TW201711009A - 車輛智慧型影像處理系統 - Google Patents

Abstract

一種車輛智慧型預警系統，係用於一車輛上，且車輛定義有一駕駛視線高度。該車輛智慧型預警系統具有一設於車輛上且高度大於該駕駛視線高度的取像裝置，該取像裝置係用以取得該車輛前方的一影像畫面，且該影像畫面係根據一環境元件相對於該取像裝置之相對位置所補償而得者。

Description

車輛智慧型預警系統

本發明是有關於一種車輛智慧型預警系統，且特別是有關於一種用於行駛中車輛的車輛智慧型預警系統。

隨著影像分析技術的進步，已有相關文獻探討將其運用在車輛行駛時的路況偵測，以作為預警系統之用。以軌道車輛為例，在行駛時，軌道車輛上的影像擷取及分析裝置可以判斷前方路況是否有異常(例如軌道自身的缺陷或障礙物等)或是突發狀況(例如有人車闖入軌道等)，以提醒駕駛迅速做出反應，藉此降低事故發生的機率。

目前，軌道車輛的預警系統種類很多，其中，以影像分析為基礎的預警感測系統，大多著墨在影像的擷取及分析方法。然而，這類的預警系統常需搭配成本不斐的感測分析設備，如此才能提高影像分析的精確度。再者，對於行駛中的車輛而言，各式擾動，像是車速、震動、傾斜等等，將使預警系統受到干擾甚至誤判；舉例而言，隨著車輛的行駛速度越來越快，遠距離取像的精確度的提升，以及預警系統的反應時間的縮短，將更顯困難， 恐增加預警系統的設備成本及結構複雜度。

本發明提供一種車輛智慧型預警系統，係可兼顧精確度及靈敏度，且結構精簡。

本發明的車輛智慧型預警系統，係用於一車輛上，該車輛定義有一駕駛視線高度，該車輛智慧型預警系統包括：一取像裝置，係設於該車輛上，且其高度大於該駕駛視線高度，該取像裝置係用以取得該車輛前方的一影像畫面，且該影像畫面係根據一環境元件相對於該取像裝置之相對位置所補償而得者。

在本發明的一實施例中，更包括一支架，係設於該車輛上，該支架具有一架高部與一基準部，該取像裝置設於該支架的該架高部上而被架高於該駕駛視線高度上方，該支架的該基準部係位於該影像畫面中，以構成該環境元件。

在本發明的一實施例中，更包括一固定件，係設於該車輛上且與該取像裝置分開設置，該固定件係位於該影像畫面中，以構成該環境元件。

在本發明的一實施例中，上述環境元件係為該車輛之一部分。

在本發明的一實施例中，上述環境元件係為該車輛所行駛在的空間中的一已知相對位置的物件。

在本發明的一實施例中，上述環境元件係為該車輛前方的一個含有立體訊息的畫面。

在本發明的一實施例中，上述取像裝置具有一影像處理器，該影像處理器係可取得該環境元件的位置，並計算出所需的補償位移量，以進行該影像畫面的位移補償。

在本發明的一實施例中，上述取像裝置係與該車輛及/或一行車中控中心通訊聯結。

在本發明的一實施例中，上述車輛具有一底部與一相對於該底部的頂部，該頂部的高度大於該底部的高度，該取像裝置的高度大於該頂部的高度。

在本發明的一實施例中，上述車輛為一軌道車輛。

基於上述，本發明是透過將取像裝置架高，提升視野，據此可以實現低成本的遠距離取像，縮短反應時間，且被架高的取像裝置所取得影像畫面還可以進一步地被補償；藉此，係可同步提升預警系統的精確度及靈敏度，以降低誤判，且成本相較習用者低。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧車輛智慧型預警系統

10、10’‧‧‧支架

11‧‧‧架高部

12‧‧‧基準部

20‧‧‧取像裝置

21‧‧‧影像處理器

22‧‧‧無線傳輸模組

C‧‧‧行車中控中心

D‧‧‧畫面

E‧‧‧環境元件

H1‧‧‧駕駛視線高度

P‧‧‧影像畫面

S‧‧‧空間

T‧‧‧軌道

V‧‧‧軌道車輛

V1‧‧‧底部

V2‧‧‧頂部

VH‧‧‧車頭

VL‧‧‧車廂

VN‧‧‧車鼻

圖1繪示為本發明的一實施例的一種車輛智慧型預警系統用於一軌道車輛的示意圖。

圖2繪示上述實施例之影像畫面之示意圖。

圖3繪示為本發明的一實施例的一種車輛智慧型預警系統用於一軌道車輛的示意圖。

圖4繪示為本發明的一實施例之影像畫面之示意圖。

圖5繪示為本發明的一實施例之影像畫面之示意圖。

圖6繪示為本發明的一實施例之影像畫面之示意圖。

圖1繪示為本發明的一實施例的一種車輛智慧型預警系統用於一軌道車輛的示意圖。圖2繪示上述實施例之影像畫面之示意圖。請同時參照圖1與圖2，車輛智慧型預警系統100係安裝於一軌道車輛V上，於本實施例中，該軌道車輛V為一火車，且該軌道車輛V具有一面對軌道T的底部V1與一相對於該底部V1且高度較高之頂部V2，其中，該軌道車輛V具有一車頭VH與至少一車廂VL，但本發明並不限於此。在其他實施例中，車輛亦可以是行駛在固定路線上的其他大眾交通運輸工具，或是行駛在不具固定路線上的大客車或小客車。本實施例之車輛智慧型預警系統100包括一支架10以及一取像裝置20。

