CN110228416A - 一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统及其方法，该预警系统包括转向及转角采集机构、图像采集机构、预警机构、微电脑模块、图像显示机构以及图像处理机构。转向及转角采集机构用于检测车辆的方向盘的转向以及转角，图像采集机构包括摄像装置一和摄像装置二。微电脑模块在转角达到正阈值时，驱动摄像装置一旋转后拍摄车辆盲区图像一，且在转角达到负阈值时，驱动摄像装置二旋转后拍摄盲区图像二。微电脑模块在图像处理机构判定存在目标障碍物时，驱动预警机构发出预警信息并在图像显示机构中标定对应目标障碍物的位置信息。本发明能减少视觉盲区对驾驶员的影响，便于进行避障，减少了交通事故的发生，提高了车辆的行驶安全性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆驾驶技术领域的一种预警系统，尤其涉及一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，还涉及该预警系统的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警方法。
背景技术
车辆的A柱是左前方和右前方连接车顶和前舱的连接柱，在发动机舱和驾驶舱之间，左右后视镜的上方，会遮挡你一部分的转弯视界，形成转弯视觉盲区。车辆在结构化的道路上行驶时，会由于转弯视觉盲区的存在导致驾驶员无法准确的判断外界的驾驶环境，尤其是在车辆进行转弯时，使得驾驶员的视线受到了一定的影响，容易忽视目标路口的对向道路的意外来车或者意外出现的行人，以致造成严重的交通事故。
发明内容
针对现有的技术问题，本发明提供一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统及其方法，解决了现有车辆在转弯时A柱产生视觉盲区使得驾驶员视线受影响并造成交通事故的问题。
本发明采用以下技术方案实现：一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其包括：
转向及转角采集机构，其用于检测一个车辆的方向盘的转向以及转角；
图像采集机构，其用于采集所述车辆前方的图像信息；以及
预警机构，其用于根据所述转向、所述转角以及所述图像信息，发出相应的预警信息；
其中，定义所述方向盘的原始角度为零，逆时针和顺时针旋转方向中一者为正向，另一者为负向；所述图像采集机构包括均为旋转式的摄像装置一和摄像装置二；所述摄像装置一安装在所述车辆相对一侧的后视镜上，所述摄像装置二安装在所述车辆相对另一侧的后视镜上；
所述预警系统还包括：
微电脑模块，其用于判断所述转角是否达到一个正阈值或者一个负阈值；所述微电脑模块在所述转角达到所述正阈值时，驱动所述摄像装置一旋转一个预设角度一后拍摄所述车辆转弯产生的盲区图像一，且在所述转角达到所述负阈值时，驱动所述摄像装置二旋转一个预设角度二后拍摄所述车辆转弯产生的盲区图像二；
图像显示机构，其用于显示所述盲区图像一或所述盲区图像二；以及
图像处理机构，其用于通过预置的分类器检测所述盲区图像一或所述盲区图像二中的障碍物，判断是否存在目标障碍物；所述微电脑模块在所述图像处理机构判定存在所述目标障碍物时，驱动所述预警机构发出所述预警信息并在所述图像显示机构中标定对应所述目标障碍物的位置信息。
作为上述方案的进一步改进，所述摄像装置一和所述摄像装置二均为摄像模块；摄像模块包括底座、电动旋转头以及左摄像机/右摄像机；底座安装在后视镜上，电动旋转头转动安装在底座上；左摄像机/右摄像机安装在电动旋转头上，左摄像机位于所述车辆的驾驶位左侧，右摄像机位于所述车辆的驾驶位右侧。
作为上述方案的进一步改进，定义所述车辆转弯的目标路口中对向道路宽度的二分之一为所述摄像装置一或所述摄像装置二的中心坐标；所述微电脑模块根据所述中心坐标计算所述摄像装置一或所述摄像装置二的调节角度，驱动电动旋转头旋转，使对应的左摄像机/右摄像机旋转所述调节角度。
作为上述方案的进一步改进，所述摄像装置一和所述摄像装置二均为旋转摄像头，并分别安装在所述车辆相对两侧的两个后视镜的外壳中。
作为上述方案的进一步改进，所述转向及转角采集机构包括转角传感器；转角传感器安装在所述方向盘的转轴上，并用于获取所述转向以及所述转角。
作为上述方案的进一步改进，所述预警机构包括预警扬声器；预警扬声器安装在所述车辆的中控台上，并用于发出所述预警信息。
作为上述方案的进一步改进，所述图像显示机构包括显示器；显示器安装在所述车辆的驾驶室内，并用于显示所述微电脑模块去噪后的所述盲区图像一或所述盲区图像二。
作为上述方案的进一步改进，所述正阈值和所述负阈值的绝对值相等，且绝对值均不大于90度。
