CN109782775A - 一种基于热图像的汽车避障系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于热图像的汽车避障系统，其能够在汽车行驶过程中基于第一热辐射识别器采集的汽车的包络范围内的第二热图像形成绕障策略；第一热辐射识别器能够在汽车行驶停止后用于获取汽车的包络范围内的第一热图像，主控台能够在汽车停止后基于第一热辐射识别器采集的汽车的包络范围内的第一热图像识别出活体的位置信息和类型从而生成避障策略，其中，主控台包括能够基于第一热图像判定汽车的包络范围内是否存在活体的避障处理单元，在避障处理单元判定汽车的包络范围内存在活体的情况下，避障处理单元将第一热图像传输至汽车的主控台，以使得主控台能够以将第一热图像反应的活体的类型和位置生成避障等级的形式呈现于汽车的驾驶员。

Description

一种基于热图像的汽车避障系统

技术领域

本发明属于汽车避障技术领域，涉及一种基于热图像的汽车避障系统。

背景技术

汽车在使用过程中，会遇到各种各样的障碍物从而影响到汽车的使用安全以及各零部件的安全和使用寿命。因此，需要专门的系统来主动或者被动的避开障碍物。在其他现有技术中，例如，公开号为CN205692048U的中国专利公开的一种基于超声波和红外线的自动避障系统。包括AGV车体，AGV车体内设有AGV控制系统、电源管理装置、其它传感器装置、电机驱动装置、电机、设于AGV车体底部的车轮，的AGV车体外设有超声波装置及红外线装置；的电源管理装置分别连接超声波装置及红外线装置、AGV控制系统、其它传感器装置、电机驱动装置、电机；的AGV控制系统分别连接超声波装置及红外线装置、其它传感器装置、电机驱动装置；的电机连接车轮。

例如，公开号为CN103176185B的中国专利公开的一种用于检测道路障碍物的方法及系统。基于视频摄像装置的第一障碍物检测模型，基于视频摄像装置和毫米波雷达的第二障碍物检测模型，基于三维激光雷达和红外线摄像装置的第三障碍物检测模型，并且通过基于粗糙集的模糊神经网络算法使得所述多个模型形成互补检测，从而实时获取道路障碍物的特征信息。本发明能够在不同道路场景、不同气候条件下进行实时有效的道路障碍物检测，准确获取不同障碍物的行进速度、方向等参数，从道路交通环境中提取和分析车辆周边环境信息，并针对异常交通行为进行判断，从而缓解目前城市交通压力、提高交通管理的效率。

例如，公开号为CN105128858B的中国专利公开的一种车辆避障超车方法及装置。该方法包括：检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离；当避障距离小于第一预设距离时，检测本车与车道线的当前距离，车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，虚拟车道线为经过障碍车的直线；根据当前距离确定避障增强信号值，避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线的程度；检测避障增强信号值是否大于第一预设值；当避障增强信号值大于第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。本发明解决了基于监督学习的车辆避障超车方法的稳定性较差，可靠性较低，且灵活性较差的问题，实现了提高稳定性、可靠性及灵活性的效果，用于车辆避障超车。

例如，公开号为CN105068086B的中国专利公开的一种汽车前向避障系统，其包括至少两个第一激光测距传感器、至少两个第二激光测距传感器、速度传感器、提示模块及控制器，该第一激光测距传感器装设于汽车的前方靠近中间的位置，用于对汽车正前方的障碍物进行扫描检测；该第二激光测距传感器装设在汽车前方靠近两侧的位置，用于对汽车前方左侧和前方右侧的障碍物进行左右交叉分别扫描检测；该速度传感器用于检测汽车的速度；控制器用于对接收的第一激光测距传感器、第二激光测距传感器及速度传感器的检测结果后进行综合判断，并将判断结果传输给提示模块以提醒驾驶员。

例如，公开号为CN105270398B的中国专利公开的一种电动汽车的车距控制方法、装置和电动汽车。该方法包括，获取电动汽车与前车车辆或障碍物之间的距离；根据电动汽车与前方车辆或障碍物之间的距离获取电动汽车与前方车辆或障碍物之间的相对车速或加速度；依据电动汽车与前方车辆或障碍物之间的距离和相对车速计算避撞时间；根据避撞时间和相对加速度判断电动汽车的安全状态等级，并根据安全状态等级对电动汽车进行控制以实现主动车距控制功能。

例如，公开号为CN104965204B的中国专利公开的一种用于消除倒车雷达盲区的系统及方法。该系统包括倒车雷达主机、第一超声波传感器组、蜂鸣器、车速传感器、第二超声波传感器组。第一超声波传感器组、蜂鸣器、车速传感器和第二超声波传感器与倒车雷达主机连接；第二超声波传感器组包括多个置于后保险杠下表面的超声波传感器。该发明通过第二超声波传感器组实时监测车辆最小离地距离，并结合车速与车辆满载时后保险杆下表面距离地面的静态高度或动态高度作比较，判断是否有障碍物并提醒。

不过，上述现有技术中的系统均是判定汽车外部的障碍物和避开汽车外壁的障碍物。但是，汽车内部的障碍物，例如在汽车在熄火后，由于其保有一定的热量，成为了在冬季流浪动物的保温场所，例如，流浪动物会躲藏在底盘下面这不仅会对动物造成生命上的损害，也会造成汽车的损害。又例如，小孩为了好玩钻入汽车底部，会造成汽车碾压小孩的事故。因此，汽车内部的障碍物如何地检测和避开是本发明需要解决的技术问题。

