CN217332851U - 一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统，该系统包括主避盲系统和辅助避盲的全景避盲系统，所述主避盲系统包括若干广角镜，在车辆上安装有支架，广角镜通过舵机装在支架上；全景避盲系统包括拼接成像系统、测距系统及智能识别系统，拼接成像系统设有沿车辆周边设置的若干摄像头，测距系统设有超声波雷达测距传感器，智能识别系统包括控制中心和显示屏，摄像头、超声波雷达测距传感器、显示屏、舵机均与控制中心信号连接。本实用新型采用了主辅结合式的全新避盲体系，对优化后的广角镜作为主要辅助装置；将全景避盲系统作为第二辅助系统，在有效避盲的前提下，并不影响驾驶员主观判断，提高避盲范围。

Description

一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统

技术领域

本实用新型涉及一种交通辅助设备，特别涉及一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统。

背景技术

随着物流货运的快速发展，半挂车在路数量日益增多，因半挂车而产生的交通事故数量也日益增加。据公安部交管局发布数据显示，2016 年，全国共发生货车责任道路交通事故5.04万起，造成2.5万人死亡、4.68万人受伤，分别占汽车责任事故总量的30.5％、48.23％和 27.81％。而这个比例远远高于货车保有量占汽车总量的比例。半挂车转弯过程中由于内轮差引发的交通事故占 70%以上，死亡率达 90%以上，已经引起了国内外相关研究人员的高度重视。

目前国内对盲区监测的研究主要利用摄像头，通过对视觉信息进行处理，分析盲区及附近区域的环境。但现有的这些避盲技术会存在摄像头无法根据盲区范围的变化而发生调整，造成监测不到位、信息获取不及时等问题。如今，人们对于公路运输货物的需求量越来越大，尤其半挂牵引型货车的运输能力受运输行业青睐。大多数的货车交通事故都是由于驾驶室的局限以及车辆自身问题带来的视觉盲区而造成的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理，基于主辅结合、雷达测距，以达到消除后视镜盲区的半挂车全景避盲系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统，其特点是，该系统包括主避盲系统和辅助避盲的全景避盲系统，所述主避盲系统包括设在车头两侧的广角镜，在车辆上安装有便于安装广角镜的支架，广角镜通过舵机装在支架上；

所述全景避盲系统包括拼接成像系统、测距系统及智能识别系统，拼接成像系统设有沿车辆周边设置的若干摄像头，测距系统设有超声波雷达测距传感器，智能识别系统包括控制中心和显示屏，摄像头、超声波雷达测距传感器、显示屏、舵机均与控制中心信号连接。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述控制中心还设有计算机视觉测距模块，计算机视觉测距模块与摄像头连接。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述摄像头设有六个，在车辆头部两侧设有两个，在车辆尾部两侧设有两个，在车身两侧设有两个。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述显示屏通过电动调节支架安装在车辆前挡风玻璃左上角处。

本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案实现，所述广角镜设在两个，分别设在两个车辆后视镜处。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

（1）采用了主辅结合式的全新避盲体系，对优化后的广角镜作为主要辅助装置；将全景避盲系统作为辅助避盲系统，在有效避盲的前提下，并不影响驾驶员主观判断，是一种极具人本化的设计；

（2）环车图像拼接技术；将六组摄像头采集到的图像通过重复性去除、缺失图像弥补等手段进行图像拼接，从而使驾驶员有更加直接的视野，能够减少反应时间，减少事故发生的可能；

（3）多模式测距融合技术。装置采取了计算机视觉测距+超声波雷达测距双重测距的方式对周围车辆进行位置测量及双重校正，从而可大大提高测距精度，更加精确的实现距离危险预警。

附图说明

图1为本实用新型所述半挂车全景避盲系统的结构图；

图2为本系统的原理图；

图3为主避盲系统的结构图；

图4为驾驶员盲区反应时间测试图。

图中：1-主避盲系统，2-摄像头，3-广角镜，4-舵机，5-支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1-4，一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统，该系统包括主避盲系统1和辅助避盲的全景避盲系统，所述主避盲系统包括设在车头两侧的广角镜3，在车辆上安装有便于安装广角镜的支架5，广角镜3通过舵机4装在支架5上，通过舵机实现广角镜的自动旋转；

所述全景避盲系统包括拼接成像系统、测距系统及智能识别系统，拼接成像系统设有沿车辆周边设置的若干摄像头2，测距系统设有超声波雷达测距传感器，智能识别系统包括控制中心和显示屏，摄像头、超声波雷达测距传感器、显示屏、舵机均与控制中心信号连接；

所述控制中心还设有计算机视觉测距模块，计算机视觉测距模块与摄像头连接，所述摄像头2设有六个，在车辆头部两侧设有两个，在车辆尾部两侧设有两个，在车身两侧设有两个，所述显示屏通过电动调节支架安装在车辆前挡风玻璃左上角处，所述广角镜设在两个，分别设在两个车辆后视镜处。

本实用新型中所述的主避盲系统避盲装将广角镜置于支架处安装舵机，使副镜能够根据方向盘旋转的角度进行转动，从而在一定程度上更充分地利用空间扩大视野。装置通过 80C51 单片机系统编程实现自动跟踪。程序运行时使用到了 T0 中断，实现间隔 1ms的读取车轮转向信息，并且将信息传递给电动机的任务，通过 P3_0 端口读取车轮转向信息。通过 CATIA 软件进行建模，分析数据后将主驾驶侧转角幅度定于左右 25.87°之间，副驾驶侧左右转角幅度定于左右，并将此间 77.86°划分为 500 插值，从而根据车轮转向实现对舵机的精准控制。

本实用新型所述全景避盲系统中，拼接成像系统可将可将六个摄像头采集的图像进行拼接，从而得到全新的全车显示画面；测距系统可通过计算机视觉测距及超声波雷达测距两种方式结合进行；智能识别系统可将车辆周围画面范围内的车辆等静、动障碍物在显示屏上突出显示。三系统共同工作，将最终处理好的全景图像转送至显示屏，进行图像及距离显示。

拼接成像系统中，针对六视角拍摄的不同图像，通过程序图像预处理，采取特征点匹配策略找出两幅图像之间的变化关系，然后根据坐标变化关系，将两幅图像变换到同一个坐标系中，最后通过融合技术得到一幅完整的全景图。针对多图像全景图生成技术中，我们提出了基于图论的思想，很好的解决了多图像的空间位置自动排序，进而实现了多幅图像的全景图像生成。同时，全景视图也可以为自动驾驶系统中识别、检测、跟踪等算法提供支持。

测距系统拟通过计算机视觉技术、超声波雷达检测技术两种方式对周围车辆进行测距。当发现车距达到危险值时，即通过中枢系统联系成像系统，对其进行框选标红。当车辆驶离危险区域后，装置恢复正常状态。计算机视觉技术通过摄像头来感知车辆前方的交通状况，将图像传递至中枢系统进行二值化处理，从而测量与障碍物间的相对距离、相对速度等，但其对光线、雨水、雾霾、沙尘暴等天气条件敏感，测距精度相比较与超声波雷达要差一些。而通过超声波雷达来感知前方的交通状况、测量与障碍物间的相对距离、相对速度等精度较高，误差较小。

故项目测距方式采用计算机视觉技术与超声波雷达监测技术结合的方式。当遇到如大雨、雾霾等恶劣天气，即将超声波雷达测距比重调至 90%，计算机视觉调至 10%；当天气晴朗，视觉良好时，则将两种方式权重均调至 50%。

视频影像显示采用传统十英寸 LED 屏幕，固定方式采用团队自行设计的电动调节屏幕支架，屏幕固定位置在前挡风玻璃的左上角，便于观看的同时可以最大限度地减少屏幕对于主要视野的额外阻挡。支架连杆关节可以对屏幕进行上下俯角的调节，以便于能更好的适应不同人群。

智能识别系统通过对 20000 张汽车图片进行采样，获得大量特征值组建数据库，然后利用计算机视觉技术将摄像头图像特征值与采集特征值库进行信息比对，从而实现对道路物体的精准识别，于此可对交通状况进行较为准确的分析。现有技术可保证对道路汽车有着 97.5%的识别率，对道路其他静态物体也拥有着 90%以上的识别率。

当识别到车距达到危险值时，框选标红的同时启用行车记录仪对当前所有屏幕录像进行小段保存到本地 TF 卡，当车辆与障碍物距离恢复正常后停止录制并保存，对此段视频命名为具体时间，储存空间饱和以后自动删除最开始的录像以简化操作为后面的录像留出储存空间。

半挂车一般是三轴半挂车，国家规定标准尺寸：宽为 2.5 米，长度标准为 13 米。根据 CATIA 建模数据分析，安装传统后视镜的半挂车正常直线行驶时会存在至少 15 ㎡的视角盲区；在转弯、超车时，由于内轮差及车身构造，将导致 30-63 ㎡的视角盲区。较传统后视镜观察范围，本产品提供的视野范围提高了 93%，减少了 99%的视觉盲区，有效的减少盲区存在。

本项目在解决半挂车行驶过程中的视线盲区方面有着极大的帮助，将本产品安装在半挂车、重卡等大型车辆上使用时，可以最大化的减少驾驶员在驾驶过程中的视觉盲区。且此项目在城市公交上也非常适用，一些长车厢的公交车和半挂车存在一样的视角盲区，在城市复杂的驾驶环境下，本产品将提供一个最有效的避盲效果，从而在一定程度上降低大型车辆发生交通事故的可能性，同时也提高了行人以及小型车辆与大型车辆并行时的安全程度。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统，其特征在于，该系统包括主避盲系统和辅助避盲的全景避盲系统，所述主避盲系统包括设在车头两侧的广角镜，在车辆上安装有便于安装广角镜的支架，广角镜通过舵机装在支架上；

所述全景避盲系统包括拼接成像系统、测距系统及智能识别系统，拼接成像系统设有沿车辆周边设置的若干摄像头，测距系统设有超声波雷达测距传感器，智能识别系统包括控制中心和显示屏，摄像头、超声波雷达测距传感器、显示屏、舵机均与控制中心信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统，其特征在于，所述控制中心还设有计算机视觉测距模块，计算机视觉测距模块与摄像头连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统，其特征在于，所述摄像头设有六个，在车辆头部两侧设有两个，在车辆尾部两侧设有两个，在车身两侧设有两个。

4.根据权利要求1所述的一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统，其特征在于，所述显示屏通过电动调节支架安装在车辆前挡风玻璃左上角处。

5.根据权利要求1所述的一种基于主辅结合、雷达测距的半挂车避盲系统，其特征在于，所述广角镜设在两个，分别设在两个车辆后视镜处。

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