作为上述方案的进一步改进，所述预警系统还包括：
定位模块，其用于实时定位所述车辆的位置，并显示在所述图像显示机构上。
本发明还提供一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警方法，其应用于上述任意所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统中，其包括以下步骤：
检测一个车辆的方向盘的转向以及转角；定义所述方向盘的原始角度为零，所述转向中逆时针和顺时针旋转方向中一者为正向，另一者为负向；
判断所述转角是否达到一个正阈值或者一个负阈值；
在所述转角达到一个正阈值时，驱动所述摄像装置一旋转一个预设角度一后拍摄所述车辆转弯产生的盲区图像一；
在所述转角达到一个负阈值时，驱动所述摄像装置二旋转一个预设角度二后拍摄所述车辆转弯产生的盲区图像二；
通过预置的分类器检测所述盲区图像一或所述盲区图像二中的障碍物，判断是否存在目标障碍物；
在所述图像处理机构判定存在所述目标障碍物时，驱动所述预警机构发出所述预警信息并在所述图像显示机构中标定对应所述目标障碍物的位置信息。
本发明的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统及其方法，该预警系统的转向及转角采集机构检测出车辆的转向和转角，而微电脑模块进一步判断转角是否正阈值或者负阈值，并在达到正阈值时驱动摄像装置一旋转，而在达到负阈值时驱动摄像装置二旋转，从而拍摄出车辆转弯时的盲区图像，这样就能够将盲区图像显示在图像显示机构中，以供驾驶员查看。同时，图像处理机构进一步判断盲区图像中是否存在目标障碍物，而微电脑模块在存在障碍物时使预警机构发出预警信息，并且将障碍物在图像显示机构上显示出来，以显示出A柱产生的视觉盲区，减少视觉盲区对驾驶员的视线影响，并且便于驾驶员进行避障，从而减少了交通事故的发生，提高了车辆的行驶安全性。
附图说明
图1为本发明实施例1的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统所在车辆左拐弯行驶时的视野盲区示意图(图中区域A为驾驶员的可视区域)；
图2为图1中的车辆中驾驶员与摄像装置一的可视区域示意图(图中区域B为摄像模块的可视区域)；
图3为图1中的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统的组成结构及数据传输示意图；
图4为图3中的预警系统的摄像模块的结构示意图；
图5为图4中的摄像模块安装在车辆上的位置示意图；
图6为图1中的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统的流程图；
图7为图1中的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统的图像采集机构旋转角度的原理图。
符号说明：
1 转角传感器 31 左摄像机
3 摄像模块 32 右摄像机
4 显示器 33 底座
5 预警扬声器 34 电动旋转头
6 后视镜
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1、图2以及图3，本实施例提供了一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，该预警系统包括转向及转角采集机构、图像采集机构、预警机构、微电脑模块、图像显示机构以及图像处理机构。该预警系统能够安装在车辆中并作为车辆的一部分结构，也可以独立于车辆，而作为单独的产品进行安装和使用。
转向及转角采集机构用于检测一个车辆的方向盘的转向以及转角。在本实施例中，转向及转角采集机构包括转角传感器1。转角传感器1安装在方向盘的转轴上，并用于获取转向以及转角。其中，定义方向盘的原始角度为零，逆时针和顺时针旋转方向中一者为正向，另一者为负向。在本实施例中，为了方便说明，以方向盘的逆时针旋转方向为正方向，顺时针旋转方向为负方向，即方向盘逆时针旋转一定角度所产生的转角为正值，而顺时针旋转一定角度所产生的转角为负值。这样，就定义了左转和右转在转角符号上的区别，以便于后续根据转角判断转向。当然，在另外一些实施例中，转向及转角采集机构可以通过其他器件检测方向盘的转向和转角信息。
