CN112505708A - 一种自动驾驶人体测距识别电路、装置及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动驾驶人体测距识别电路、装置及汽车，通过超声波雷达搭配热释电传感器对前方障碍物进行识别与测距，判断前方障碍物是否为人体且是否处于行驶路线中，解决了现有技术中存在的自动驾驶汽车无法对人体进行有效识别的技术问题，达到了有效识别位于行驶路线中的人体的效果，保障了行人的安全，提高了自动驾驶的驾驶安全。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，特别涉及一种自动驾驶人体测距识别电路、装置及汽车。
背景技术
近年来，随着自动驾驶技术的不断进步与发展，自动驾驶汽车已经开始进入道路测试阶段，而且部分辅助驾驶汽车开启辅助驾驶后频频发生伤人事件，这使得人民群众对自动驾驶汽车不信任感越发加剧。
面对这样的社会环境，自动驾驶汽车的道路测试难以展开，人们迫切的需要一种能保障行人与驾驶人员安全的自动驾驶汽车，而现有的自动驾驶汽车以遵守交通规则、规范的驾驶行为为主要实现目标，在行人遵守交通规则时，才能确保行人的安全，虽然现有的自动驾驶汽车已经为保障行人安全增加了更多的触发条件，但依然无法全面覆盖道路上的特殊情况。
发明内容
本发明提供一种自动驾驶人体测距识别电路、装置及汽车，以解决现有技术中存在的自动驾驶汽车无法检测人体，导致无法保障行人安全的技术问题。
本发明解决上述技术问题，本发明提出一种自动驾驶人体测距识别电路包括电源电路、数据处理电路、超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路；所述电源电路、超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路分别与所述数据处理电路连接；
所述电源电路，用于为所述数据处理电路、超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路供电；
所述超声波发射电路，用于发射超声波；
所述超声波接收电路，用于接收返回的超声波；
所述热释电传感器信号处理电路，用于检测是否存在人体红外辐射；
所述数据处理电路，用于根据发射超声波及接收返回的超声波的时差计算与障碍物的相对距离，并根据热释电传感器信号处理电路是否检测到人体红外辐射判断障碍物是否为人体。
优选地，还包括显示装置、人体检测报警电路；所述显示装置与所述数据处理电路连接，所述人体检测报警电路与所述数据处理电路连接；其中，
所述显示装置，用于显示测距结果及识别结果；
所述人体检测报警电路，用于在识别结果为人体时，发出警报提醒驾驶员注意避让。
优选地，所述数据处理电路具体用于：
控制所述超声波发射电路发射超声波信号；
响应于所述超声波接收电路返回的超声波信号，将返回的超声波信号按时序的方式，通过高斯滤波滤除噪声；
分离所述通过高斯滤波滤除噪声后的信号得到超声波的发射时间及接收时间，并得到超声波发射时间与接收时间的时差。
优选地，所述数据处理电路具体用于：
获取所述热释电传感器信号处理电路发送的热释电序列数据，并对所述热释电序列数据循环执行高斯模糊滤除噪声步骤，直至滤除后的序列数据满足热释电窗口模式采样要求；
对所述滤除后的热释电序列数据进行傅里叶变换，并将其输入人体热释电训练模型后得到所述人体热释电训练模型输出的分类数据。
优选地，所述数据处理电路还用于：
对预设样本数量的人体及非人体热释电序列样本数据循环执行高斯模糊滤除噪声步骤，直至滤除后的序列数据满足热释电窗口模式采样要求；
对所述滤除后的热释电序列样本数据进行傅里叶变换，利用SVM算法对变换后的数据进行二分类训练，将正样本识别为人体热红外辐射，将负样本识别为非人体热红外辐射，训练完成后得到人体热释电训练模型；
优选地，所述数据处理电路还用于：
对超声波雷达数据进行标定，得到超声波发射时间及接收时间的时差与相对距离的映射表；
将所述分类数据与映射表进行融合，并将融合后的数据进行转换；
根据所述转换后的数据及预设控制方法控制所述显示装置、所述人体检测报警电路及自动驾驶控制模块；
