CN202624201U - 一种车用行人检测智能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车用行人检测智能控制装置，属于汽车技术领域。它解决了现有的技术在车辆与行人发生碰撞时，未考虑到行人安全的问题。本控制装置包括用于通过减少发动机输出扭矩降低车速的发动机管理单元和用于对车辆的车轮进行制动降低车速的制动机构，该控制装置还包括用于根据车辆与前方行人能否避免碰撞的判断信号输出相应控制信号的整车ECU以及与整车ECU连接的用于识别行人并输出车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度的行人识别单元和用于在行人与车辆发生碰撞时保护行人的行人安全气囊，整车ECU分别与发动机管理单元和制动机构连接。本控制装置有效地避免了行人与车辆的碰撞，提高了行人与驾驶员的安全。

Description

一种车用行人检测智能控制装置

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种车用行人检测智能控制装置。

背景技术

随着网络技术、雷达探测技术、通讯技术以及电子控制技术等高新技术的不断发展和进步，汽车电子智能化水平在近几年得到了快速的发展，尤其是在汽车主动安全方面，不断有新的技术推出，如车道偏离报警技术、车道保持技术、驾驶员疲劳检测系统、碰撞预防系统、防爆胎控制系统等。这些主动安全技术的应用主要考虑了，在驾驶员出现错误操作，或者车辆出现危险时，采取合适力度的制动及报警来实现保证驾驶员在安全的工况下行驶，但是目前这些措施往往可以使碰撞得以缓解，并没有考虑到一些紧急情况时无法避免碰撞的状况。

为解决上述问题，现有的中国专利文献公开了一种用于控制车辆减轻交叉路口碰撞的系统[中请号：CN201010294812.3]，该系统包括：配备了存储器并与至少一个雷达传感器系统联通的电子控制模块，至少一个环境传感器，至少一个车辆稳定性模块，至少一个环境传感系统，至少一个车辆稳定性系统，驾驶员提示系统，制动控制系统，可控转向系统，以及动力系控制系统；该方法可以包括：确定车辆是否正进入交叉路口，确定操作者是否对感测到的交叉路口状况进行正确回应，启动可控的制动，确定任何交叉路口危险，确定任何检测到的危险是否迫在眉睫，启动减轻事故提示系统，处于交叉路口时降低发动机扭矩，以及处于交叉路口时启动转向和制动控制系统。虽然该系统减轻了交叉路口的碰撞，但是该系统未考虑到行人的安全问题，当车辆与行人发生碰撞时，会对行人造成很大的伤害。

电子控制单元，简称ECU，从用途上讲则是汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。它和普通的单片机一样，由微处理器、存储器、输入/输出接口、模数转换器以及整形、驱动等大规模集成电路组成。

目前各国行人检测技术采用的传感器主要有机器视觉(立体视觉、单目视觉)、红外成像传感器、微波雷达、激光等，这些传感器可对周边环境进行非接触探测，以获取车辆周边的行人等障碍物以及它们的距离、速度等信息。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于保护行人安全以及驾驶员安全的车用行人检测智能控制装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种车用行人检测智能控制装置，包括用于通过减少发动机输出扭矩降低车速的发动机管理单元和用于对车辆的车轮进行制动降低车速的制动机构，该控制装置还包括用于根据车辆与前方行人能否避免碰撞的判断信号输出相应控制信号的整车ECU以及与所述整车ECU连接的用于识别行人并输出车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度的行人识别单元和用于在行人与车辆发生碰撞时保护行人的行人安全气囊，所述的整车ECU分别与上述的发动机管理单元和上述的制动机构连接。

该车用行人检测智能控制装置中行人识别单元在车辆行驶过程中实时采集车辆周围的图像信号并将该图像信息进行处理，在确认图像中有行人时计算出车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度并将人车间距信号和相对速度信号输送给整车ECU，整车ECU接收行人识别单元输送的人车间距信号和相对速度信号并对人车间距信号和相对速度信号进行综合判断车辆与前方行人能否避免碰撞内，在通过控制制动机构和发动机管理单元工作避免与行人发生碰撞时发出控制制动机构和发动机管理单元下作的控制信号，在通过控制制动机构和发动机管理单元工作不能避免与行人发生碰撞时发出控制制动机构和发动机管理单元工作的控制信号外，还发出控制行人安全气囊工作的控制信号使行人安全气囊工作保护行人。

在上述的车用行人检测智能控制装置中，所述的整车ECU包括输入接口电路、输出接口电路、用于存储与行人识别单元输送的人车间距进行比较的安全范围值和行人安全通过人行横道的时间值的存储器、用于根据行人识别单元输送的人车间距和存储器内存储的时间值计算出参考车速的计算器和用于将人车间距与安全范围值和相对速度与参考车速分别进行比较并输出相应控制信号的微处理器，所述的存储器、计算器、输入接口电路和输出接口电路分别与微处理器连接，上述的行人识别单元与所述的输入接口电路连接，上述的制动机构、发动机管理单元和行人安全气囊分别与所述的输出接口电路连接。