请参阅图4以及图6，图像采集机构用于采集车辆前方的图像信息。其中，图像采集机构包括均为旋转式的摄像装置一和摄像装置二。摄像装置一安装在车辆相对一侧的后视镜6上，摄像装置二安装在车辆相对另一侧的后视镜6上。在本实施例中，摄像装置一和摄像装置二均为摄像模块3。摄像模块3包括底座33、电动旋转头34以及左摄像机31/右摄像机32，即摄像装置一包括一个底座33、一个电动旋转头34以及一个左摄像机31，而摄像装置二包括一个底座33、一个电动旋转头34以及右摄像机32。底座33安装在后视镜6上，电动旋转头34转动安装在底座33上。左摄像机31或右摄像机32安装在电动旋转头34上，左摄像机31位于车辆的驾驶位左侧，右摄像机32位于车辆的驾驶位右侧。由于驾驶员的可视区域与摄像装置的可视区域存在一定范围的重叠区域，电动旋转头34能够通过转动，从而带动左摄像机31或者右摄像机32转动，可以将重叠区域减小，进而能够拍摄更大的区域，实现多角度的图像采集使得可视区域扩大。在本实施例中，定义车辆转弯的目标路口中对向道路宽度的二分之一为摄像装置一或摄像装置二的中心坐标。
预警机构用于根据转向、转角以及图像信息，发出相应的预警信息。在本实施例中，预警机构包括预警扬声器5。预警扬声器5安装在车辆的中控台上，并用于发出预警信息。即预警扬声器5通过发出语音信息，提示驾驶员注意避障，以减少交通事故的发生。当然，在其他实施例中，预警机构还可包括其他结构，如包括报警灯，预警机构通过报警灯发出报警光信息，使得驾驶员能够及时进行避障。
请参阅图6，微电脑模块用于判断转角是否达到一个正阈值或者一个负阈值。微电脑模块在转角达到正阈值时，驱动摄像装置一旋转一个预设角度一后拍摄车辆转弯产生的盲区图像一，且在转角达到负阈值时，驱动摄像装置二旋转一个预设角度二后拍摄车辆转弯产生的盲区图像二。在本实施例中，正阈值和负阈值的绝对值相等，且绝对值均不大于90度。这样，微电脑模块就根据方向盘的转向选择对应的摄像装置(摄像装置一或摄像装置二)旋转并拍摄对应的盲区图像(盲区图像一或盲区图像二)，而且根据转角相应使摄像装置一或者摄像装置二旋转一定的角度(预设角度一或预设角度二)，从而能够动态地控制图像采集机构进行角度变换和图像采集。
在上述图像采集的过程中，具体过程是这样的：当车辆进行左转时，方向盘逆时针旋转，这样转向为正方向，即转角为正值，微电脑模块根据转角的正负性判断出车辆正在左转，从而启动摄像装置一进行旋转，并拍摄车辆转弯过程中产生的盲区图像一。当车辆进行右转时，方向盘会顺时针旋转，这样转向就为负方向，转角为负值，微电脑模块根据转角的正负性判断出车辆正在右转，进而启动摄像装置二进行旋转，并拍摄右转过程中产生的盲区图像二。而且在本实施例中，微电脑模块根据前述过程中所定义的中心坐标计算摄像装置一或摄像装置二的调节角度，驱动电动旋转头34旋转，使对应的左摄像机31或右摄像机32旋转相应的调节角度，以显示出A柱产生的视觉盲区，减少视觉盲区对驾驶员的视线影响，并且便于驾驶员进行避障，从而减少了交通事故的发生，提高了车辆的行驶安全性。
请参阅图7，在本实施例中，上述调节角度具体的计算原理是这样的：矩形ABCD为未旋转时的原始图像，黑色方框代表检测到的目标路口的对向路口的中心点，L1为图像的横向中心线，检测到点以后判断是否在以横向中心线为中心的1234区域内(1234分别距L1有10个像素左右)，如果在区域内，则不需要进行摄像机旋转；如果不在区域内，摄像机进行左右旋转，使得中心点落于A1B1C1D1图像中距离横向中心线L2有10个像素的5678区域内(因为摄像机只进行水平方向的运动，所以中心点不一定位于图像正中心，因此落于距横向中心线有10个像素的区域内即可)，当车辆行驶到临近目标路口后，中心点消失，此时不需要进行盲区的检测，相应的摄像机关闭。
图像显示机构用于显示盲区图像一或盲区图像二。在本实施例中，图像显示机构包括显示器4。显示器4安装在车辆的驾驶室内，并用于显示微电脑模块去噪后的盲区图像一或盲区图像二，方便驾驶员实时掌握视觉盲区内的信息，保证驾驶员的驾驶安全，同时减少交通事故的发生。这里需要说明的是，显示器4可以为现有车辆中预设的显示屏，如车控大屏等，方便驾驶员使用。
图像处理机构用于通过预置的分类器检测盲区图像一或盲区图像二中的障碍物，判断是否存在目标障碍物。微电脑模块在图像处理机构判定存在目标障碍物时，驱动预警机构发出预警信息并在图像显示机构中标定对应目标障碍物的位置信息。其中，微电脑模块的信号输出端连接显示器4信号的输入端和预警扬声器5的信号输入端，对图像进行预处理去噪之后在显示器4显示影像，微电脑模块通过车辆、行人分类器文件进行车辆以及行人检测，当检测到目标障碍物时，在显示器4实时显示出相应的位置坐标，并且通过预警扬声器5提示驾驶员，以注意行车安全。
综上所述，本实施例的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统具有以下优点：
该预警系统的转向及转角采集机构检测出车辆的转向和转角，而微电脑模块进一步判断转角是否正阈值或者负阈值，并在达到正阈值时驱动摄像装置一旋转，而在达到负阈值时驱动摄像装置二旋转，从而拍摄出车辆转弯时的盲区图像，这样就能够将盲区图像显示在图像显示机构中，以供驾驶员查看。同时，图像处理机构进一步判断盲区图像中是否存在目标障碍物，而微电脑模块在存在障碍物时使预警机构发出预警信息，并且将障碍物在图像显示机构上显示出来，以显示出A柱产生的视觉盲区，减少视觉盲区对驾驶员的视线影响，并且便于驾驶员进行避障，从而减少了交通事故的发生，提高了车辆的行驶安全性。
实施例2
本实施例提供了一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，该预警系统与实施例1的相似，区别在于摄像装置一和摄像装置二的结构不同。在本实施例中，摄像装置一和摄像装置二均为旋转摄像头，并分别安装在车辆相对两侧的两个后视镜6的外壳中。旋转摄像头可以采用现有的迷你旋转摄像头，而后视镜6的外壳上可开设安装孔，旋转摄像头安装在安装孔中。同时，为了能够减少雨水等进入后视镜6的外壳中，可以在安装孔上设置至少一层弹性伸缩膜。
实施例3
本实施例提供了一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，该预警系统在实施例1的基础上增加了定位模块。定位模块用于实时定位车辆的位置，并显示在图像显示机构上。定位模块可以选用现有的GPS导航模块或者北斗定位模块，并将车辆的信息准确地在图像显示机构上进行显示，以便于在图像显示机构生成车辆模型，进而使得微电脑模块能够准确地判断出车辆和目标障碍物的距离，以便于提醒驾驶员注意避让。而且，在一些特殊情况下，车辆的车控系统可以根据障碍物和车辆的距离信息，同时判断车辆的运行状态，如车速等，对车辆进行系统性干预，这样能够进一步保证驾驶员的安全性，同时也能够降低交通事故的发生率。
实施例4
本实施例提供了一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警方法，其应用于实施例1、实施例2以及实施例3中任意一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统中。该预警方法包括以下步骤：
步骤1、检测一个车辆的方向盘的转向以及转角；定义方向盘的原始角度为零，转向中逆时针和顺时针旋转方向中一者为正向，另一者为负向；
步骤2、判断转角是否达到一个正阈值或者一个负阈值；
步骤3、在转角达到一个正阈值时，驱动摄像装置一旋转一个预设角度一后拍摄车辆转弯产生的盲区图像一；
步骤4、在转角达到一个负阈值时，驱动摄像装置二旋转一个预设角度二后拍摄车辆转弯产生的盲区图像二；
步骤5、通过预置的分类器检测盲区图像一或盲区图像二中的障碍物，判断是否存在目标障碍物；
步骤6、在图像处理机构判定存在目标障碍物时，驱动预警机构发出预警信息并在图像显示机构中标定对应目标障碍物的位置信息。
实施例5
本实施例提供了一种计算机终端，其包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行程序时实现实施例2的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警方法的步骤。
实施例4的方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成独立运行的程序，安装在计算机终端上，计算机终端可以是电脑、智能手机、控制系统以及其他物联网设备等。实施例4的方法也可以设计成嵌入式运行的程序，安装在计算机终端上，如安装在单片机上。
实施例6
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。程序被处理器执行时，实现实施例4的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警方法的步骤。
实施例4的方法在应用时，可以软件的形式进行应用，如设计成计算机可读存储介质可独立运行的程序，计算机可读存储介质可以是U盘，设计成U盾，通过U盘设计成通过外在触发启动整个方法的程序。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其包括：
转向及转角采集机构，其用于检测一个车辆的方向盘的转向以及转角；
图像采集机构，其用于采集所述车辆前方的图像信息；以及
预警机构，其用于根据所述转向、所述转角以及所述图像信息，发出相应的预警信息；
其特征在于，定义所述方向盘的原始角度为零，逆时针和顺时针旋转方向中一者为正向，另一者为负向；所述图像采集机构包括均为旋转式的摄像装置一和摄像装置二；所述摄像装置一安装在所述车辆相对一侧的后视镜(6)上，所述摄像装置二安装在所述车辆相对另一侧的后视镜(6)上；
