要求1所述的一种汽车避让行人的方法，其特征在于，所述超声波测距模块包括：超声波发射电路和超声波接收电路；

所述超声波发射电路包括：运算放大器A1、A2和A3，超声波振动片、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8；超声波振动片的一端分别与运算放大器A2的输出端，电阻R7、R5的一端相连接，超声波振动片的另一端分别与运算放大器A3的输出端、电阻R8的一端相连接，电阻R7、R8的另一端与电源VCC相连接，电阻R5的另一端分别与运算放大器A2的反相输入端、电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端接地，电阻R4的一端与运算放大器A2的同相输入端相连接，电阻R4的另一端分别与运算放大器A1的输出端、电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端分别与电阻R2、R3的一端，运算放大器A1的反相输入端相连接，电阻R2的另一端与运算放大器A3的反相输入端相连接，电阻R3的另一端接地，运算放大器A1、A3的同相输入端接主控制器的输出端；

所述超声波接收电路包括：运算放大器A4、A5和A6，电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14和R15，声电传感器和电容C1；声电传感器的一端分别与运算放大器A4的同相输入端、电容C1的一端相连接，声电传感器的另一端分别与运算放大器A5的同相输入端、电容C1的另一端相连接，运算放大器A4的反相输入端分别与电阻R9、R10的一端相连接，运算放大器A4的输出端分别与电阻R10的另一端，电阻R12的一端相连接，电阻R12的另一端分别与电阻R14的一端、运算放大器A6的反相输入端相连接，电阻R14的另一端与运算放大器A6的输出端相连接，运算放大器A6的同相输入端分别与电阻R13、R15的一端相连接，电阻R15的另一端接地，电阻R13的另一端分别电阻R11的一端、运算放大器A5的输出端相连接，电阻R11的另一端分别与运算放大器A5的反相输入端、电阻R9的另一端相连接，运算放大器A6的输出端与主控制器的输入端相连接。

5.根据权利要求1所述的一种汽车避让行人的方法，其特征在于：所述摄像头模块为红外摄像头。