CN110007106B - 后方车辆逼近速率分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种后方车辆逼近速率分析系统，包括：车门反射镜，位于在汽车的车门上，具有广角反射镜体，用于反射汽车侧面的后方景象；反射镜支架，用于将所述车门反射镜固定在汽车的车门上，其形状为抑制行驶中汽车侧方生成的涡流；逐帧分析设备，用于基于车辆捕获设备在时间轴上对连续的多个高价值分析区域的车辆对象的景深值获取结果，确定景深值由深到浅方向变化速率最快的车辆对象，将确定的车辆对象的景深值由深到浅方向变化速率作为待分析速率；现场预警设备，与所述逐帧分析设备连接，用于在所述待分析速率超限时，发出快速接近信号，否则，发出正常接近信号。通过本发明，防止车辆驾驶员出现分心情况。
Description
技术领域
本发明涉及车辆监控领域，尤其涉及一种后方车辆逼近速率分析系统。
背景技术
后视镜是驾驶员坐在驾驶室座位上直接获取汽车后方、侧方和下方等外部信息的工具。为了驾驶员操作方便，防止行车安全事故的发生，保障人身安全，各国均规定了汽车上必须安装后视镜，且所有后视镜都必须能调整方向。
后视镜车外调节式这种方式是在停车状态下，通过用手直接调节镜框或镜面的位置的方式来完成视角的调节，该方式费时费力，很难方便地一次性完成，驾驶员需在座位上用手伸出车窗外调节，在行车、雨天等情况下调节很不方便。一般的大型汽车、载货汽车和低档客车都采用车外调节方式，以降低成本。车内调节式这种方式可为驾驶员在行驶过程中调节后视镜，观察后视野提供较为方便的条件。中、高档轿车大都采用车内调节方式。该方式又分为手动调节式(钢丝索传动调节或手柄调节)和电动调节式2种。
发明内容
为了解决现有技术中驾驶员无法准确了解后方车辆逼近状态的技术问题，本发明提供了一种后方车辆逼近速率分析系统，分别对像素点的青色分量、品红色分量、黄色分量和黑色分量的变化情况进行探析，以输出各个分量变化最突出的各个区域；尤为关键的是，引入车辆捕获设备以及逐帧分析设备对后方接近速度最快的车辆对象进行分析，以在其接近速度超限时，发出快速接近信号，实现对驾驶员的有效提醒。
根据本发明的一方面，提供了一种后方车辆逼近速率分析系统，所述系统包括：
车门反射镜，位于在汽车的车门上，具有广角反射镜体，用于反射汽车侧面的后方景象；反射镜支架，用于将所述车门反射镜固定在汽车的车门上，其形状为抑制行驶中汽车侧方生成的涡流。
更具体地，在所述后方车辆逼近速率分析系统中，还包括：
上下调整按钮，设置在汽车的仪表盘上，用于在用户的操控下，对车门反射镜的广角反射镜体进行上下调整；左右调整按钮，设置在汽车的仪表盘上，用于在用户的操控下，对车门反射镜的广角反射镜体进行左右调整。
更具体地，在所述后方车辆逼近速率分析系统中，还包括：
第一驱动电机，设置在汽车的车门内，分别与所述广角反射镜体和所述上下调整按钮连接，用于接收所述上下调整按钮发送的控制信号，并基于所述上下调整按钮发送的控制信号对车门反射镜的广角反射镜体进行相应的上下调整；第二驱动电机，设置在汽车的车门内，分别与所述广角反射镜体和所述左右调整按钮连接，用于接收所述左右调整按钮发送的控制信号，并基于所述左右调整按钮发送的控制信号对车门反射镜的广角反射镜体进行相应的左右调整。
更具体地，在所述后方车辆逼近速率分析系统中，还包括：
后景捕获设备，设置在所述反射镜支架上，用于对汽车侧面的后方景象进行高清数据捕获，以获得并输出相应的高清后方图像；分量提取设备，设置在所述反射镜支架内，与所述后景捕获设备连接，用于接收所述高清后方图像，对所述高清后方图像中的每一个像素点的青色分量、品红色分量、黄色分量和黑色分量进行提取；分布统计设备，设置在所述反射镜支架内，与所述分量提取设备连接，用于基于所述高清后方图像中各个像素点的各个青色分量确定青色分量数值出现变化最多的图像区域以作为青色突出区域，基于所述高清后方图像中各个像素点的各个品红色分量确定