将所述转换后的数据及所述显示装置、所述人体检测报警电路、所述自动驾驶控制模块的控制结果及驾驶员的控制信息保存至数据库；
根据所述数据库中的数据调整所述预设控制方法。
本发明还提出一种自动驾驶人体测距识别装置，所述自动驾驶人体测距识别装置包括如上所述的自动驾驶人体测距识别电路。
本发明还提出一种汽车，所述汽车包括如上所述的自动驾驶人体测距识别装置。
本发明通过使用超声波发射电路及超声波接收电路采集前方障碍物的距离以及位置信息，使用热释电传感器信号处理电路采集前方障碍物的红外辐射，并由数据处理电路判断前方障碍物是否处于行驶路线上，且判断前方障碍物的红外辐射是否为人体，解决了现有技术存在的无法识别前方障碍物是否为人体的技术问题，达到了保护行人及驾驶人员的交通安全的技术效果。
附图说明
图1是本发明自动驾驶人体测距识别电路的结构示意图。
图2为本发明自动驾驶人体测距识别电路另一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 电源电路 | 200 | 超声波发射电路 |
| 300 | 超声波接收电路 | 400 | 热释电传感器信号处理电路 |
| 500 | 数据处理电路 | 600 | 人体检测报警电路 |
| 700 | 显示装置 |
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
参照图1，图一为本申请自动驾驶人体测距识别电路的结构示意图，所述自动驾驶人体测距识别电路包括电源电路、数据处理电路、超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路；所述电源电路、超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路分别与所述数据处理电路连接；
所述电源电路，用于为所述数据处理电路、超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路供电；
所述超声波发射电路，用于发射超声波；
所述超声波接收电路，用于接收返回的超声波；
所述热释电传感器信号处理电路，用于检测是否存在人体红外辐射；
所述数据处理电路，用于根据发射超声波及接收返回的超声波的时差计算与障碍物的相对距离，并根据热释电传感器信号处理电路是否检测到人体红外辐射判断障碍物是否为人体。
易于理解的是，在自动驾驶的过程中，除了需要判断是否为人体以外，还需要确定人体的位置，因此，超声波发射电路与超声波接收电路是不可或缺的，否则会导致人体在道路两侧等红绿灯但是车辆依然刹车的情况，通常情况下，自动驾驶汽车并不会在检测到人体之后立即停车，由于热释电传感器的检测范围及检测距离高于超声波接收电路，通常情况下，在热释电传感器检测到人体时，会将车辆速度控制在预设的阈值以下，避免由于刹车不及时造成交通事故，而当超声波发射电路与超声波接收电路检测到人体的距离与位置信息后，再采取进一步操作，例如变道避让或者急停等。
本实施例通过使用热释电传感器检测自动驾驶车辆前方检测范围内是否有人体来确保自动驾驶汽车对人体的识别过程，利于在自动驾驶过程中保障行人的安全，而后以超声波发射电路及超声波接收电路确定行人是否会影响汽车的正常行驶来确保自动驾驶汽车的行驶过程安全稳定，解决了现有技术中存在的自动驾驶汽车无法检测人体的技术问题，达到了降低自动驾驶车辆伤害行人的效果，提升了自动驾驶汽车的驾驶安全性。
参照图2，还包括显示装置、人体检测报警电路；所述显示装置与所述数据处理电路连接，所述人体检测报警电路与所述数据处理电路连接；其中，
所述显示装置，用于显示测距结果及识别结果；
所述人体检测报警电路，用于在识别结果为人体时，发出警报提醒驾驶员注意避让。
需要说明的是，针对于现有的自动驾驶环境，目前完全不需要驾驶员的自动驾驶是不存在的，由于现有的自动驾驶还不完善，因此大都通过自动驾驶系统实现辅助驾驶的功能，因此在检测到人体后，人体检测报警电路发出警报一方面提示驾驶员注意避让，而当系统检测到有碰撞威胁时可以直接控制车辆变道或急停，人体检测报警电路还可触发喇叭，在检测到无碰撞威胁但距离检测到的人体过近时，可以触发喇叭，提前警示行人，避免惊吓到行人后造成安全事故。