例如，公开号为CN108605928A的中国专利公开的一种汽车底部动物驱赶装置。其包括电源、控制器、检测装置、超声波发生器和强闪光灯。所述的电源、检测装置、超声波发生器及强闪光灯分别与控制器对应的电路连接。上述汽车底部驱赶装置可在汽车停车后有效检测车底是够出现动物并能及时采取驱赶措施，防止动物被碾压。不过该驱赶装置至少具有如下的不足：具有一定的“检测盲区”；其次，如果钻入底部的人，超声波发生器和强闪光灯会对人体造成听觉和视觉上的损伤。

基于此，本发明提供一种基于热图像的汽车避障系统。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种基于热图像的汽车避障系统。该避障系统，包括：主控台，其能够在所述汽车行驶过程中基于第一热辐射识别器采集的所述汽车的包络范围内的第二热图像形成绕障策略；所述第一热辐射识别器能够在所述汽车行驶停止后用于获取所述汽车的包络范围内的第一热图像，所述主控台能够在所述汽车停止后基于第一热辐射识别器采集的所述汽车的包络范围内的第一热图像识别出所述活体的位置信息和类型从而生成所述避障策略，其中，所述主控台包括能够基于所述第一热图像判定所述汽车的包络范围内是否存在所述活体的避障处理单元，在所述避障处理单元判定所述汽车的包络范围内存在所述活体的情况下，所述避障处理单元将所述第一热图像传输至所述汽车的主控台，以使得所述主控台能够以将所述第一热图像反应的所述活体的类型和位置生成避障等级的形式呈现于所述汽车的驾驶员。

根据一种优选的实施方式，所述第一热辐射识别器响应于所述汽车停止后的至少一个时刻对所述汽车的包络范围内进行扫描并生成所述第一热图像，相邻两个时刻之间的时间间隔基于所述汽车的热量耗散而延长；其中，在所述避障处理单元基于任一时刻获取的所述第一热图像判定所述汽车的包络范围内不存在所述活体的情况下，所述主动台能够基于所述任一时刻获取的所述第一热图像采用深度学习算法将该第一热图像存储至活体历史数据库。

根据一种优选的实施方式，所述避障系统还包括内部避障检测单元，所述内部避障检测单元包括设置于所述汽车的底盘对应发动机的位置、所述汽车底盘对应的汽车空调的位置和所述汽车的底盘的对应排气管的位置的第二热辐射识别器，所述第二热辐射识别器响应于所述汽车发动之前，其中，所述底盘具有第二所述热辐射识别器的移动通道和与所述移动通道相互契合的柔性挡水垫，所述第二热辐射识别器的一端设置有伸缩机构，以使得在汽车熄火的情况下所述热辐射检测器的监控头能够在所述伸缩机构伸长时以在所述移动通道移动并且在推力的作用下推开所述柔性挡水垫的方式探伸出所述底盘，其中，所述伸缩机构包括伸缩主杆和伸缩副杆，所述伸缩副杆的一端以铰接的形式与所述底盘连接，所述伸缩副杆的一端与所述伸缩主杆铰接，所述伸缩主杆与所述热辐射识别器的主体固定连接。

根据一种优选的实施方式，所述主控台能够基于第一热图像中的温度信息从主控台中的活体历史数据库中匹配出所述活体的类型，所述活体历史数据库按照彼此相互映射的方式存储的所述活体的类型、所述活体对应的温度范围、所述活体对应的避障等级和所述活体对应的避障任务，其中，在所述活体的类型提示为有人的情况下，所述主控台生成第一等避障等级并且执行所述第一等避障等级对应的第一等任务；或者在所述活体的类型提示为仅有动物的情况下，所述主控台生成第二等避障等级，在所述活体的位置位于所述汽车的引擎盖内的情况下，所述主控台将所述第二等避障等级调整为第二A等避障等级并且执行所述第二A等避障等级对应的第二A等任务；或者在所述活体的位置位于所述汽车底盘下方的情况下，所述主控台调整为第二B等避障等级并且执行第二B等任务。

根据一种优选的实施方式，所述汽车的底盘设置有超声波发生部，所述超声波发生部包括脉冲信号发生器、功率放大器、档位选择器、换能器和电源，所述脉冲信号发生器、所述功率放大器、所述档位选择器、所述换能器和所述电源以集成的方式设置；其中，所述功率放大器的输入端与所述脉冲信号发生器的输出端连接，所述功率放大器输出端连接所述换能器、所述档位选择器与所述脉冲信号发生器，所述电源分别与所述脉冲信号发生器和所述功率方法器连接，所述档位选择器与所述主控台通信连接，以使得在所述活体的类型为动物且所述活体位于底盘下方的情况下，所述主控台生成第二执行命令反馈至所述超声波发生部使得所述超声波发生部发出20kHz～50kHz的驱赶频率以执行所述第二B等任务。