品红色分量数值出现变化最多的图像区域以作为品红色突出区域，基于所述高清后方图像中各个像素点的各个黄色分量确定黄色分量数值出现变化最多的图像区域以作为黄色突出区域，基于所述高清后方图像中各个像素点的各个黑色分量确定黑色分量数值出现变化最多的图像区域以作为黑色突出区域；区域归纳设备，与所述分布统计设备连接，用于将所述青色突出区域、所述品红色突出区域、所述黄色突出区域和所述黑色突出区域一起作为多个突出区域输出；平滑处理设备，与所述区域归纳设备连接，用于接收所述多个突出区域，对所述多个突出区域分别执行图像平滑处理，以获得并输出对应的多个平滑处理区域；直方图均衡设备，与所述平滑处理设备连接，用于接收所述多个平滑处理区域，并对所述多个平滑处理区域分别执行现场直方图均衡处理，以输出多个现场均衡区域；车辆捕获设备，与所述直方图均衡设备连接，用于将所述多个现场均衡区域组合以获得高价值分析区域，从所述高价值分析区域中提取一个或多个车辆对象，并分别获取所述一个或多个车辆对象分别对应的一个或多个景深值；逐帧分析设备，与所述车辆捕获设备连接，用于基于所述车辆捕获设备在时间轴上对连续的多个高价值分析区域的车辆对象的景深值获取结果，确定景深值由深到浅方向变化速率最快的车辆对象，将确定的车辆对象的景深值由深到浅方向变化速率作为待分析速率；现场预警设备，与所述逐帧分析设备连接，用于在所述待分析速率超限时，发出快速接近信号，否则，发出正常接近信号。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的后方车辆逼近速率分析系统的工作场景示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的后方车辆逼近速率分析系统的实施方案进行详细说明。
后视镜有一个视界的问题，也就是指镜面所能够反映到的范围。业界有视界三要素的提法，即驾驶者眼睛与后视镜的距离；后视镜的尺寸大小和后视镜的曲率半径。这三要素之间具有一定的关系，当后视镜的距离和尺寸相同时，镜面的曲率半径越小，镜面反映的视界越大。当镜面的曲率半径相同时，镜面的尺寸越大，镜面反映的视界越大。
同时，后视镜也有一个反射率指标。反射率越大镜面反映的图像越清晰。反射率的大小与镜内表面反射膜材料有关。
由于一般轿车的速度提高，风阻和噪声是设计者要考虑的重要问题，因此外后视镜外形轮廓要符合空气动力学，用圆滑的线条尽量减少风阻及风噪。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种后方车辆逼近速率分析系统，能够有效解决相应的技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的后方车辆逼近速率分析系统的工作场景示意图，所述系统包括：
车门反射镜1或2，位于在汽车的车门上，具有广角反射镜体，用于反射汽车侧面的后方景象；
反射镜支架，用于将所述车门反射镜固定在汽车的车门上，其形状为抑制行驶中汽车侧方生成的涡流。
接着，继续对本发明的后方车辆逼近速率分析系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述后方车辆逼近速率分析系统中，还包括：
上下调整按钮，设置在汽车的仪表盘上，用于在用户的操控下，对车门反射镜的广角反射镜体进行上下调整；
左右调整按钮，设置在汽车的仪表盘上，用于在用户的操控下，对车门反射镜的广角反射镜体进行左右调整。
在所述后方车辆逼近速率分析系统中，还包括：
第一驱动电机，设置在汽车的车门内，分别与所述广角反射镜体和所述上下调整按钮连接，用于接收所述上下调整按钮发送的控制信号，并基于所述上下调整按钮发送的控制信号对车门反射镜的广角反射镜体进行相应的上下调整；
第二驱动电机，设置在汽车的车门内，分别与所述广角反射镜体和所述左右调整按钮连接，用于接收所述左右调整按钮发送的控制信号，并基于所述左右调整按钮发送的控制信号对车门反射镜的广角反射镜体进行相应的左右调整。