本实施例通过使用显示装置与人体检测报警电路在检测到人体后及时为驾驶员提供详细信息，辅助驾驶员确保行人的交通安全，完善了技术方案，而且通过显示装置及人体检测报警电路，使得自动驾驶系统可以应用于现有的辅助驾驶系统中，扩大了适用场景。
具体地，所述数据处理电路具体用于：
控制所述超声波发射电路发射超声波信号；
响应于所述超声波接收电路返回的超声波信号，将返回的超声波信号按时序的方式，通过高斯滤波滤除噪声；
分离所述通过高斯滤波滤除噪声后的信号得到超声波的发射时间及接收时间，并得到超声波发射时间与接收时间的时差。
易于理解的是，本实施例通过上述步骤实现了发射超声波与接收超声波的时差的计算，由于该计算结果涉及障碍物与车辆的相对距离，如果精度较低或是产生误判、漏判现象极易造成交通事故，因此本实施例对超声波信号进行高斯滤波滤除噪声，大大降低了误判的概率，提高了发射超声波与接收超声波的时差的计算准确程度。
具体地，所述数据处理电路具体用于：
获取所述热释电传感器信号处理电路发送的热释电序列数据，并对所述热释电序列数据循环执行高斯模糊滤除噪声步骤，直至滤除后的序列数据满足热释电窗口模式采样要求；
对所述滤除后的热释电序列数据进行傅里叶变换，并将其输入人体热释电训练模型后得到所述人体热释电训练模型输出的分类数据。
需要说明的是，热释电传感器可以实现不同红外辐射的识别，然而其识别速度较慢，不利于自动驾驶需要快速响应的场景，因此本实施例通过提前进行人体热释电模型的训练，大幅降低人体红外辐射的识别时间，提高了识别速度。
具体地，所述数据处理电路还用于：
对预设样本数量的人体及非人体热释电序列样本数据循环执行高斯模糊滤除噪声步骤，直至滤除后的序列数据满足热释电窗口模式采样要求；
对所述滤除后的热释电序列样本数据进行傅里叶变换，利用SVM算法对变换后的数据进行二分类训练，将正样本识别为人体热红外辐射，将负样本识别为非人体热红外辐射，训练完成后得到人体热释电训练模型；
值得强调的是，本实施例通过提前训练得到人体热释电模型，有效提高了人体红外辐射的识别速度，并通过对滤除后的热释电序列数据进行布里耶变换以及利用SVM算法对变换后的数据进行二分类训练，提高了识别精度，同事进一步降低了出结果的时间。
具体地，所述数据处理电路还用于：
对超声波雷达数据进行标定，得到超声波发射时间及接收时间的时差与相对距离的映射表；
将所述分类数据与映射表进行融合，并将融合后的数据进行转换；
根据所述转换后的数据及预设控制方法控制所述显示装置、所述人体检测报警电路及自动驾驶控制模块；
将所述转换后的数据及所述显示装置、所述人体检测报警电路、所述自动驾驶控制模块的控制结果及驾驶员的控制信息保存至数据库；
根据所述数据库中的数据调整所述预设控制方法。
易于理解的是，本实施例通过采用历史数据对检测到人体后的预设处理办法进行调整，完善了在检测到人体后的处理办法，随着历史数据的数据量越来越多，检测到人体后的处理办法也越累越详细，完善了自动驾驶面对行人的处理方式，提高了取消驾驶员后的自动驾驶阶段的方案完整性，与准确性。
本实施例通过公开具体的超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路采集数据的处理及计算过程，完善了技术方案，并通过对热释电传感器信号电路采集数据的高斯模糊滤除噪声步骤以及傅里叶变换，提高了人体识别的准确程度，并通过预先的人体热释电模型的训练过程，有效降低了识别时间，提升了识别速度，进一步提高了自动驾驶的安全性，本实施例还通过使用历史数据调整预设的检测到人体后的处理办法，不断提升自动驾驶的方案完整性，有效的减少了驾驶员的干预，解决了现有技术中存在的自动驾驶汽车无法对人体进行有效识别的技术问题，达到了有效识别位于行驶路线中的人体的效果，保障了行人的安全，提高了自动驾驶的驾驶安全。