根据一种优选的实施方式，在所述活体的类型提示为有人的情况下，所述主控台生成第一执行命令反馈至与所述主控台通信连接的所述汽车的动力装置使得所述动力装置处于关闭状态从而使得所述汽车不能启动的方式执行所述第一等任务；或者在所述活体的类型提示为仅有动物且所述活体的位置位于所述汽车的引擎盖内的情况下，所述主控台生成第三执行命令反馈至所述汽车的动力装置使得所述动力装置处于关闭状态从而使得所述汽车的发动机的方式执行所述第二A等任务。

根据一种优选的实施方式，所述活体历史数据库预存有与时间相关且在不存在所述活体的情况下由实验数据绘制的历史热图像信息，所述主动台基于所述历史热图像信息按照根据下方式与所述第一热图像进行对比以确定所述活体的类型和位置：在所述避障处理单元判定所述汽车的包络范围内存在活体的情况下，所述主控台根据所述避障处理单元确定所述活体的时间读取与该时间相对应的所述历史热图像信息，所述主控台将所述历史热图像信息作为参考背景读取所述第一热图像中的温度信息并与所述活体对应的温度范围进行比较，以确定所述活体的类型；以及所述主控台将所述历史热图像信息作为参考背景读取所述第一热图像中的温度差异区域确定所述活体的位置。

根据一种优选的实施方式，所述内部避障检测单元还设置有能够朝所述汽车的包络范围内发射微波信号的微波雷达组，所述微波雷达组包括设置于所述汽车的前保险杠的第一组微波雷达和设置于汽车的后保险杠的第二组微波雷达，所述微波雷达组响应于所述避障处理单元判定所述汽车的包络范围内存在活体基于所述主控台生成的所述活体的位置信息向所述位置发出微波信号用以确定所述活体的真实位置，以使得所述主控台能够生成所述活体的真实位置坐标提呈现于所述驾驶员。

根据一种优选的实施方式，本发明还提供了一种基于热图像的汽车避障方法，主控台，其能够在所述汽车行驶过程中基于第一热辐射识别器采集的所述汽车的包络范围内的第二热图像形成绕障策略；所述第一热辐射识别器能够在所述汽车行驶停止后用于获取所述汽车的包络范围内的第一热图像，所述主控台能够在所述汽车停止后基于第一热辐射识别器采集的所述汽车的包络范围内的第一热图像识别出所述活体的位置信息和类型从而生成所述避障策略，其中，所述主控台包括能够基于所述第一热图像判定所述汽车的包络范围内是否存在所述活体的避障处理单元，在所述避障处理单元判定所述汽车的包络范围内存在所述活体的情况下，所述避障处理单元将所述第一热图像传输至所述汽车的主控台，以使得所述主控台能够以将所述第一热图像反应的所述活体的类型和位置生成避障等级的形式呈现于所述汽车的驾驶员。

根据一种优选的实施方式，所述方法还包括：所述第一热辐射识别器响应于所述汽车停止后的至少一个时刻对所述汽车的包络范围内进行扫描并生成所述第一热图像，相邻两个时刻之间的时间间隔基于所述汽车的热量耗散而延长；其中，在所述避障处理单元基于任一时刻获取的所述第一热图像判定所述汽车的包络范围内不存在所述活体的情况下，所述主动台能够基于所述任一时刻获取的所述第一热图像采用深度学习算法将该第一热图像存储至活体历史数据库。

本发明提供一种基于热图像的汽车避障系统，区别于现有的对汽车外部的障碍物识别的避障系统，本发明是对停车熄火后的在无人监管状态下，对躲藏于汽车内部的外部热源的识别和避障至少具有如下优势：

(1)能够基于热图像识别障碍物的类型和位置，并且能够根据障碍物的类型执行不同的避障任务，以防止汽车的损伤和障碍物的损伤；

(2)根据汽车热源的排布，合理地设置了不同的热辐射检测器的监测点，以能够监控和识别这一类区域是否存在障碍物；

(3)根据汽车在熄火后热源的时效性，将具有时间映射的历史热图像信息和采集的热图像作对比，使得该系统能够更好能够根据时间性去判别障碍物的类型和位置。

附图说明

图1是本发明提供的基于热图像的汽车避障系统的逻辑示意图；和

图2是本发明提供的汽车避障系统的一种优选的热辐射检测器的安装示意图。

附图标记列表

1：内部避障检测单元 1b：微波雷达组

2：避障处理单元 4a：柔性挡水板

3：主控台 5a：伸缩主杆

4：底盘 5b：伸缩副杆

5：伸缩机构 1a-1：第一热辐射识别器

6：活体物历史数据库 1a-2：第二热辐射识别器

1a：热辐射检测器

具体实施方式

下面结合附图1-2进行详细说明。

本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”和仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”和的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“内侧”、“内部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，术语“以可拆卸的方式”是粘接、键连接、螺纹连接、销连接、卡接、铰接、间隙配合或过渡配合中的一种。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例公开一种基于热图像的汽车避障系统，尤其是一种能够识别具有自发热功能的外部移动体侵入汽车包络范围内的障碍物的避障系统。例如，小孩躲入汽车底盘底部玩耍、动物躲入汽车底盘下取暖以及流浪动物躲入汽车发动机引擎盖内。汽车包络范围内的障碍物具有如下区别于汽车包络范围外的障碍物的特点：第一，汽车包络范围内的障碍物都是在汽车熄火后才会侵入汽车，因此这类障碍物是动物；第二，这类障碍物大多数是躲藏于视线盲区或者不易发现区域；第三，这类障碍物大多数都是在无人监控状态下才会侵入汽车。因此，汽车包络范围外的障碍物的识别和避障技术均难以应用于汽车包络范围内的障碍物的识别和避障。本发明中，汽车包络范围内是按照如下方式定义的：汽车的轮廓曲线与地面形成的空间体。该包络范围也包括了汽车底盘区域与地面构成的空间体