其整车ECU中的微处理器将行人识别单元输送的人车间距信号与存储器内存储的安全范围值进行对比，同时，整车ECU中的计算器根据接收到的人车间距信号和存储器内存储的行人安全通过人行横道的时间值计算出参考车速，整车ECU中的微处理器判断在人车间距大于安全范围值，当前相对速度大于参考车速时，说明行人在没有安全通过时，车辆就已行驶到行人的位置将要与行人发生碰撞，则输出控制信号控制上述的制动机构进行制动和控制发动机管理单元减少发动机输出扭矩；在人车间距大于安全范围值，相对速度小于参考车速时，说明车辆在行驶至行人位置时，行人已安全通过，不需要控制制动机构和发动机管理单元工作；微处理器判断在人车间距小于安全范围值且当前相对速度大于参考车速时，比如行人突然冲出马路的情况，制动机构进行制动和发动机管理单元减少发动机输出扭矩还是无法避免车辆与行人发生碰撞，行人安全气囊弹出行人安全气囊在车辆与行人发生碰撞时保护行人的安全，其安全范围值设定为通过控制制动机构和发动机管理单元工作降低车速即可避免与行人避免碰撞的范围值。

在上述的车用行人检测智能控制装置中，所述的行人安全气囊包括气囊ECU、气囊和与气囊ECU连接的气体发生器，所述的气囊ECU与上述的整车ECU连接，所述的气囊设置于前保险杠上方和挡风玻璃的下部，所述的气体发生器与气囊相连接。气囊ECU在接收到整车ECU输送将气囊打开的控制信号时控制气体发生器工作，使气囊充满气体从而保护行人的安全。

在上述的车用行人检测智能控制装置中，所述的发动机管理单元包括发动机ECU以及与所述发动机ECU连接的节气门机构，所述的发动机ECU与上述的整车ECU连接。其发动机ECU用于接收整车ECU发送的信号并控制节气门机构降低其开度。

在上述的车用行人检测智能控制装置中，所述的行人识别单元包括用于确认图像中有行人时计算出车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度的机器视觉ECU和与机器视觉ECU连接的用于采集车辆前方图像信息的机器视觉传感器，所述的机器视觉ECU与上述的整车ECU连接。

该机器视觉传感器分别安装在车辆前端左右两侧，在车辆行驶过程中，不断地探测路况信息并将采集的图像信息输送给机器视觉ECU，其机器视觉ECU对接收到的图像信息进行处理，在确认图像中有行人时计算车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度并将人车间距信号和相对速度信号输送给整车ECU。

在上述的车用行人检测智能控制装置中，该装置还包括与整车ECU连接的提醒机构。

在上述的车用行人检测智能控制装置中，所述的提醒机构为用于语音提示的具有扬声器的仪表。

在上述的车用行人检测智能控制装置中，所述的提醒机构为液晶显示器。在检测到有行人时，显示“前方有行人，请注意安全”的字样。

在上述的车用行人检测智能控制装置中，所述的发动机管理单元、制动机构、行人安全气囊和提醒机构均通过CAN总线与上述的整车ECU连接。

与现有技术相比，本车用行人检测智能控制装置具有以下优点：

1、本实用新型通过整车ECU对行人识别单元输送的行人信息、人车间距和相对速度进行综合判断控制制动机构、发动机管理单元和行人安全气囊工作与否，有效地避免了行人与车辆的碰撞，提高了行人与驾驶员的安全。

2、本实用新型还设置有提醒机构，提醒驾驶员前方有行人要通过，使驾驶员主动降低车速，避免与行人发生碰撞，降低与行人发生碰撞的机率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的流程图。

图中，1、整车ECU；11、微处理器；12、存储器；13、计算器；14、输入接口电路；15、输出接口电路；2、行人识别单元；21、机器视觉ECU；22、机器视觉传感器；3、发动机管理单元；31、发动机ECU；32、节气门机构；4、制动机构；5、行人安全气囊；51、气体发生器；52、气囊；53、气囊ECU；6、提醒机构。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、2所示，本车用行人检测智能控制装置包括用于通过减少发动机输出扭矩降低车速的发动机管理单元3和用于对车辆的车轮进行制动降低车速的制动机构4，该控制装置还包括用于根据车辆与前方行人能否避免碰撞的判断信号输出相应控制信号的整车ECU 1以及与整车ECU 1连接的用于识别行人并输出车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度的行人识别单元2和用于在行人与车辆发生碰撞时保护行人的行人安全气囊5，整车ECU1分别与发动机管理单元3和制动机构4连接。本车用行人检测智能控制装置可通过控制制动机构4、发动机管理单元3和行人安全气囊5工作来最大程度的保护驾驶员以及行人的安全。

具体地说，整车ECU 1包括输入接口电路14、输出接口电路15、用于存储与行人识别单元2输送的人车间距进行比较的安全范围值和行人安全通过人行横道的时间值的存储器12、用于根据行人识别单元2输送的人车间距和存储器12内存储的时间值计算出参考车速的计算器13和用于将人车间距与安全范围值和相对速度与参考车速分别进行比较并输出相应控制信号的微处理器11，存储器12、计算器13、输入接口电路14和输出接口电路15分别与微处理器11连接，行人识别单元2与输入接口电路14连接，制动机构4、发动机管理单元3和行人安全气囊5分别与输出接口电路15连接；行人安全气囊5包括气囊ECU 53、气囊52和与气囊ECU 53连接的气体发生器51，气囊ECU 53与整车ECU 1中的输出接口电路15连接，气囊52设置于前保险杠上方和挡风玻璃的下部，气体发生器51与气囊52相连接；发动机管理单元3包括发动机ECU 31以及与发动机ECU 31连接的节气门机构32，发动机ECU 31与整车ECU 1的输出接口电路15连接；行人识别单元2包括用于确认图像中有行人时计算出车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度的机器视觉ECU 21和与机器视觉ECU 21连接的用于采集车辆前方图像信息的机器视觉传感器22，机器视觉ECU 21与整车ECU 1的输入接口电路14连接。

本车用行人检测智能控制装置的工作原理为：行人识别单元2中安装在车辆前端左右两侧的机器视觉传感器22在车辆行驶过程中不断的探测前方的路况信息并以图像信息的状态输送给行人识别单元2中的机器视觉ECU 21，机器视觉ECU 21将接收到的图像信息进行处理在确认图像中有行人时计算出车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度，其整车ECU 1中的微处理器11将行人识别单元2输送的人车间距信号与存储器12内存储的安全范围值进行对比，同时，整车ECU 1中的计算器13根据接收到的人车间距信号和存储器12内存储的行人安全通过人行横道的时间值计算出参考车速，整车ECU 1中的微处理器11判断在人车间距大于安全范围值，当前相对速度大于参考车速时，说明行人在没有安全通过时，车辆就已行驶到行人的位置将要与行人发生碰撞，则分别输出控制信号控制上述的制动机构4进行制动和控制发动机管理单元3减少发动机输出扭矩，其发动机管理单元3中的发动机ECU 31输出控制信号控制节气门机构32降低开度来减少发动机的输出扭矩，从而避免与行人发生碰撞；在人车间距大于安全范围值，相对速度小于参考车速时，说明车辆在行驶至行人位置时，行人已安全通过，不需要控制制动机构4和发动机管理单元3工作；微处理器11判断在人车间距小于安全范围值且当前相对速度大于参考车速时，比如行人突然冲出马路的情况，制动机构4进行制动和发动机管理单元3减少发动机输出扭矩还是无法避免车辆与行人发生碰撞，行人安全气囊5中的气囊ECU 53发出控制信号控制气囊发生器51工作使气囊52充满气体，使行人与车辆发生碰撞时保护行人的安全，其安全范围值设定为通过控制制动机构4和发动机管理单元3工作降低车速即可避免与行人避免碰撞的范围值。

作为另一种优化方案，本控制装置中的发动机管理单元3、制动机构4和行人安全气囊5均通过CAN总线与整车ECU 1连接，且该控制装置还包括通过CAN总线与整车ECU 1连接的提醒机构6，提醒机构6为用于语音提示的具有扬声器的仪表和液晶显示器的一种或者两者的组合，其扬声器可发出“前方有行人，请注意安全”的提醒声，液晶显示器也可显示“前方有行人，请注意安全”的字样，提醒驾驶员前方有行人要通过，使驾驶员主动降低车速，避免与行人发生碰撞，降低与行人发生碰撞的机率。

在本实施例中，行人识别单元2包括机器视觉ECU 21和机器视觉传感器22，其对行人识别主要包括通过机器视觉传感器22对车辆周围的信息进行采集；对获得的图像进行相应的预处理；进行图像目标的分类，即在经过预处理的图像中进行行人目标的分类，确定是否存在行人目标；目标定位与跟踪，即对第三步确定的行人目标进行定位与跟踪这几个步骤。由于摄像机是运动的，因此背景图像也会发生相应的变化。基于形状信息的行人检测方法避免了由于背景变化和摄像机运动带来的问题，主要是依靠行人形状特征来识别行人，因此基于形状的行人检测方法能识别出运动和静止的行人。利用形态学特征和行人形状的对称性米探测和识别行人，首先建立一定的假设约束，在单目序列图像中寻找有一定特征的行人，通过一行表示行人头和肩膀的二值模型来搜索头部，并用一个简单的相关函数定位头部所在的位置，最后通过基于立体视觉技术的测距方式米求取行人的底边界，首先是在等级模板匹配过程中应用行人轮廓特征来锁定候选目标，这些模板可以是参考模板的几何变形或感兴趣目标(行人)常表现的形状外观。采用基于距离变换的形状匹配方法，通过等级模板获取目标形状的可变性，并结合形状和参数空间由粗到细的方法，然后在目标分类中根据亮度信息运用径向基函数来验证候选目标。为了更加快速地检测行人，应用算法应和行人形状特征相融合，将车辆前方进行不同区域的行人候选目标分割，根据行人的灰度图像纹理特征和灰度对称性特征，同时采用支持向量机算法训练，获得识别行人的分类器，实现快速准确地对车辆前方不同身材、着装的行人进行有效地识别。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了整车ECU 1、微处理器11、存储器12、计算器13、输入接口电路14、输出接口电路15、行人识别单元2、发动机管理单元3、发动机ECU 31、节气门机构32、制动机构4、行人安全气囊5、气体发生器51、气囊52、气囊ECU 53、提醒机构6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种车用行人检测智能控制装置，包括用于通过减少发动机输出扭矩降低车速的发动机管理单元(3)和用于对车辆的车轮进行制动降低车速的制动机构(4)，其特征在于，该控制装置还包括用于根据车辆与前方行人能否避免碰撞的判断信号输出相应控制信号的整车ECU(1)以及与所述整车ECU(1)连接的用于识别行人并输出车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度的行人识别单元(2)和用于在行人与车辆发生碰撞时保护行人的行人安全气囊(5)，所述的整车ECU(1)分别与上述的发动机管理单元(3)和上述的制动机构(4)连接。

2.根据权利要求1所述的车用行人检测智能控制装置，其特征在于，所述的整车ECU(1)包括输入接口电路(14)、输出接口电路(15)、用于存储与行人识别单元(2)输送的人车间距进行比较的安全范围值和行人安全通过人行横道的时间值的存储器(12)、用于根据行人识别单元(2)输送的人车间距和存储器(12)内存储的时间值计算出参考车速的计算器(13)和用于将人车间距与安全范围值和相对速度与参考车速分别进行比较并输出相应控制信号的微处理器(11)，所述的存储器(12)、计算器(13)、输入接口电路(14)和输出接口电路(15)分别与微处理器(11)连接，上述的行人识别单元(2)与所述的输入接口电路(14)连接，上述的制动机构(4)、发动机管理单元(3)和行人安全气囊(5)分别与所述的输出接口电路(15)连接。

3.根据权利要求1或2所述的车用行人检测智能控制装置，其特征在于，所述的行人安全气囊(5)包括气囊ECU(53)、气囊(52)和与气囊ECU(53)连接的气体发生器(51)，所述的气囊ECU(53)与上述的整车ECU(1)连接，所述的气囊(52)设置于前保险杠上方和挡风玻璃的下部，所述的气体发生器(51)与气囊(52)相连接。

4.根据权利要求1或2所述的车用行人检测智能控制装置，其特征在于，所述的发动机管理单元(3)包括发动机ECU(31)和与所述发动机ECU(31)连接的节气门机构(32)，所述的发动机ECU(31)与上述的整车ECU(1)连接。

5.根据权利要求1或2所述的车用行人检测智能控制装置，其特征在于，所述的行人识别单元(2)包括用于确认图像中有行人时计算出车辆车头与行人之间的人车间距以及相对速度的机器视觉ECU(21)和与机器视觉ECU(21)连接的用于采集车辆前方图像信息的机器视觉传感器(22)，所述的机器视觉ECU(21)与上述的整车ECU(1)连接。

6.根据权利要求1所述的车用行人检测智能控制装置，其特征在于，该装置还包括与整车ECU(1)连接的提醒机构(6)。

7.根据权利要求6所述的车用行人检测智能控制装置，其特征在于，所述的提醒机构(6)为用于语音提示的具有扬声器的仪表。

8.根据权利要求6或7所述的车用行人检测智能控制装置，其特征在于，所述的提醒机构(6)为液晶显示器。

9.根据权利要求6所述的车用行人检测智能控制装置，其特征在于，所述的发动机管理单元(3)、制动机构(4)、行人安全气囊(5)和提醒机构(6)均通过CAN总线与上述的整车ECU(1)连接。

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