支架10於本實施例中係設於車頭VH之頂部V2上，且具有一架高部11用以將取像裝置20架高於車頭VH上，使之高於駕駛視線高度H1，藉此進行遠距離取像。於本實施例中，取像裝置20的高度與駕駛視線高度H1的高度差為1.5公尺，但本發明不限於此，舉凡高於駕駛視線高度H1的取像裝置均適用於本發 明，例如取像裝置亦可設置在車頭的旁側。此外，支架10並具有一基準部12，於本實施例中，基準部12係自架高部11一體成型延伸出來，並構成一環境元件E，環境元件E的功效容後詳述。

取像裝置20係設於支架10之架高部11上，用以取得軌道車輛V前方的影像畫面P。於本實施例中，上述影像畫面P中可以包括有軌道T與支架10之基準部12，由於架高部11與基準部12係一體成型，且取像裝置20係固設於該支架10之架高部11上，因此，取像裝置20、架高部11與基準部12三者的相對位移量實質上相同，是以，影像畫面P中的基準部12相對於取像裝置20的相對位置可以用來使影像畫面P被進行補償。詳言之，取像裝置20具有一影像處理器21與一無線傳輸模組22，該影像處理器21係可找出支架10之基準部12的位置，並計算出所需的補償位移量，以輸出補償後的影像畫面P。當然，在其他實施例中，基準部12亦能夠以可拆卸的方式設置在架高部11上。

取得上述補償後的影像畫面P後，取像裝置20即可透過無線傳輸模組22將影像處理器21處理過後的影像畫面P甚至是進一步分析完影像畫面P後的預警信號傳送至軌道車輛V以告知駕駛，及/或傳送至行車中控中心C，以警示駕駛及/或中控中心的人員，俾利迅速做出判斷；或是，也可以直接由車輛的行車電腦直接做出判斷及/或反應，例如自動煞車等。另外，應當理解的是，取像裝置20與軌道車輛V的資料傳輸模式並不侷限於無線通訊聯結，在其他實施例中，亦可採用有線的聯結方式。另一提的是， 由於取像裝置20係被架高於軌道車輛V之頂部V2上，因此通訊效果較佳，故對於預警系統的反應時間亦有所助益。當然，在其他實施例中，影像處理器21亦可獨立於取像裝置20外，兩者可以直接或間接連結，影像處理器例如可以設置在軌道車輛V的車頭VH內，或是設置在遠端，例如行車中控中心。值得一提的是，取像裝置20係裸露於外界環境中，故可避免取像過程受到干擾，例如反光等；當然，但在其他實施例中，其外部亦可有罩體保護，更進一步地，該罩體還可以是軌道車輛的一部分。

由上述可知，取像裝置20在被架高以進行廣視野取像的同時，還可利用支架10之基準部12進行影像的位移補償，以降低因取像裝置20被架高所可能衍生的震動影響。如此，即可達到精確進行遠距離取像，以縮短預警系統之反應時間之目的，並可減少因擾動所造成的誤判；再者，本發明實施例可選擇性地不需搭配成本不斐的影像擷取分析設備，反倒是僅需利用架高的取像裝置搭配其支架對於影像的補償，即可達到精確預警。

本發明實施例之影像畫面補償的步驟例如但不限於可以是如以下之方式：步驟1：透過影像校正，取得影像畫面中的環境元件與軌道車輛的相對位置關係；步驟2：在影像畫面中設定特定的偵測區域，透過行駛中的影像畫面將環境元件的位置找出；步驟3：藉由環境元件的位置，取得需要補償的位移量， 以進行影像畫面的位移補償；以及步驟4：再透過補償後的影像畫面與所偵測環境元件的位置進行誤差計算，微調影像畫面。

由上述可知，取像裝置採用補償後的影像畫面，因影像畫面中物體間相對位置較為穩定，因此可以增進二維影像中立體物件的景深偵測，進而提高判斷的精準度。須說明的是，上述影像補償方式僅係一實施例，其他類似的影像補償方式亦可適用於本發明。此外，在其他實施例中，上述影像補償之實施例的步驟4亦可省略。

圖3繪示為本發明的一實施例的一種車輛智慧型預警系統用於一軌道車輛的示意圖。請參照圖3，本實施例的車輛智慧型預警系統200與上述實施例的車輛智慧型預警系統100大致上相同，相同處容不贅述，主要差異在於，本實施例不具有基準件12，而係改以一固定件16取代其作為環境元件E。本實施之固定件16係固設於軌道車輛V上，並與支架10’與取像裝置20分開設置。固定件16可以是具有其他功能性的物件(例如天線)，也可以是不具有其他功能性的物件。影像畫面中的固定件16相對於取像裝置20的相對位置，同樣可以用來補償影像畫面，於此不再贅述。

圖4繪示為本發明的一實施例的影像畫面之示意圖。請參照圖4，本實施例與上述二實施例不同處在於，影像畫面P中的車輛之一部分構成環境元件E，本實施例係以車鼻VN為例，但不限於此。藉此，車鼻VN相對於取像裝置的相對位置係可以用來 補償影像畫面P，此舉可省去上述基準部或固定件，如此同樣可達到上述相同目的。

圖5繪示為本發明的一實施例的影像畫面之示意圖。請參照圖5，本實施例與上述二實施例不同處在於，環境元件E係為軌道車輛所行駛在的空間S中的一已知相對位置的物件，於本實施例係以軌道T為例，但不限於此，舉凡空間S已知相對位置的物件，例如：標誌、軌道寬度與號誌等，均可適用於本發明實施例。相似地，軌道T相對於取像裝置的相對位置係可以用來補償影像畫面P，如此同樣可達到上述相同目的。

圖6繪示為本發明的一實施例的影像畫面之示意圖。請參照圖6，本實施例與上述實施例不同處在於，環境元件E係為軌道車輛前方的一個含有立體訊息的畫面D，且取像裝置為立體取像裝置(圖未示)，並藉由立體取像裝置中的成像相對於取像裝置的相對位置來補償影像畫面，但本發明不限於此，舉凡含有立體訊息的畫面，例如距離或景深，亦可用來補償影像畫面。

綜上所述，在上述的實施例中，本發明是透過將取像裝置架高，提升視野，據此可以實現低成本的遠距離取像，縮短反應時間，且被架高的取像裝置所取得影像畫面還可以進一步地被補償；藉此，係可同時提升預警系統的精確度及靈敏度，降低誤判。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的 精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧車輛智慧型預警系統

10‧‧‧支架

11‧‧‧架高部

12‧‧‧基準部

20‧‧‧取像裝置

21‧‧‧影像處理器

22‧‧‧無線傳輸模組

C‧‧‧行車中控中心

E‧‧‧環境元件

H1‧‧‧駕駛視線高度

P‧‧‧影像畫面

T‧‧‧軌道

V‧‧‧軌道車輛

V1‧‧‧底部

V2‧‧‧頂部

VH‧‧‧車頭

VL‧‧‧車廂

Claims (10)

1. 一種車輛智慧型預警系統，係用於一車輛上，該車輛定義有一駕駛視線高度，該車輛智慧型預警系統包括：一取像裝置，係設於該車輛上，且其高度大於該駕駛視線高度，該取像裝置係用以取得該車輛前方的一影像畫面，且該影像畫面係根據一環境元件相對於該取像裝置之相對位置所補償而得者。
2. 如申請專利範圍第1項所述的車輛智慧型預警系統，更包括一支架，係設於該車輛上，該支架具有一架高部與一基準部，該取像裝置設於該支架的該架高部上而被架高於該駕駛視線高度上方，該支架的該基準部係位於該影像畫面中，以構成該環境元件。
3. 如申請專利範圍第1項所述的車輛智慧型預警系統，更包括一固定件，係設於該車輛上且與該取像裝置分開設置，該固定件係位於該影像畫面中，以構成該環境元件。
4. 如申請專利範圍第1項所述的車輛智慧型預警系統，其中，該環境元件係為該車輛之一部分。
5. 如申請專利範圍第1項所述的車輛智慧型預警系統，其中，該環境元件係為該車輛所行駛在的空間中的一已知相對位置的物件。
6. 如申請專利範圍第1項所述的車輛智慧型預警系統，其 中，該環境元件係為該車輛前方的一個含有立體訊息的畫面。
7. 如申請專利範圍第1項所述的車輛智慧型預警系統，其中，該取像裝置具有一影像處理器，該影像處理器係可取得該環境元件的位置，並計算出所需的補償位移量，以進行該影像畫面的位移補償。
8. 如申請專利範圍第1項所述的車輛智慧型預警系統，其中，該取像裝置係與該車輛及/或一行車中控中心通訊聯結。
9. 如申請專利範圍第1項所述的車輛智慧型預警系統，其中，該車輛具有一底部與一相對於該底部的頂部，該頂部的高度大於該底部的高度，該取像裝置的高度大於該頂部的高度。
10. 如申請專利範圍第1項所述的車輛智慧型預警系統，其中，該車輛為一軌道車輛。