该汽车避障系统包括：主控台3。该主控台能够在汽车停止后基于热辐射检测器1a采集的汽车的包络范围内的第一热图像识别出活体的位置信息和类型从而生成避障策略。具体地：热辐射检测器1a包括在汽车行驶过程中用于获取汽车的包络范围以外的第二热图像的第一热辐射识别器1a-1。第一热辐射识别器1a-1能够在汽车停止后对汽车的包络范围内进行扫描并生成第一热图像。该第一热辐射识别器1a-1可以是红外热像仪。该第一热辐射识别器1a-1在汽车行驶过程中用于获取车辆前方或者后方一定空间范围的障碍物，用于主控台3形成在行车过程中对车速控制的决策。在车辆停止后，该第一热辐射识别器1a-1会基于机械转动装置的驱动下对汽车包络范围内进行扫描用于获取汽车内部的活体信息。主控台包括能够基于第一热图像判定汽车的包络范围内是否存在活体的避障处理单元2，在避障处理单元2判定汽车的包络范围内存在活体的情况下，避障处理单元2将第一热图像传输至汽车的主控台3，以使得主控台3能够以将第一热图像反应的活体的类型和位置生成避障等级的形式呈现于汽车的驾驶员。

优选地，第一热辐射识别器1a-1响应于汽车停止后的至少一个时刻对汽车的包络范围内进行扫描并生成第一热图像。考虑到驱动第一热辐射识别器1a-1进行扫描以及第一热辐射识别器1a-1需要使用电能，因此，第一热辐射识别器1a-1会隔一段时间进行扫描检测。考虑到汽车停止后，汽车的动力装置的热量是逐渐耗散的，动物躲入汽车内的可能性也是随着减小的。因此，第一热辐射识别器1a-1响应的相邻两个时刻之间的时间间隔基于汽车的热量耗散而延长。即汽车在停止后，会在t₁、t₂、t₃、t₄…t_i时刻响应一次。其中，t₁＜t₂-t₁＜t₃-t₂＜t₄-t₃……＜t_i-t_i-1。比如，汽车停止后，会在30分钟、65分钟、105分钟、150分钟、200分钟…t_i内响应。优选地，在避障处理单元2基于任一时刻获取的第一热图像判定汽车的包络范围内不存在活体的情况下，主动台3能够基于任一时刻获取的第一热图像采用深度学习算法将该第一热图像存储至活体历史数据库6。例如，避障处理单元2在t₁和t₃时刻未检测到活体，那么主控台会将t₁时刻以及t₃时刻获取的第一热图像存入活体历史数据库6，用于更新历史热图像数据库。其中，深度学习算法包括卷积神经网络算法、循环神经网络算法和递归神经网络算法。

优选地，在避障处理单元2判定汽车的包络范围内存在活体的情况下，避障处理单元2将热图像传输至汽车的主控台3，以使得主控台3能够以将热图像反应的活体的类型和位置生成避障等级的形式呈现于汽车的驾驶员。优选地，主控台3能够基于热图像中的温度信息从主控台3中的活体历史数据库6中匹配出活体的类型，活体历史数据库6按照彼此相互映射的方式存储的活体的类型、活体对应的温度范围、活体对应的避障等级和活体对应的避障任务。在活体的类型提示为有人的情况下，主控台3生成第一等避障等级并且执行第一等避障等级对应的第一等任务。或者在活体的类型提示为仅有动物的情况下，主控台3生成第二等避障等级，在活体的位置位于汽车的引擎盖内的情况下，主控台3将第二等避障等级调整为第二A等避障等级并且执行第二A等避障等级对应的第二A等任务；或者在活体的位置位于汽车底盘4下方的情况下，主控台3调整为第二B等避障等级并且执行第二B等任务。正常情况下，人的温度是在36.5摄氏度～37摄氏度之间。猫的温度是在38摄氏度～39.5摄氏度。狗的温度是在37.7摄氏度～39.2摄氏度之间。在本实施例中，活体历史数据库6储存的人体的温度是36.5～37摄氏度。由于猫和狗几乎相同的温度区间，因此活体历史数据库6储存的猫狗温度是37.7摄氏度～39.5摄氏度，此时如果温度从热图像中识别温度在该区间时，则提示的活体以动物的形式提示。

优选地，车的底盘4设置有超声波发生部。超声波发生部包括脉冲信号发生器、功率放大器、档位选择器、换能器和电源。脉冲信号发生器、功率放大器、档位选择器、换能器和电源以集成的方式设置。功率放大器的输入端与脉冲信号发生器的输出端连接，功率放大器输出端连接换能器、档位选择器与脉冲信号发生器，电源分别与脉冲信号发生器和功率方法器连接，档位选择器与主控台3通信连接，以使得在活体的类型为动物且活体位于底盘4下方的情况下，主控台3生成第二执行命令反馈至超声波发生部使得超声波发生部发出20kHz～50kHz的驱赶频率以执行第二B等任务。由于猫和狗对20kHz～50kHz频率的超声波比较敏感，因此在确定活体是猫狗时，用该频率的超声波进行驱赶，使其离开汽车底盘的下部。