在所述后方车辆逼近速率分析系统中，还包括：
后景捕获设备，设置在所述反射镜支架上，用于对汽车侧面的后方景象进行高清数据捕获，以获得并输出相应的高清后方图像；
分量提取设备，设置在所述反射镜支架内，与所述后景捕获设备连接，用于接收所述高清后方图像，对所述高清后方图像中的每一个像素点的青色分量、品红色分量、黄色分量和黑色分量进行提取；
分布统计设备，设置在所述反射镜支架内，与所述分量提取设备连接，用于基于所述高清后方图像中各个像素点的各个青色分量确定青色分量数值出现变化最多的图像区域以作为青色突出区域，基于所述高清后方图像中各个像素点的各个品红色分量确定品红色分量数值出现变化最多的图像区域以作为品红色突出区域，基于所述高清后方图像中各个像素点的各个黄色分量确定黄色分量数值出现变化最多的图像区域以作为黄色突出区域，基于所述高清后方图像中各个像素点的各个黑色分量确定黑色分量数值出现变化最多的图像区域以作为黑色突出区域；
区域归纳设备，与所述分布统计设备连接，用于将所述青色突出区域、所述品红色突出区域、所述黄色突出区域和所述黑色突出区域一起作为多个突出区域输出；
平滑处理设备，与所述区域归纳设备连接，用于接收所述多个突出区域，对所述多个突出区域分别执行图像平滑处理，以获得并输出对应的多个平滑处理区域；
直方图均衡设备，与所述平滑处理设备连接，用于接收所述多个平滑处理区域，并对所述多个平滑处理区域分别执行现场直方图均衡处理，以输出多个现场均衡区域；
车辆捕获设备，与所述直方图均衡设备连接，用于将所述多个现场均衡区域组合以获得高价值分析区域，从所述高价值分析区域中提取一个或多个车辆对象，并分别获取所述一个或多个车辆对象分别对应的一个或多个景深值；
逐帧分析设备，与所述车辆捕获设备连接，用于基于所述车辆捕获设备在时间轴上对连续的多个高价值分析区域的车辆对象的景深值获取结果，确定景深值由深到浅方向变化速率最快的车辆对象，将确定的车辆对象的景深值由深到浅方向变化速率作为待分析速率；
现场预警设备，与所述逐帧分析设备连接，用于在所述待分析速率超限时，发出快速接近信号，否则，发出正常接近信号。
在所述后方车辆逼近速率分析系统中：所述分布统计设备包括青色分量统计子设备、品红色分量统计子设备、黄色分量统计子设备和黑色分量统计子设备。
在所述后方车辆逼近速率分析系统中：在所述区域归纳设备中，当所述青色突出区域、所述品红色突出区域、所述黄色突出区域和所述黑色突出区域存在重叠区域时，输出所述青色突出区域、所述品红色突出区域、所述黄色突出区域和所述黑色突出区域进行区域去重后的多个区域以作为多个突出区域。
在所述后方车辆逼近速率分析系统中：所述第一驱动电机通过控制其内部的电流方向实现对车门反射镜的广角反射镜体进行的相应的上下调整。
在所述后方车辆逼近速率分析系统中：所述第二驱动电机通过控制其内部的电流方向实现对车门反射镜的广角反射镜体进行的相应的左右调整。
另外，所述后景捕获设备包括CMOS传感器，用于对汽车侧面的后方景象进行高清数据捕获，以获得并输出相应的高清后方图像。
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。
采用本发明的后方车辆逼近速率分析系统，针对现有技术中驾驶员了解后方车辆情况困难且容易分神的技术问题，通过分别对像素点的青色分量、品红色分量、黄色分量和黑色分量的变化情况进行探析，以输出各个分量变化最突出的各个区域；在上述数据处理的基础上，引入车辆捕获设备以及逐帧分析设备对后方接近速度最快的车辆对象进行分析，以在其接近速度超限时，发出快速接近信号，实现对驾驶员的有效提醒；从而解决了上述技术问题。
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 (5)
1.一种后方车辆逼近速率分析系统，其特征在于，所述系统包括：
车门反射镜，位于在汽车的车门上，具有广角反射镜体，用于反射汽车侧面的后方景象；
反射镜支架，用于将所述车门反射镜固定在汽车的车门上，其形状为抑制行驶中汽车侧方生成的涡流；
上下调整按钮，设置在汽车的仪表盘上，用于在用户的操控下，对车门反射镜的广角反射镜体进行上下调整；
左右调整按钮，设置在汽车的仪表盘上，用于在用户的操控下，对车门反射镜的广角反射镜体进行左右调整；
第一驱动电机，设置在汽车的车门内，分别与所述广角反射镜体和所述上下调整按钮连接，用于接收所述上下调整按钮发送的控制信号，并基于所述上下调整按钮发送的控制信号对车门反射镜的广角反射镜体进行相应的上下调整；
第二驱动电机，设置在汽车的车门内，分别与所述广角反射镜体和所述左右调整按钮连接，用于接收所述左右调整按钮发送的控制信号，并基于所述左右调整按钮发送的控制信号对车门反射镜的广角反射镜体进行相应的左右调整；
后景捕获设备，设置在所述反射镜支架上，用于对汽车侧面的后方景象进行高清数据捕获，以获得并输出相应的高清后方图像；
分量提取设备，设置在所述反射镜支架内，与所述后景捕获设备连接，用于接收所述高清后方图像，对所述高清后方图像中的每一个像素点的青色分量、品红色分量、黄色分量和黑色分量进行提取；
分布统计设备，设置在所述反射镜支架内，与所述分量提取设备连接，用于基于所述高清后方图像中各个像素点的各个青色分量确定青色分量数值出现变化最多的图像区域以作为青色突出区域，基于所述高清后方图像中各个像素点的各个品红色分量确定品红色分量数值出现变化最多的图像区域以作为品红色突出区域，基于所述高清后方图像中各个像素点的各个黄色分量确定黄色分量数值出现变化最多的图像区域以作为黄色突出区域，基于所述高清后方图像中各个像素点的各个黑色分量确定黑色分量数值出现变化最多的图像区域以作为黑色突出区域；
区域归纳设备，与所述分布统计设备连接，用于将所述青色突出区域、所述品红色突出区域、所述黄色突出区域和所述黑色突出区域一起作为多个突出区域输出；
平滑处理设备，与所述区域归纳设备连接，用于接收所述多个突出区域，对所述多个突出区域分别执行图像平滑处理，以获得并输出对应的多个平滑处理区域；
直方图均衡设备，与所述平滑处理设备连接，用于接收所述多个平滑处理区域，并对所述多个平滑处理区域分别执行现场直方图均衡处理，以输出多个现场均衡区域；
车辆捕获设备，与所述直方图均衡设备连接，用于将所述多个现场均衡区域组合以获得高价值分析区域，从所述高价值分析区域中提取一个或多个车辆对象，并分别获取所述一个或多个车辆对象分别对应的一个或多个景深值；
逐帧分析设备，与所述车辆捕获设备连接，用于基于所述车辆捕获设备在时间轴上对连续的多个高价值分析区域的车辆对象的景深值获取结果，确定景深值由深到浅方向变化速率最快的车辆对象，将确定的车辆对象的景深值由深到浅方向变化速率作为待分析速率；
现场预警设备，与所述逐帧分析设备连接，用于在所述待分析速率超限时，发出快速接近信号，否则，发出正常接近信号。
2.如权利要求1所述的后方车辆逼近速率分析系统，其特征在于：
所述分布统计设备包括青色分量统计子设备、品红色分量统计子设备、黄色分量统计子设备和黑色分量统计子设备。
3.如权利要求2所述的后方车辆逼近速率分析系统，其特征在于：
在所述区域归纳设备中，当所述青色突出区域、所述品红色突出区域、所述黄色突出区域和所述黑色突出区域存在重叠区域时，输出所述青色突出区域、所述品红色突出区域、所述黄色突出区域和所述黑色突出区域进行区域去重后的多个区域以作为多个突出区域。
4.如权利要求3所述的后方车辆逼近速率分析系统，其特征在于：
所述第一驱动电机通过控制其内部的电流方向实现对车门反射镜的广角反射镜体进行的相应的上下调整。
5.如权利要求4所述的后方车辆逼近速率分析系统，其特征在于：
所述第二驱动电机通过控制其内部的电流方向实现对车门反射镜的广角反射镜体进行的相应的左右调整。
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