CN1664620A

CN1664620A - 一种机动车、船夜视装置

Info

Publication number: CN1664620A
Application number: CN 200510063102
Authority: CN
Inventors: 戴宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2005-09-07

Abstract

一种机动车、船夜视装置，适用于现实的夜间路面交通流中，即使有来往车辆和路边的一些灯光以及上下行船只的灯光，但所显示的图像不会出现大片的耀斑，使驾驶员对路面及周围景物看得非常清楚地夜视装置，采用2台红外热像仪装置对道路上的目标(行人、车辆或障碍物)进行拍摄采集，中央处理器利用集成好的算法对采集到的图像序列进行处理，经过一系列计算，对目标(行人、车辆或障碍物)进行定位、测距、同时报警、显示，提醒驾驶者注意并采取必要措施，另外，本发明还具有卫星定位，图像记录及媒体播放等功能，它不仅可以安装在车辆上，同样可以安装在船舶上。

Description

一种机动车、船夜视装置

技术领域

本发明涉及一种机动车、船夜视装置，特别是通过双路红外热像仪装置的图像对道路上的目标(行人、车辆或障碍物)进行定位、测距、报警、显示的装置。

背景技术

目前，一些机动车夜视仪装置，基本上是采用CCD、或CMOS光敏摄像机附加红外灯照射，在前方没有任何车辆及灯光时，能够使驾驶者看到一定距离的路面情况，但是在现实的夜间路面交通流中，道路上来往的车辆灯光和路边的一些灯光以及上下行船只的灯光会使CCD、或CMOS光敏摄像机所显示的图像出现大片的耀斑，使驾驶员无法看清楚前方道路路面情况，由于CCD、或CMOS光敏摄像机是依靠光来成像的这种特性，在现实的夜间路面交通流中无法正常使用，另外即使能够看清楚道路上的目标(行人、车辆及障碍物)也无法准确判定目标的位置、距离，因此夜间行车安全得不到保障。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种适用于现实的夜间路面交通流中，即使有来往车辆和路边的一些灯光以及上下行船只的灯光，但所显示的图像不会出现大片的耀斑，使驾驶员对路面及周围景物看得非常清楚地夜视装置，采用2台红外热像仪装置对道路上的目标(行人、车辆或障碍物)进行拍摄采集，中央处理器利用集成好的算法对采集到的图像序列进行处理，经过一系列计算，对目标(行人、车辆或障碍物)进行定位、测距、同时报警、显示，提醒驾驶者注意并采取必要措施，另外，本发明还具有卫星定位，图像记录及媒体播放等功能，它不仅可以安装在车辆上，同样可以安装在船舶上。

本发明的目的是这样实现的：由红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、FPGA控制器、存储器、中央处理器、蜂鸣报警器、显示装置、卫星定位装置、图像记录装置、媒体播放装置组成，FPGA控制器分别联接红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、及中央处理器，红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、各自与存储器联接，存储器与中央处理器联接，中央处理器分别与蜂鸣报警器、图像记录装置、显示装置联接，卫星定位装置、媒体播放装置分别联接到显示装置。

红外热像仪装置是根据自然界一切温度高于绝对零度(-273度)的物体都能辐射红外线，以及不同性质的材料辐射特性不一样这一现象，利用红外探测器探测目标与背景以及目标各部分之间的热辐射特性差异，来获得目标图像，红外热像仪不依靠任何外界辅助光线，而是靠接受目标自身的红外辐射来工作，所显示的图像反映了目标与周围环境之间热辅射(温度)的差异，亦即利用热对比度成像。

本发明采用2台红外热像仪同时成像来获取空间物体的三维信息，其工作原理是：某一空间点在左右2台红外热像仪平面的投影分别与相应红外热像仪光心的联线在空间必相交于唯一点，即上述空间点。我们通过求出2台红外热像仪对应图像平面对应点的坐标差值(视差)，借助2台红外热像仪之间的距离(基线长度)和红外热像仪标定技术既可以恢复空间点的三维空间表示。在实际处理过程中利用左右红外热像仪对场景物体或目标进行同时拍照，得到同一物体不同角度的两幅图片，通过中央处理器实现左右图像中对应点的匹配，根据对应图像点在相应图像坐标系中的坐标差值(视差)，得到空间物体的视差图，然后根据红外热像仪标定技术(从红外热像仪图像坐标系到空间坐标系之间的映射技术)和三维空间的重建技术实现场景目标(在两幅图像中具有重叠部分的空间物体)的空间三维信息重现，由此获取最为完整的三维图像信息。

近年来，双路视觉技术领域得到了深入的研究，并且有了广泛的应用。例如通过模拟两只眼睛，并利用所拍下的左、右视图重叠部分的相关性计算深度信息，最终确定感兴趣物体的方位信息。其主要技术包括两个方面，一个是确定左、右视图之间的空间几何关系，另外一个就是在左、右视图上寻找同名像素点的问题。国内外对此已经作了大量的研究工作，算法比较成熟，实际使用效果也比较好，可以满足基于红外热像仪的双路定位处理系统的需要。

本发明的机动车、船夜视装置是由红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、FPGA控制器、存储器、中央处理器、蜂鸣报警器、显示装置、卫星定位装置、图像记录装置、媒体播放装置组成，用FPGA控制器作为红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、的控制器，可以对红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、的曝光时间、数据传输等进行控制，以实现红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、图像采样、数据传输等的同步性，存储器是用来存储所采集的图像信息的，同时也为检测算法提供数据交换的空间，中央处理器是整个系统的核心部件，它提供了最基本的控制信号，以及利用集成好的算法对采集到的图像序列进行处理，完成目标位置参数提取，目标相对速度参数提取，行车位置和方向的测量，进而计算出本车车速及到达前方目标的距离和时间，根据本车的有效刹车距离(这是按照国家的行车规范设定的，例如，车速100公里/小时，有效刹车距离为80米)提前n秒由蜂鸣报警器发出蜂鸣报警、(n为1-180之间自然数，可根据驾驶者习惯进行调节)同时，显示装置显示图像目标(行人、车辆及障碍物)的边框闪耀，图像记录装置时时进行记录，出发时可通过卫星定位装置了解自己所要到达的目的地的方位，到达目的地后可通过图像记录装置查看行使过程或欣赏媒体播放器所播放的内容及收看电视节目。

在机动车、船的前方安装红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、朝向机动车、船的前方拍摄采集道路情况，在机动车、船中放置FPGA控制器、存储器、中央处理器、报警器、显示装置、卫星定位装置、图像记录装置、媒体播放装置，FPGA控制器、存储器、中央处理器、可以集成在一块线路板上。

在本发明的具体实施过程中：

上述的红外热像仪装置是非制冷焦平面红外热像仪或制冷式焦平面红外热像仪。

上述的中央处理器是个人计算机、DSP数字信号处理器或嵌入式处理器。

上述的图像记录装置，可选自下列记录装置之一：硬盘记录机，磁带记录机，闪存卡记录机。

上述的媒体播放装置可选自下列播放装置之一：DVD播放器，VCD播放器，MP3播放器，CD播放器。

上述的显示装置可选自下列显示装置之一：液晶显示器，投影机，有机发光显示器，显像管显示器，液晶电视显示器。

本发明的有益效果是，在现实的夜间路面交通流中，即使有来往车辆、上下行船舶及路边与水面上的一些灯光，但所显示的图像不会出现大片的耀斑，使驾驶员对路面及周围景物看得非常清楚，红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、对道路上的目标(行人、车辆或障碍物)进行拍摄采集，中央处理器利用集成好的算法对采集到的图像序列进行处理，经过一系列计算，对目标(行人、车辆或障碍物)进行定位、测距、同时报警、显示，提醒驾驶者注意并采取必要措施，不仅如此，本发明还具有卫星定位，图像记录及媒体播放等功能。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本机动车、船夜视装置结构方框图。

图中1.红外热像仪装置A，2.红外热像仪装置B，3.FPGA控制器，4.存储器，5.中央处理器，6.蜂鸣报警器，7.图像记录装置，8.显示装置，9.卫星定位装置，10.媒体播放器装置。

具体实施方式

本发明是通过2台红外热像仪装置的双路视觉定位原理设计了一套集成度高、标定方便、处理速度快的机动车、船夜视装置，可泛应用于各种车辆、船舶。

本发明的机动车、船夜视装置是由1红外热像仪装置A、2红外热像仪装置B、作为图像的采集设备，它们之间的几何位置是固定的，可以精确测量，用来进行以后的标定，3FPGA控制器完成对1红外热像仪装置A、2红外热像仪装置B、的控制工作，它根据5中央处理器所发出的指令，执行事先设计好的控制命令，4存储器用于对所拍摄图像的存储，供5中央处理器处理使用，同时根据它的工作情况，对3FPGA控制器发出指令，使图像的采集与处理协调进行，5中央处理器将处理完成的信息分别输出到6蜂鸣报警器、7图像记录装置、8显示装置，9卫星定位装置、10媒体播放器装置分别输出到8显示装置。