优选地，在活体的类型提示为有人的情况下，主控台3生成第一执行命令反馈至与主控台3通信连接的汽车的动力装置使得汽车处于关闭状态从而使得汽车的发动机不能启动的方式执行第一等任务。例如，主控台3生成第一执行命令反馈至与主控台3通信连接的汽车的喷油嘴，使得喷油嘴处于关闭状态。在现有技术中，喷油嘴是在ECU下达指令的情况下进行喷油点火。为了实现本发明的功能，主控台3中是具有ECU的，并且ECU会对原有的点火指令和第一执行命令进行逻辑“和”的运算(通过逻辑电路实现，逻辑“和”的电路是现有成熟技术，本实施例不赘述)，在两者同时下达的情况下，喷油嘴才会打开进行喷油操作。或者在活体的类型提示为仅有动物且活体的位置位于汽车的引擎盖内的情况下，主控台3生成第三执行命令反馈至汽车的动力装置从而使得汽车的发动机不能启动的方式执行第二A等任务。例如该动力装置是喷油嘴，第三执行命令会使得喷油嘴处于关闭状态从而使得汽车的发动机不能启动的方式执行第二A等任务。本实施例中，第三执行命令与第一执行命令是逻辑“与”的关系，逻辑“与”通过逻辑“与”电路实现。

发动机在熄火后，汽车的热源处于散热状态，因此汽车本身的热图像会随着时间不断变化。优选地，活体历史数据库6预存有与时间相关且在不存在活体的情况下由实验数据绘制的历史热图像信息。历史热图像信息是汽车的整车热图像，是在汽车设计的过程中依据其固有特性进行实验后绘制后导入该系统的。例如，该实验是在实验室进行的，在将汽车进行启动后的一定时间后，例如2h、3h或者4h，然后对汽车熄火，然后每个30分钟车辆一次其热图像，最后基于这些热图像生成其历史热图像信息按照时间保存在活体历史数据库6中。该实验也可以是仿真实验，例如采用热分析软件进行模拟得出的，如Fluent/CAX等仿真软件。主动台3基于历史热图像信息按照如下方式与热图像进行对比以确定活体的类型和位置：在避障处理单元2判定汽车的包络范围内存在活体的情况下，主控台3根据避障处理单元2确定活体的时间读取与该时间相对应的历史热图像信息。例如，汽车在启动2h后停靠熄火，然后在2.5h后判定了存在活体，那么主控台3会读取汽车启动2h熄火2.5h的历史热图像信息与采集到的热图像进行分析。主控台3将历史热图像信息作为参考背景读取热图像中的温度信息并与活体对应的温度范围进行比较，以确定活体的类型。主控台3将历史热图像信息作为参考背景读取热图像中的温度差异区域确定活体的位置。这种设置至少会提高系统对活体的类型的判定准确性和可靠性。

实施例2

考虑到动物会躲藏到能够取暖的部位，如引擎盖内、排气管内以及到淡季对应的部位等等。另一考虑到，汽车在发动前第一热辐射别器1a-1未必处于该检测内部是否存在活体的时刻。为了能够有效地使得汽车安全发动并且对内部的活体造成损伤。

本实施例提供在实施例1的基础上的避障系统的具体技术方案如下：

避障系统还包括内部避障检测单元1。内部避障检测单元1包括设置于汽车的底盘4对应发动机的位置、汽车底盘4对应的汽车空调的位置和汽车的底盘4的对应排气管的位置的第二热辐射识别器1a-2，第二热辐射识别器1a-2响应于汽车发动之前。

内部避障检测单元1还包括微波雷达组1b。例如，该第二热辐射识别器1a-2是红外热像仪。内部避障检测单元1与避障处理单元2通信连接。例如，该通信连接是蓝牙连接、NB-Lot连接或者Wifi连接等方式。

优选地，内部避障检测单元1具有至少能够识别汽车的包络范围内的活体的第二热辐射检测器1a-2。该热辐射检测器1a包括第二热辐射识别器1a-2。具体地，第二热辐射识别器1a-2设置于能够检测汽车的包络范围内的活体的地方。优选地，为了更好地解决本发明提出的技术问题，一般情况下，流浪动物更容易躲藏于汽车具有热源的区域。例如，该热源包括发动机下方、排气管下方以及汽车空调下方。优选地，热辐射检测器1a设置于汽车的底盘4对应发动机的位置。热辐射检测器1a设置于汽车底盘4对应的汽车空调的位置。热辐射检测器1a设置于汽车的底盘4的对应排气管的位置。并且，本发明并不局限于在这三个位置设置一个热辐射检测器1a。例如，在发动机对应的区域，还设置有至少一个能够对引擎盖内进行热像检测的热辐射检测器1a，其探测头区别于检测底盘下方的热辐射检测器1a检查方式，其探测头是朝向引擎盖内安装的，并且其主体是安装于底盘的上部，并且设置有三角支架。