本发明还提出一种自动驾驶人体测距识别装置，所述自动驾驶人体测距识别装置包括如上所述的自动驾驶人体测距识别电路。由于本申请自动驾驶人体测距识别装置包括如上所述的自动驾驶人体测距识别电路，因此该自动驾驶人体测距识别装置至少具有上述实施例所带来的有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种汽车，所述汽车包括如上所述的自动驾驶人体测距识别装置。由于本申请汽车包括如上所述的自动驾驶人体测距识别装置，因此该汽车至少具有上述实施例所带来的有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自动驾驶人体测距识别电路，其特征在于，所述自动驾驶人体测距识别电路包括电源电路、数据处理电路、超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路；所述电源电路、超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路分别与所述数据处理电路连接；其中，
所述电源电路，用于为所述数据处理电路、超声波发射电路、超声波接收电路及热释电传感器信号处理电路供电；
所述超声波发射电路，用于发射超声波；
所述超声波接收电路，用于接收返回的超声波；
所述热释电传感器信号处理电路，用于检测是否存在人体红外辐射；
所述数据处理电路，用于根据发射超声波及接收返回的超声波的时差计算与障碍物的相对距离，并根据热释电传感器信号处理电路是否检测到人体红外辐射判断障碍物是否为人体。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶人体测距识别电路，其特征在于，还包括显示装置、人体检测报警电路；所述显示装置与所述数据处理电路连接，所述人体检测报警电路与所述数据处理电路连接；其中，
所述显示装置，用于显示测距结果及识别结果；
所述人体检测报警电路，用于在识别结果为人体时，发出警报提醒驾驶员注意避让。
3.根据权利要求2所述的自动驾驶人体测距识别电路，其特征在于，所述数据处理电路具体用于：
控制所述超声波发射电路发射超声波信号；
响应于所述超声波接收电路返回的超声波信号，将返回的超声波信号按时序的方式，通过高斯滤波滤除噪声；
分离所述通过高斯滤波滤除噪声后的信号得到超声波的发射时间及接收时间，并得到超声波发射时间与接收时间的时差。
4.根据权利要求3所述的自动驾驶人体测距识别电路，其特征在于，所述数据处理电路具体用于：
获取所述热释电传感器信号处理电路发送的热释电序列数据，并对所述热释电序列数据循环执行高斯模糊滤除噪声步骤，直至滤除后的序列数据满足热释电窗口模式采样要求；
对所述滤除后的热释电序列数据进行傅里叶变换，并将其输入人体热释电训练模型后得到所述人体热释电训练模型输出的分类数据。
5.根据权利要求4所述的自动驾驶人体测距识别电路，其特征在于，所述数据处理电路还用于：
对预设样本数量的人体及非人体热释电序列样本数据循环执行高斯模糊滤除噪声步骤，直至滤除后的序列数据满足热释电窗口模式采样要求；
对所述滤除后的热释电序列样本数据进行傅里叶变换，利用SVM算法对变换后的数据进行二分类训练，将正样本识别为人体热红外辐射，将负样本识别为非人体热红外辐射，训练完成后得到人体热释电训练模型。
6.根据权利要求4所述的自动驾驶人体测距识别电路，其特征在于，所述数据处理电路还用于：
对超声波雷达数据进行标定，得到超声波发射时间及接收时间的时差与相对距离的映射表；
将所述分类数据与映射表进行融合，并将融合后的数据进行转换；
根据所述转换后的数据及预设控制方法控制所述显示装置、所述人体检测报警电路及自动驾驶控制模块；
将所述转换后的数据及所述显示装置、所述人体检测报警电路、所述自动驾驶控制模块的控制结果及驾驶员的控制信息保存至数据库；
根据所述数据库中的数据调整所述预设控制方法。
7.一种自动驾驶人体测距识别装置，其特征在于，所述自动驾驶人体测距识别装置包括如权利要求1至6任意一项的自动驾驶人体测距识别电路。
8.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求7所述的自动驾驶人体测距识别装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210316 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |