CN208444204U - 一种基于机器视觉的自动驾驶系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于机器视觉的自动驾驶系统，包括：工控机、用于对车外环境实时监测的环境监测装置、用于对驾驶员和乘车人员进行生理状态监测的生理监测模块、导航系统以及车辆控制装置；环境监测装置、生理监测模块、导航系统和车辆控制装置分别与工控机通信连接；根据驾驶员和车内乘车人员的生理状态智能调节驾驶模式，包括是否自动驾驶、车速等，更加人性化、智能化。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种基于机器视觉的自动驾驶系统。
背景技术
随着智能系统的发展和汽车控制系统的发展，自动驾驶及辅助驾驶技术得到了广泛的关注和研究。自动驾驶技术是提升道路交通智能化水平、推动交通运输行业转型升级的重要途径，但是，目前的自动驾驶技术缺乏对车内驾驶员，尤其是车内乘车人员的监测，自动驾驶过程缺乏对乘车人员的人性化考虑，自动驾驶过程可能造成乘车人员的不适，引发意外情况发生。
目前，亟需一种综合考虑驾驶员和车内乘车人员的自动驾驶系统。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种基于机器视觉的自动驾驶系统，包括：工控机、用于对车外环境实时监测的环境监测装置、用于对驾驶员和乘车人员进行生理状态监测的生理监测模块、导航系统以及车辆控制装置；环境监测装置、生理监测模块、导航系统和车辆控制装置分别与工控机通信连接；
环境监测装置包括：环境监测摄像头、长距离毫米波雷达、短距毫米波雷达；
环境监测摄像头设置于车顶的汽车中轴线上，长距离毫米波雷达对称设置于车头中部，短距毫米雷达对称设置于车头端角处；环境监测摄像头、长距离毫米波雷达、短距毫米波雷达分别与工控机通信连接；
生理检测装置包括：驾驶员生理监测摄像头、驾驶员生物电传感器、多个乘车员生理监测摄像头、多个乘车员生物电传感器；
驾驶员生理监测摄像头与主驾驶位相匹配设置于汽车前挡风玻璃上，驾驶员生物电传感器设置于方向盘上；多个乘车员生理监测摄像头设置于汽车前挡风玻璃或座位靠背上，并与汽车内除主驾驶位外的其他座位相匹配设置；多个乘车员生物电传感器相匹配设置于汽车内除主驾驶位外的其他座位上；
驾驶员生理监测摄像头、驾驶员生物电传感器、多个乘车员生理监测摄像头、多个乘车员生物电传感器分别与工控机连接。
优选的，导航系统包括：GPS定位接收器、惯性传感器；
GPS定位接收器、惯性传感器均设置于汽车上，并分别与工控机连接。
优选的，长距离毫米波雷达的方位角为0°，并当与轮胎底面的垂直高度小于50CM时，仰角为1.4°—1. 6°；当与轮胎底面的垂直高度大于或等于50CM时，仰角为0°；
短距离毫米波雷达的方位角为0°，并当与轮胎底面的垂直高度小于50CM时，仰角为1.4°—1. 6°；当与轮胎底面的垂直高度大于或等于50CM时，仰角为0°。
优选的，车辆控制装置包括：CAN卡、CAN总线、电子油门、ESC系统和转向助力系统；
CAN卡设置于工控机中，并通过CAN总线与电子油门、ESC系统、转向助力系统通信连接。
优选的，车辆控制装置还包括：用于监测汽车速度的速度传感器、用于监测汽车横行和纵向信息的角度传感器；
速度传感器、角度传感器分别设置于汽车上，并与工控机通信连接。
优选的，车辆控制装置还包括：用于监测油门踏板踩踏深浅与快慢信息的位置传感器；
位置传感器匹配设置于汽车油门踏板处，并与工控机通信连接。
优选的，工控机内还有环境分类储存模块，环境分类储存模块内设有环境分类图像；
环境分类图像包括：各类车型车辆尾部图像、除车辆外各环境图像；
车型包括：轿车、跑车、SUV、卡车、货车、公交车、电动车、自行车。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
本实用新型通过生理检测装置实时监测驾驶员和车内乘车人员的生理状态，如是否疲劳、急躁程度、心跳等，根据驾驶员和车内乘车人员的生理状态智能调节驾驶模式，包括是否自动驾驶、车速等，更加人性化；
通过机器视觉和毫米波雷达智能监测路况环境信息，监测结果更加准确，保证本实用新型正确判断处理，智能控制汽车的制动、车速、转向，跟家智能化。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型连接关系示意图。
图2为本实用新型部分结构示意图。
其中，1、工控机， 2、环境监测摄像头， 3、长距离毫米波雷达， 4、短距毫米波雷达， 5、驾驶员生理监测摄像头， 6、驾驶员生物电传感器， 7、乘车员生理监测摄像头， 8、乘车员生物电传感器， 9、GPS定位接收器， 10、惯性传感器， 11、CAN卡， 12、CAN总线， 13、电子油门， 14、ESC系统， 15、转向助力系统， 16、速度传感器， 17、角度传感器， 18、位置传感器。
具体实施方式
为使得本实用新型的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本实用新型保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实施例提供一种基于机器视觉的自动驾驶系统，如图1、图2所示，包括：工控机1、用于对车外环境实时监测的环境监测装置、用于对驾驶员和乘车人员进行生理状态监测的生理监测模块、导航系统以及车辆控制装置；环境监测装置、生理监测模块、导航系统和车辆控制装置分别与工控机1通信连接；
工控机1内还有环境分类储存模块，环境分类储存模块内设有环境分类图像；环境分类图像包括：各类车型车辆尾部图像、除车辆外各环境图像；车型包括：轿车、跑车、SUV、卡车、货车、公交车、电动车、自行车；工控机利用大量正负样本训练得到车辆分类器；提出道路感兴趣区域分割与检测窗口多尺度优化方法，减少无效区域及无效窗口搜索，提高检测效率，减少反应时间，保证本实用新型的灵敏性。
环境监测装置包括：环境监测摄像头2、长距离毫米波雷达3、短距毫米波雷达4；
环境监测摄像头2设置于车顶的汽车中轴线上，长距离毫米波雷达3对称设置于车头中部，短距毫米雷达对称设置于车头端角处；环境监测摄像头2、长距离毫米波雷达3、短距毫米波雷达4分别与工控机1通信连接；其中，长距离毫米波雷达3的方位角为0°，与轮胎底面的垂直高度为55CM，仰角为0°；短距离毫米波雷达与长距离毫米波雷达3相匹配，方位角为0°，与轮胎底面的垂直高度为55CM，仰角为0°。
毫米波雷达具有准确探测障碍物的位置和速度、环境适应性强等优点，但无法识别障碍物类型，易受噪声影响；机器视觉具有获取信息丰富、成本较低等优点，但是其检测实时性不高，易受天气影响。毫米波雷达与机器视觉数据相融合，结合两种技术的优点，准确监测驾驶时环境信息，为自动驾驶提供准确的“眼镜”。
生理检测装置包括：驾驶员生理监测摄像头5、驾驶员生物电传感器6、多个乘车员生理监测摄像头7、多个乘车员生物电传感器8；
驾驶员生理监测摄像头5与主驾驶位相匹配设置于汽车前挡风玻璃上，驾驶员生物电传感器6设置于方向盘上；多个乘车员生理监测摄像头7设置于汽车前挡风玻璃或座位靠背上，并与汽车内除主驾驶位外的其他座位相匹配设置；多个乘车员生物电传感器8相匹配设置于汽车内除主驾驶位外的其他座位上；
驾驶员生理监测摄像头5、驾驶员生物电传感器6、多个乘车员生理监测摄像头7、多个乘车员生物电传感器8分别与工控机1连接。
导航系统包括：GPS定位接收器9、惯性传感器10；
GPS定位接收器9、惯性传感器10均设置于汽车上，并分别与工控机1连接。
车辆控制装置包括：CAN卡11、CAN总线12、电子油门13、ESC系统14和转向助力系统15；
CAN卡11设置于工控机1中，并通过CAN总线12与电子油门13、ESC系统14、转向助力系统15通信连接。
本事实例中，车辆控制装置还包括：用于监测汽车速度的速度传感器16、用于监测汽车横行和纵向信息的角度传感器17、用于监测油门踏板踩踏深浅与快慢信息的位置传感器18；
速度传感器16、角度传感器17分别设置于汽车上，位置传感器18匹配设置于汽车油门踏板处，速度传感器16、角度传感器17、位置传感器18分别与工控机1通信连接。
本实用新型通过生理检测装置实时监测驾驶员和车内乘车人员的生理状态，如是否疲劳、急躁程度、心跳等；通过环境检测装置和各种传感器实时获取外界环境和车辆相关驾驶信息，工控机智能处理相关信息，并根据驾驶员和车内乘车人员的生理状态智能调节驾驶模式，包括是否自动驾驶、车速等，更加人性化，智能化。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种基于机器视觉的自动驾驶系统，其特征在于，包括：工控机（1）、用于对车外环境实时监测的环境监测装置、用于对驾驶员和乘车人员进行生理状态监测的生理监测模块、导航系统以及车辆控制装置；环境监测装置、生理监测模块、导航系统和车辆控制装置分别与工控机（1）通信连接；
环境监测装置包括：环境监测摄像头（2）、长距离毫米波雷达（3）、短距毫米波雷达（4）；
环境监测摄像头（2）设置于车顶的汽车中轴线上，长距离毫米波雷达（3）对称设置于车头中部，短距毫米雷达对称设置于车头端角处；环境监测摄像头（2）、长距离毫米波雷达（3）、短距毫米波雷达（4）分别与工控机（1）通信连接；
生理检测装置包括：驾驶员生理监测摄像头（5）、驾驶员生物电传感器（6）、多个乘车员生理监测摄像头（7）、多个乘车员生物电传感器（8）；
驾驶员生理监测摄像头（5）与主驾驶位相匹配设置于汽车前挡风玻璃上，驾驶员生物电传感器（6）设置于方向盘上；多个乘车员生理监测摄像头（7）设置于汽车前挡风玻璃或座位靠背上，并与汽车内除主驾驶位外的其他座位相匹配设置；多个乘车员生物电传感器（8）相匹配设置于汽车内除主驾驶位外的其他座位上；
驾驶员生理监测摄像头（5）、驾驶员生物电传感器（6）、多个乘车员生理监测摄像头（7）、多个乘车员生物电传感器（8）分别与工控机（1）连接。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的自动驾驶系统，其特征在于，
导航系统包括：GPS定位接收器（9）、惯性传感器（10）；
GPS定位接收器（9）、惯性传感器（10）均设置于汽车上，并分别与工控机（1）连接。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的自动驾驶系统，其特征在于，
长距离毫米波雷达（3）的方位角为0°，并当与轮胎底面的垂直高度小于50CM时，仰角为1.4°—1. 6°；当与轮胎底面的垂直高度大于或等于50CM时，仰角为0°；
短距离毫米波雷达的方位角为0°，并当与轮胎底面的垂直高度小于50CM时，仰角为1.4°—1. 6°；当与轮胎底面的垂直高度大于或等于50CM时，仰角为0°。
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的自动驾驶系统，其特征在于，
车辆控制装置包括：CAN卡（11）、CAN总线（12）、电子油门（13）、ESC系统（14）和转向助力系统（15）；
CAN卡（11）设置于工控机（1）中，并通过CAN总线（12）与电子油门（13）、ESC系统（14）、转向助力系统（15）通信连接。
5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的自动驾驶系统，其特征在于，
车辆控制装置还包括：用于监测汽车速度的速度传感器（16）、用于监测汽车横行和纵向信息的角度传感器（17）；
速度传感器（16）、角度传感器（17）分别设置于汽车上，并与工控机（1）通信连接。
6.根据权利要求4所述的基于机器视觉的自动驾驶系统，其特征在于，
车辆控制装置还包括：用于监测油门踏板踩踏深浅与快慢信息的位置传感器（18）；
位置传感器（18）匹配设置于汽车油门踏板处，并与工控机（1）通信连接。
7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的自动驾驶系统，其特征在于，
工控机（1）内还有环境分类储存模块，环境分类储存模块内设有环境分类图像；
环境分类图像包括：各类车型车辆尾部图像、除车辆外各环境图像；
车型包括：轿车、跑车、SUV、卡车、货车、公交车、电动车、自行车。
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| CN201821349371.0U CN208444204U (zh) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | 一种基于机器视觉的自动驾驶系统 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110134136A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-16 | 清华大学 | 无人驾驶摩托车视觉导航系统 |
| CN110641390A (zh) * | 2019-09-19 | 2020-01-03 | 杨柏青 | 一种智能汽车驾驶辅助装置 |
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2018
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