优选地，如图2所示，底盘4具有热辐射检测器1a的移动通道和与移动通道相互契合的柔性挡水垫4a。热辐射检测器1a的一端设置有伸缩机构5。以使得在汽车熄火的情况下热辐射检测器1a的监控头能够在伸缩机构5伸长时以在移动通道移动并且在推力的作用下推开柔性挡水垫4a的方式探伸出底盘4。例如，柔性挡水垫4a的一端固定于底盘上，另一端是自由端，在热辐射检测器1a伸入底盘内时，柔性挡水垫4a形成挡水结构，防止形成过程中对热辐射检测器1a的损害。在汽车熄火或者停车时，热辐射检测器1a在伸缩机构的作用下伸出移动通道并且柔性挡水垫4a的位移和变形延伸出底盘进行热像检测。优选地，伸缩机构5包括伸缩主杆5a和伸缩副杆5b。伸缩副杆5b的一端以铰接的形式与底盘4连接。伸缩副杆5b的一端与伸缩主杆5a铰接，伸缩主杆5a与热辐射检测器1a的主体固定连接。例如，伸缩主杆5a是液压伸缩杆，其液压泵安装于汽车的车厢对应的区域。伸缩副杆5b则是具有伸缩节的机械伸缩杆，其跟随伸缩主杆5a的伸缩而伸缩。并且也是为了防止热辐射检测器1a在汽车移动过程中掉落，伸缩副杆5b共计三根并呈三角形的方式设置。

优选地，避障处理单元2配置为能够基于热辐射检测器1a采集的热辐射生成汽车的包络范围内的热图像，并且避障处理单元2能够基于热图像判定汽车的包络范围内是否存在活体。例如，避障处理单元2能够基于热图像中的温度异常区域判定是否存在活体。具体地，活体历史数据库6预存历史热图像信息。避障处理单元2通过将采集热图像与该历史热图像信息进行温度上的比较，确定是否存在活体。温度异常主要包括了温度值异常和温度梯度异常。例如，历史热图像信息在引擎盖不存在活体时，引擎盖内的历史热图像信息由发动机的运行时间决定了的。但是，如果有一只猫躲入引擎盖内时，由于猫是一个异常热源，热图像会采集到该异常热源，其直接地会导致热图像中引擎盖内的呈现的温度数值与历史热图像信息的温度数值、和热图像中呈现的温度梯度与历史热图像信息的温度数值存在差异，由此避障处理单元2判别汽车引擎盖内是否存在活体。从上述能够清楚的知道，避障处理单元2是对热图像的信息进行数据采集和对比，并不涉及软件程序的改进。

由于汽车是一个较为复杂的系统，其包括各种各样的子系统，各子系统或者各零部件可能存在各种故障导致其发热或者过冷，从而影响汽车的行车稳定性，因此为了区分这一部分现象，也是本发明的另一个优势识别汽车故障。优选地，主控台3被配置为对热图像进行等区域划分。例如，区域是在汽车的包络范围内划分为(i，j)(i＝1，2...M，j＝1，2...N)。并且按照帧间隔计算得到每个区域的皮尔森相关系数。在第t帧和第t+Δt帧的热图像的皮尔森相关计算为r_t(i，j)，其计算公式为：

式中，t＝1，2...T-Δt，K表示每个区域内像素点的数量，分别表示第t帧和第t+Δt帧的热图像的区域(i，j)中第k个像素点的红外热响应，分别表示第t帧和第t+Δt帧的热图像的区域(i，j)中第k个像素点的红外热响应平均值。

优选地，对每个帧对应的皮尔森相关系数进行粗大误差检验。对于每个区域，记录其一定时间前后的皮尔森相关系数的序列其中为采集到热图像的时刻，δt为表示预设的偏移帧数，本实施例δt的取值为大于或等于5，对该皮尔森相关系数序列进行粗大误差检验。当在粗大误差不在对应的阈值的情况下，主控台3计算该区域内每个像素点的红外热响应序列的偏度值。具体地，遍历每个像素点(x，y，z)，如果像素点(x，y，z)不属于该异常区域，则令Q’_t(x，y，z)＝λ₁Q_t(x，y，z)，其中，Q’_t(x，y，z)、Q_t(x，y，z)分别表示第t帧热图像中像素点(x，y，z)的处理前后的红外热响应，其中，λ₁小于1，对该正常区域做弱化处理。如果，像素点(x，y，z)属于异常区域，则计算该像素点(x，y，z)在热图像中热响应序列的偏度值P(x，y，z)，如果P(x，y，z)大于预设的阈值τ，令Q’_t(x，y，z)＝λ₂Q_t(x，y，z)，其中λ₂大于1，否则Q’_t(x，y，z)＝λ₁Q_t(x，y，z)。从而在偏度值大于对应的阈值的像素点进行红外热响应增强从而得到异常区域增强的热图像视频流。通过这种设置，在发现热图像具有异常的情况下，能够记录热图像的视频流，能够便于主控台3确认是因为活体导致的热图像异常还是因为汽车本身的故障导致的热图像异常。