本发明的机动车、船夜视装置是由1红外热像仪装置A、2红外热像仪装置B、3FPGA控制器、4存储器、5中央处理器、6蜂鸣报警器、7图像记录装置、8显示装置、9卫星定位装置、10媒体播放器装置组成，3FPGA控制器作为1红外热像仪装置A、2红外热像仪装置B、的控制器，可以对红外热像仪装置的曝光时间、数据传输等进行控制，以实现1红外热像仪装置A、2红外热像仪装置B图像采样、数据传输等的同步性，4存储器是用来存储所采集的图像信息的，同时也为检测算法提供数据交换的空间，5中央处理器是整个系统的核心部件，它提供了最基本的控制信号，以及利用集成好的算法对采集到的图像序列进行处理，完成目标位置参数提取，目标相对速度参数提取，行车位置和方向的测量，进而计算出本车车速及到达前方目标的距离和时间，根据本车的有效刹车距离(这是按照国家的行车规范设定的，例如，车速100公里/小时，有效刹车距离为80米)提前n秒由6蜂鸣报警器发出蜂鸣报警、(n为1-180之间自然数，可根据驾驶者习惯进行调节)同时，8显示装置显示图像目标(行人、车辆或障碍物)的边框闪耀，7图像记录装置时时进行记录，出发时可通过9卫星定位装置了解自己所要到达的目的地的方位，到达目的地后可通过7图像记录装置查看行驶过程或欣赏10媒体播放器装置所播放的内容及收看电视节目。

由于采用上述方案，机动车、船驾驶者在夜间驾驶时可先通过卫星定位了解自己所要到达的目的地的方位，然后启动机动车、船夜视装置，途中即使有来往车辆、上下行船只及路边与水面的一些灯光，但所显示的图像不会出现大片的耀斑，使驾驶员对路面及周围景物看得非常清楚，机动车、船夜视装置通过2台红外热像仪装置对路面情况进行收集，中央处理器利用集成好的算法对采集到的图像序列进行处理，经过一系列计算，进而计算出本车车速及到达前方目标(行人、车辆或障碍物)的距离和时间，根据本车的有效刹车距离，提前n秒由蜂鸣报警器发出蜂鸣报警，同时，显示装置显示图像目标(行人、车辆或障碍物)边框闪耀，提醒驾驶者注意并采取必要措施，到达目的地后驾驶者可通过图像记录装置查看行驶过程或欣赏媒体播放器所播放的内容及收看电视节目。

Claims

1.一种机动车、船夜视装置，其特征在于：它由红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、FPGA控制器、存储器、中央处理器、蜂鸣报警器、显示装置、卫星定位装置、图像记录装置、媒体播放装置组成，FPGA控制器分别联接红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、及中央处理器，红外热像仪装置A、红外热像仪装置B、各自与存储器联接，存储器与中央处理器联接，中央处理器分别与蜂鸣报警器、图像记录装置、显示装置联接，卫星定位装置、媒体播放装置分别联接到显示装置。

2.如权利要求1所述的机动车、船夜视装置，其特征在于：所述的红外热像仪装置是非制冷焦平面红外热像仪或制冷式焦平面红外热像仪。

3.如权利要求1所述的机动车、船夜视装置，其特征在于：所述的中央处理器是个人计算机、DSP数字信号处理器或嵌入式处理器。

4.如权利要求1所述的机动车、船夜视装置，其特征在于：所述的图像记录装置，可选自下列记录装置之一：硬盘记录机，磁带记录机，闪存卡记录机。

5.如权利要求1所述的机动车、船夜视装置，其特征在于：所述的媒体播放装置可选自下列播放装置之一：DVD播放器，VCD播放器，MP3播放器，CD播放器。

6.如权利要求1所述的机动车、船夜视装置，其特征在于：所述的显示装置可选自下列显示装置之一：液晶显示器，投影机，有机发光显示器，显像管显示器，液晶电视显示器。