所述预警系统还包括：
微电脑模块，其用于判断所述转角是否达到一个正阈值或者一个负阈值；所述微电脑模块在所述转角达到所述正阈值时，驱动所述摄像装置一旋转一个预设角度一后拍摄所述车辆转弯产生的盲区图像一，且在所述转角达到所述负阈值时，驱动所述摄像装置二旋转一个预设角度二后拍摄所述车辆转弯产生的盲区图像二；
图像显示机构，其用于显示所述盲区图像一或所述盲区图像二；以及
图像处理机构，其用于通过预置的分类器检测所述盲区图像一或所述盲区图像二中的障碍物，判断是否存在目标障碍物；所述微电脑模块在所述图像处理机构判定存在所述目标障碍物时，驱动所述预警机构发出所述预警信息并在所述图像显示机构中标定对应所述目标障碍物的位置信息。
2.如权利要求1所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其特征在于，所述摄像装置一和所述摄像装置二均为摄像模块(3)；摄像模块(3)包括底座(33)、电动旋转头(34)以及左摄像机(31)/右摄像机(32)；底座(33)安装在后视镜(6)上，电动旋转头(34)转动安装在底座(33)上；左摄像机(31)/右摄像机(32)安装在电动旋转头(34)上，左摄像机(31)位于所述车辆的驾驶位左侧，右摄像机(32)位于所述车辆的驾驶位右侧。
3.如权利要求2所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其特征在于，定义所述车辆转弯的目标路口中对向道路宽度的二分之一为所述摄像装置一或所述摄像装置二的中心坐标；所述微电脑模块根据所述中心坐标计算所述摄像装置一或所述摄像装置二的调节角度，驱动电动旋转头(34)旋转，使对应的左摄像机(31)/右摄像机(32)旋转所述调节角度。
4.如权利要求1所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其特征在于，所述摄像装置一和所述摄像装置二均为旋转摄像头，并分别安装在所述车辆相对两侧的两个后视镜(6)的外壳中。
5.如权利要求1所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其特征在于，所述转向及转角采集机构包括转角传感器(1)；转角传感器(1)安装在所述方向盘的转轴上，并用于获取所述转向以及所述转角。
6.如权利要求1所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其特征在于，所述预警机构包括预警扬声器(5)；预警扬声器(5)安装在所述车辆的中控台上，并用于发出所述预警信息。
7.如权利要求1所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其特征在于，所述图像显示机构包括显示器(4)；显示器(4)安装在所述车辆的驾驶室内，并用于显示所述微电脑模块去噪后的所述盲区图像一或所述盲区图像二。
8.如权利要求1所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其特征在于，所述正阈值和所述负阈值的绝对值相等，且绝对值均不大于90度。
9.如权利要求1所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统，其特征在于，所述预警系统还包括：
定位模块，其用于实时定位所述车辆的位置，并显示在所述图像显示机构上。
10.一种基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警方法，其应用于如权利要求1-9中任意一项所述的基于驾驶员转弯视觉盲区检测的预警系统中，其特征在于，其包括以下步骤：
检测一个车辆的方向盘的转向以及转角；定义所述方向盘的原始角度为零，所述转向中逆时针和顺时针旋转方向中一者为正向，另一者为负向；
判断所述转角是否达到一个正阈值或者一个负阈值；
在所述转角达到一个正阈值时，驱动所述摄像装置一旋转一个预设角度一后拍摄所述车辆转弯产生的盲区图像一；
在所述转角达到一个负阈值时，驱动所述摄像装置二旋转一个预设角度二后拍摄所述车辆转弯产生的盲区图像二；
通过预置的分类器检测所述盲区图像一或所述盲区图像二中的障碍物，判断是否存在目标障碍物；
在所述图像处理机构判定存在所述目标障碍物时，驱动所述预警机构发出所述预警信息并在所述图像显示机构中标定对应所述目标障碍物的位置信息。
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