由于热图像不能精确地得出活体的坐标，尤其是在动物躲藏入引擎盖内的情况。优选地，内部避障检测单元1还设置有能够朝汽车的包络范围内发射微波信号的微波雷达组1b。微波雷达组1b包括设置于汽车的前保险杠的第一组微波雷达和设置于汽车的后保险杠的第二组微波雷达。微波雷达组1b响应于避障处理单元2判定汽车的包络范围内存在活体基于主控台3生成的活体的位置信息向位置发出微波信号用以确定活体的真实位置，以使得主控台3能够生成活体的真实位置坐标提呈现于驾驶员。微波雷达组1b是本系统用于辅助确定活体的坐标。

实施例3

本实施例提供一种基于热图像的汽车避障方法，能够在汽车行驶过程中基于第一热辐射识别器1a-1采集的汽车的包络范围内的第二热图像形成绕障策略。第一热辐射识别器1a-1能够在汽车行驶停止后用于获取汽车的包络范围内的第一热图像，主控台3能够在汽车停止后基于第一热辐射识别器1a-1采集的汽车的包络范围内的第一热图像识别出活体的位置信息和类型从而生成避障策略。主控台包括能够基于第一热图像判定汽车的包络范围内是否存在活体的避障处理单元2，在避障处理单元2判定汽车的包络范围内存在活体的情况下，避障处理单元2将第一热图像传输至汽车的主控台3，以使得主控台3能够以将第一热图像反应的活体的类型和位置生成避障等级的形式呈现于汽车的驾驶员。

优选地，第一热辐射识别器1a-1响应于汽车停止后的至少一个时刻对汽车的包络范围内进行扫描并生成第一热图像。相邻两个时刻之间的时间间隔基于汽车的热量耗散而延长。在避障处理单元2基于任一时刻获取的第一热图像判定汽车的包络范围内不存在活体的情况下，主动台3能够基于任一时刻获取的第一热图像采用深度学习算法将该第一热图像存储至活体历史数据库6。

需要说明的是，随着科学技术的发展，无人驾驶技术是未来的发展趋势，因此本发明中所指的驾驶员是指广义的驾驶员。例如，该汽车是有人驾驶的，则该驾驶员是真实的驾驶者。而如果该汽车是无人驾驶的，则该驾驶员是该汽车的控制中心。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于热图像的汽车避障系统，包括：

主控台(3)，其能够在所述汽车行驶过程中基于第一热辐射识别器(1a-1)采集的所述汽车的包络范围内的第二热图像形成绕障策略；

其特征在于，

所述第一热辐射识别器(1a-1)能够在所述汽车行驶停止后用于获取所述汽车的包络范围内的第一热图像，所述主控台(3)能够在所述汽车停止后基于第一热辐射识别器(1a-1)采集的所述汽车的包络范围内的第一热图像识别出所述活体的位置信息和类型从而生成所述避障策略，

其中，所述主控台包括能够基于所述第一热图像判定所述汽车的包络范围内是否存在所述活体的避障处理单元(2)，在所述避障处理单元(2)判定所述汽车的包络范围内存在所述活体的情况下，所述避障处理单元(2)将所述第一热图像传输至所述汽车的主控台(3)，以使得所述主控台(3)能够以将所述第一热图像反应的所述活体的类型和位置生成避障等级的形式呈现于所述汽车的驾驶员。

2.根据权利要求1所述的避障系统，其特征在于，所述第一热辐射识别器(1a-1)响应于所述汽车停止后的至少一个时刻对所述汽车的包络范围内进行扫描并生成所述第一热图像，相邻两个时刻之间的时间间隔基于所述汽车的热量耗散而延长；

其中，在所述避障处理单元(2)基于任一时刻获取的所述第一热图像判定所述汽车的包络范围内不存在所述活体的情况下，所述主动台(3)能够基于所述任一时刻获取的所述第一热图像采用深度学习算法将该第一热图像存储至活体历史数据库(6)。

3.根据权利要求1或2所述的避障系统，其特征在于，所述避障系统还包括内部避障检测单元(1)，所述内部避障检测单元(1)包括设置于所述汽车的底盘(4)对应发动机的位置、所述汽车底盘(4)对应的汽车空调的位置和所述汽车的底盘(4)的对应排气管的位置的第二热辐射识别器(1a-2)，所述第二热辐射识别器(1a-2)响应于所述汽车发动之前，

其中，所述底盘(4)具有第二所述热辐射识别器(1a-2)的移动通道和与所述移动通道相互契合的柔性挡水垫(4a)，所述第二热辐射识别器(1a-2)的一端设置有伸缩机构(5)，以使得在汽车熄火的情况下所述热辐射检测器(1a)的监控头能够在所述伸缩机构(5)伸长时以在所述移动通道移动并且在推力的作用下推开所述柔性挡水垫(4a)的方式探伸出所述底盘(4)，

其中，所述伸缩机构(5)包括伸缩主杆(5a)和伸缩副杆(5b)，所述伸缩副杆(5b)的一端以铰接的形式与所述底盘(4)连接，所述伸缩副杆(5b)的一端与所述伸缩主杆(5a)铰接，所述伸缩主杆(5a)与所述热辐射识别器(1a-2)的主体固定连接。

4.根据前述权利要求之一所述的避障系统，其特征在于，所述主控台(3)能够基于第一热图像中的温度信息从主控台(3)中的活体历史数据库(6)中匹配出所述活体的类型，所述活体历史数据库(6)按照彼此相互映射的方式存储的所述活体的类型、所述活体对应的温度范围、所述活体对应的避障等级和所述活体对应的避障任务，

