ES2303753B1 - Sistema de vision artificial para el control de crucero adaptativo en automoviles. - Google Patents
Sistema de vision artificial para el control de crucero adaptativo en automoviles. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2303753B1 ES2303753B1 ES200600079A ES200600079A ES2303753B1 ES 2303753 B1 ES2303753 B1 ES 2303753B1 ES 200600079 A ES200600079 A ES 200600079A ES 200600079 A ES200600079 A ES 200600079A ES 2303753 B1 ES2303753 B1 ES 2303753B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- vehicle
- car
- control
- vehicles
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 claims description 2
- 238000012706 support-vector machine Methods 0.000 claims 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/16—Anti-collision systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Sistema de Visión Artificial para el control de
crucero adaptativo en automóviles.
El sistema objeto de invención tiene la
finalidad de realizar el control de la velocidad de un automóvil de
forma automática dependiendo de la distancia o el tiempo existente
con respecto al vehículo precedente en el mismo carril Este tipo de
sistemas suele recibir el nombre de Control de Crucero Adaptativo.
La medida de la distancia y la velocidad relativa con respecto al
vehículo precedente se realiza utilizando una sencilla cámara
instalada en el interior del propio automóvil. La imagen recibida
por la cámara es procesada por un sistema hardware a bordo del
vehículo. Como resultado del procesamiento realizado se obtiene la
distancia, en metros, y la velocidad relativa, en m/s, existente
entre el vehículo propio y el vehículo precedente en el mismo carril
de la carretera o autopista. El procesador a bordo del vehículo
modificará la velocidad del automóvil de forma que se respete un
tiempo de seguridad preestablecido.
Description
Sistema de Visión Artificial para el control de
crucero adaptativo en automóviles.
La presente invención se enmarca en el sector de
los Sistemas Inteligentes de Transporte, y más concretamente, en el
área de los sistemas inteligentes de asistencia a la conducción.
Este tipo de sistemas emplean diversos sensores, tales como cámaras,
radar o infrarrojos, para realizar la detección de eventos o
situaciones que puedan constituir algún tipo de peligro para el
conductor. De esta manera, los sistemas de asistencia a la
conducción pueden emitir algún tipo de señal acústica o visual que
alerte al conductor de la situación en cuestión, o incluso realizar
alguna maniobra automática, tomando el control de los actuadores
del automóvil, tanto el acelerador y el freno como en ocasiones el
propio volante.
Los Sistemas Inteligentes de Transporte han
experimentado un desarrollo desorbitante en los últimos años,
fomentado por la gran inversión realizada desde los diversos
organismos involucrados en el sector. Así, tanto el Departamento de
Transportes de los Estados Unidos y Japón, como la Comisión Europea
a través de los diversos Programas Marco de Investigación, han
contibruido notablemente el empuje de este tipo de sistemas.
También se ha producido un creciente desarrollo desde el sector
privado, fundamentalmente sostenido por las grandes compañías de
fabricantes de automóviles, así como por el sector auxiliar
dedicado a la fabricación de componentes para automóviles.
Dentro de los Sistemas Inteligentes de
Transporte tienen una especial relevancia los Sistemas Inteligentes
de Asistencia a la Conducción. La misión fundamental de este tipo de
sistemas es precisamente la asistencia al conductor con el objetivo
de evitar accidentes, mitigar los efectos de los mismos, o
incrementar los márgenes de seguridad durante la conducción, entre
otros. Existen en la actualidad innumerables sistemas de asistencia
a la conducción funcionando en el mercado y vendiéndose como
componentes integrados en vehículos de serie, aunque en la mayor
parte de los casos se trate de vehículos de alta gama. En concreto,
algunas marcas venden vehículos que tienen incorporado un control de
crucero adaptativo basado en radar o en láser. Este tipo de sistemas
suele costar en torno al 10% del precio total de vehículo,
resultando un componente extra de gran coste. La utilización de una
sola microcámara que reemplace al radar o al láser constituye una
novedad significativa ya que permitiría una producción a gran escala
en la que el precio total del producto se vería notablemente
reducido. Esta es la razón por la que muchos fabricantes de
automóviles estarían muy interesados en una invención de estas
características.
No obstante, hasta la fecha no se conoce la
existencia de ninguna patente cuyas características sean el objeto
de la presente invención.
El sistema desarrollado para el control de
crucero adaptativo de automóviles mediante visión artificial se
compone de varios elementos hardware y software, tal y como se
aprecia en la figura 1. En dicha figura se puede observar: (1) una
microcámara digital Firewire IEEE1394, con su óptica asociada,
instalada en el interior del vehículo; (2) procesador hardware que
se divide en tres partes. Por una parte, existe una interfaz de
entrada (3) encargada de realizar la adquisición de la imagen
proporcionada por la cámara digital. El módulo principal está
compuesto por el procesador de imágenes (4). De otra parte, existe
un sistema de actuación (5) que se comunica con el módulo de control
de la velocidad del vehículo a través del bus CAN del mismo: (6) un
sistema de control del bus CAN del automóvil, que viene instalado
de serie en la práctica totalidad de vehículos comerciales, y que
realiza el control automático del (7) acelerador del automóvil.
A continuación se desarrollan las funciones de
cada uno de los elementos que componen el sistema de control de
crucero adaptativo de automóviles.
Se trata de una cámara digital Firewire de
pequeñas dimensiones con salida en formato IEEE 1394. La cámara
debe proporcionar imágenes en blanco y negro con una resolución de
640 x 480 pixeles, de forma que se puedan detectar con claridad los
vehículos que circulan delante del vehículo propio.
El núcleo de esta sistema es una FPGA. En este
dispositivo se realizan todas las funciones necesarias para
controlar el proceso de captura de imágenes y almacenamiento en
memoria, preprocesamiento y análisis de imágenes y por último,
activación, si procede, del sistema de control de velocidad del
automóvil. Todo el proceso está regulado por el software
implementado en la FPGA. En líneas generales se realizan las
siguientes funciones:
- -
- Envío de órdenes para captura y almacenamiento de imágenes.
- -
- Ejecución de los algoritmos para el preprocesado de la imagen.
- -
- Algoritmos para la detección de los vehículos más cercanos circulando por el mismo carril que el vehículo propio, así como para el seguimiento de sus trayectorias.
- -
- Algoritmos para realizar el cálculo de la distancia y velocidad relativa entre el vehículo detectado y el vehículo propio.
- -
- Activación, si procede, del sistema de control de velocidad del automóvil.
Desde el punto de vista funcional, el procesador
se descompone en los siguientes elementos:
Su función es realizar la adquisición de la
imagen digital proporcionada por la cámara Firewire, y almacenar la
imagen en memoria del procesador.
Implementa a nivel hardware las ecuaciones
necesarias para realizar en tiempo real la detección de los
vehículos más cercanos circulando en el mismo carril que el vehículo
propio. También efectúa el cálculo de la distancia y velocidad
relativa con respecto a los vehículos detectados.
Este módulo realiza la comunicación con el
sistema de control del bus CAN del automóvil. A través del mismo se
emiten los comandos que permiten efectuar el control adaptativo de
la velocidad del vehículo, con el objetivo de mantener el tiempo de
seguridad preestablecido.
Se trata de un módulo basado en una centralita
programable. Esta centralita viene instalada en todos los vehículos
de serie, y está preparada para poder recibir comandos en un
formato preestablecido y actuar sobre los diversos elementos del
vehículo. En este caso, el sistema de control del bus CAN actuaría
de forma automática sobre el acelerador del automóvil.
La figura 1 muestra un esquema general de la
invención en la que se puede observar sus elementos constituyentes:
(1) una cámara digital Firewire IEEE 1394 que captura imágenes en
blanco y negro con su óptica asociada; (2) un procesador hardware
que contiene tres elementos funcionales, tal y como se describe a
continuación: (3) interfaz de entrada para adquirir las imágenes
proporcionadas por la cámara y almacenarlas en memoria del
procesador; (4) procesador de imágenes para realizar la medida de la
distancia y velocidad relativa con respecto al vehículo precedente
en el mismo carril: (5) sistema de actuación que envía el resultado
del procesado al (6) sistema de control del bus CAN del vehículo,
para que éste actúe automáticamente sobre el (7) acelerador del
mismo, de forma que se modifique la velocidad del automóvil con el
objetivo de mantener el tiempo de seguridad establecido entre
vehículos. En la propia figura se proporciona la salida gráfica
resultado del procesamiento de imagen, en la que se muestra un
vehículo detectado y la distancia a la que se encuentra del
vehículo propio.
La figura 2 muestra el algoritmo que permite
realizar la detección de vehículos en la imagen utilizando SVM. A
partir de la posición de los vehículos en la imagen se realiza el
cálculo de la distancia y velocidad relativa a los mismos. Si se
infringe el tiempo de seguridad establecido el sistema actúa
automáticamente sobre el control de velocidad del vehículo para
reestablecer el tiempo de seguridad mínimo.
El sistema de visión artificial para el control
de crucero adaptativo de automóviles consta de una (1) microcámara
digital que se ubica en el interior del vehículo a la altura del
espejo retrovisor trasero, pero por delante de éste, de forma que
puede percibir la totalidad de la escena que contiene la carretera
y los diversos vehículos que circulan por la misma, sin causar por
ello una disminución de la visibilidad del conductor. La cámara debe
proporcionar imágenes en blanco y negro con una resolución de
640x480 pixeles. Dicha imagen es capturada por un (2) sistema
procesador. El sistema procesador se basa en una tarjeta
electrónica cuyo elemento fundamental es una FPGA. Las
características principales de esta tarjeta electrónica son las
siguientes: interfaz de entrada compatible con el estándar IEEE
1394, memoria RAM de al menos 64 Mbytes para almacenamiento y
procesamiento de imágenes; módulo de comunicaciones compatible con
el bus CAN del automóvil, capaz de enviar y recibir mensajes en el
formato estándar para dicho tipo de bus.
Todo el sistema electrónico necesita una tensión
de alimentación de 12 v de continua, que puede ser obtenida de la
propia batería del automóvil o de una batería auxiliar instalada
para tal efecto.
Debido a las condiciones en las que debe
funcionar el sistema (en el interior de un automóvil en marcha),
todo el sistema debe ser resistente a vibraciones y presentar un
buen aislamiento térmico y mecánico, así como superar las
pertinentes normas de interferencia electromagnética.
Claims (9)
1. Sistema de visión artificial para el control
de crucero adaptativo en automóviles, caracterizado porque
está constituido por la asociación funcional de una cámara digital
(1) que debe situarse en el interior de un vehículo, orientada
hacia el sentido de avance del mismo, de tal forma que se perciba
toda la carretera y los vehículos circulando por la misma: (2) un
procesador basado en una tarjeta electrónica que se divide en los
tres siguientes módulos: (3) interfaz de entrada: (4) procesador de
imágenes: (5) sistema de actuación sobre el bus CAN del automóvil,
que permite enviar el resultado del procesado: (6) sistema de
control del bus CAN del vehículo, que actúa de forma automática
sobre el (7) acelerador del mismo.
2. Sistema de visión artificial embarcado en un
automóvil para realizar el control adaptativo de la velocidad del
mismo con el objetivo de mantener un tiempo de seguridad
preestablecido con respecto a los vehículos precedentes en el
carril.
3. Sistema de detección de vehículos circulando
en la carretera basado en aprendizaje de patrones utilizando SVM
(Support Vector Machine).
4. Sistema de seguimiento predictivo de
trayectorias de los vehículos detectados.
5. Sistema que funciona en tiempo real, de tal
modo que resulta posible su aplicación en un automóvil circulando a
velocidades habituales dentro de los límites legales
establecidos.
6. Sistema para la detección de vehículos en
diversas condiciones meteorológicas y de iluminación.
7. Sistema de análisis de imágenes que detecta
la presencia de vehículos de diferentes modelos y tamaños,
incluyendo camiones.
8. Sistema que interactúa con el bus CAN del
automóvil para realizar el control adaptativo de velocidad del
mismo.
9. Software de procesamiento y análisis de
imágenes implementado en una FPGA.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200600079A ES2303753B1 (es) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | Sistema de vision artificial para el control de crucero adaptativo en automoviles. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200600079A ES2303753B1 (es) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | Sistema de vision artificial para el control de crucero adaptativo en automoviles. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2303753A1 ES2303753A1 (es) | 2008-08-16 |
| ES2303753B1 true ES2303753B1 (es) | 2009-06-23 |
Family
ID=39669738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200600079A Active ES2303753B1 (es) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | Sistema de vision artificial para el control de crucero adaptativo en automoviles. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2303753B1 (es) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3019686B2 (ja) * | 1993-09-24 | 2000-03-13 | トヨタ自動車株式会社 | 車間距離制御装置 |
| JP3468001B2 (ja) * | 1996-12-16 | 2003-11-17 | 日産自動車株式会社 | 車両用走行制御装置 |
| JP3633744B2 (ja) * | 1997-03-17 | 2005-03-30 | 三菱自動車工業株式会社 | 車両の走行制御装置 |
| DE19931161A1 (de) * | 1999-07-06 | 2001-01-11 | Volkswagen Ag | Verfahren und Einrichtung zum abstandssensitiven, geschwindigkeitsgeregelten Fahrbetrieb bei Kraftfahrzeugen |
| JP3970486B2 (ja) * | 1999-09-22 | 2007-09-05 | 富士重工業株式会社 | 車両用走行制御装置 |
| DE10235472B4 (de) * | 2002-08-02 | 2007-08-02 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Vorrichtung zur Steuerung der Bremsen eines Nutzfahrzeugs |
-
2006
- 2006-01-13 ES ES200600079A patent/ES2303753B1/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2303753A1 (es) | 2008-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102511055B1 (ko) | 자율 차량들을 위한 중복성 하드웨어 시스템 | |
| CN109843676B (zh) | 自动泊车辅助装置以及包括其的车辆 | |
| EP3184365B1 (en) | Display device for vehicle and control method thereof | |
| US9884645B2 (en) | Lane change control system | |
| US10850680B2 (en) | Vehicle display apparatus and vehicle having the same | |
| US9978280B2 (en) | Driver assistance apparatus and vehicle including the same | |
| CN107499307B (zh) | 自动停车辅助装置以及包括该自动停车辅助装置的车辆 | |
| CN107200018B (zh) | 驾驶辅助装置及其控制方法 | |
| US10127820B2 (en) | Driver assistance apparatus and vehicle including the same | |
| EP3211616A2 (en) | Driver assistance apparatus | |
| CN104115198B (zh) | 车辆合流辅助系统和方法 | |
| CN108710368B (zh) | 一种无人驾驶系统及电动汽车 | |
| KR102310782B1 (ko) | 차량운전 보조장치, 이를 포함하는 차량, 및 차량안전 시스템 | |
| US10522041B2 (en) | Display device control method and display device | |
| JPWO2016024316A1 (ja) | 車両の走行制御装置及び方法 | |
| CN113348122A (zh) | 从传感器视场排除车辆的模型 | |
| CN204667643U (zh) | 一种用于弯道会车预警的预警系统 | |
| CN115760970A (zh) | 用于捕获车辆周围的图像以用于保险索赔处理的系统和方法 | |
| Grisleri et al. | The braive autonomous ground vehicle platform | |
| DE102022107848A1 (de) | System und verfahren zur aktualisierung von karten mit hoher auflösung | |
| CN205039930U (zh) | 三维行车影像提醒装置 | |
| CN206249643U (zh) | 一种汽车盲区监测预警车载系统 | |
| ES2303753B1 (es) | Sistema de vision artificial para el control de crucero adaptativo en automoviles. | |
| US20200119474A1 (en) | Connector device and connector system | |
| WO2022239672A1 (ja) | 情報提示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20080816 Kind code of ref document: A1 |