其中，在所述活体的类型提示为有人的情况下，所述主控台(3)生成第一等避障等级并且执行所述第一等避障等级对应的第一等任务；

或者在所述活体的类型提示为仅有动物的情况下，所述主控台(3)生成第二等避障等级，在所述活体的位置位于所述汽车的引擎盖内的情况下，所述主控台(3)将所述第二等避障等级调整为第二A等避障等级并且执行所述第二A等避障等级对应的第二A等任务；或者在所述活体的位置位于所述汽车底盘(4)下方的情况下，所述主控台(3)调整为第二B等避障等级并且执行第二B等任务。

5.根据前述权利要求之一所述的避障系统，其特征在于，所述汽车的底盘(4)设置有超声波发生部，所述超声波发生部包括脉冲信号发生器、功率放大器、档位选择器、换能器和电源，所述脉冲信号发生器、所述功率放大器、所述档位选择器、所述换能器和所述电源以集成的方式设置；

其中，所述功率放大器的输入端与所述脉冲信号发生器的输出端连接，所述功率放大器输出端连接所述换能器、所述档位选择器与所述脉冲信号发生器，所述电源分别与所述脉冲信号发生器和所述功率方法器连接，所述档位选择器与所述主控台(3)通信连接，以使得在所述活体的类型为动物且所述活体位于底盘(4)下方的情况下，所述主控台(3)生成第二执行命令反馈至所述超声波发生部使得所述超声波发生部发出20kHz～50kHz的驱赶频率以执行所述第二B等任务。

6.根据前述权利要求之一所述的避障系统，其特征在于，在所述活体的类型提示为有人的情况下，所述主控台(3)生成第一执行命令反馈至与所述主控台(3)通信连接的所述汽车的动力装置使得所述动力装置处于关闭状态从而使得所述汽车不能启动的方式执行所述第一等任务；

或者在所述活体的类型提示为仅有动物且所述活体的位置位于所述汽车的引擎盖内的情况下，所述主控台(3)生成第三执行命令反馈至所述汽车的动力装置使得所述动力装置处于关闭状态从而使得所述汽车的发动机的方式执行所述第二A等任务。

7.根据前述权利要求之一所述的避障系统，其特征在于，所述活体历史数据库(6)预存有与时间相关且在不存在所述活体的情况下由实验数据绘制的历史热图像信息，

所述主动台(3)基于所述历史热图像信息按照根据下方式与所述第一热图像进行对比以确定所述活体的类型和位置：

在所述避障处理单元(2)判定所述汽车的包络范围内存在活体的情况下，所述主控台(3)根据所述避障处理单元(2)确定所述活体的时间读取与该时间相对应的所述历史热图像信息，所述主控台(3)将所述历史热图像信息作为参考背景读取所述第一热图像中的温度信息并与所述活体对应的温度范围进行比较，以确定所述活体的类型；以及所述主控台(3)将所述历史热图像信息作为参考背景读取所述第一热图像中的温度差异区域确定所述活体的位置。

8.根据前述权利要求之一所述的避障系统，其特征在于，所述内部避障检测单元(1)还设置有能够朝所述汽车的包络范围内发射微波信号的微波雷达组(1b)，所述微波雷达组(1b)包括设置于所述汽车的前保险杠的第一组微波雷达和设置于汽车的后保险杠的第二组微波雷达，

所述微波雷达组(1b)响应于所述避障处理单元(2)判定所述汽车的包络范围内存在活体基于所述主控台(3)生成的所述活体的位置信息向所述位置发出微波信号用以确定所述活体的真实位置，以使得所述主控台(3)能够生成所述活体的真实位置坐标提呈现于所述驾驶员。

9.一种基于热图像的汽车避障方法，能够在所述汽车行驶过程中基于第一热辐射识别器(1a-1)采集的所述汽车的包络范围内的第二热图像形成绕障策略，其特征在于，

所述第一热辐射识别器(1a-1)能够在所述汽车行驶停止后用于获取所述汽车的包络范围内的第一热图像，主控台(3)能够在所述汽车停止后基于第一热辐射识别器(1a-1)采集的所述汽车的包络范围内的第一热图像识别出所述活体的位置信息和类型从而生成所述避障策略，

其中，所述主控台包括能够基于所述第一热图像判定所述汽车的包络范围内是否存在所述活体的避障处理单元(2)，在所述避障处理单元(2)判定所述汽车的包络范围内存在所述活体的情况下，所述避障处理单元(2)将所述第一热图像传输至所述汽车的主控台(3)，以使得所述主控台(3)能够以将所述第一热图像反应的所述活体的类型和位置生成避障等级的形式呈现于所述汽车的驾驶员。

10.根据权利要求9所述的避障方法，其特征在于，所述第一热辐射识别器(1a-1)响应于所述汽车停止后的至少一个时刻对所述汽车的包络范围内进行扫描并生成所述第一热图像，相邻两个时刻之间的时间间隔基于所述汽车的热量耗散而延长；

其中，在所述避障处理单元(2)基于任一时刻获取的所述第一热图像判定所述汽车的包络范围内不存在所述活体的情况下，所述主动台(3)能够基于所述任一时刻获取的所述第一热图像采用深度学习算法将该第一热图像存储至活体历史数据库(6)。