一种车辆智能后视装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于车辆智能控制领域，公开了一种车辆智能后视装置。该装置包括左右后视镜支架，左右后视镜支架上部对应设置有左右常规后视镜，其特征在于，左右常规后视镜上部对应安装有左右摄像头，左右后视镜支架下部对应安装有左右电机，左右电机上对应安装有左右随动后视镜；在车辆左右后车轮上方的车身上对应设置有左右车身标记物，左右车身标记物对应处于左右摄像头视场的中心位置；以及固定安装在驾驶室内的微处理器，左右摄像头的视频输出端对应电连接微处理器的两个视频输入端，左右电机的控制端对应电连接微处理器的两个I/O输出端。该装置能够实时监测车辆后轮及其周围的情况，使汽车后轮位置总在驾驶员的视线范围。
【专利说明】一种车辆智能后视装置【技术领域】
[0001]本实用新型属于车辆智能控制领域，特别涉及一种车辆智能后视装置。
【背景技术】
[0002]车辆在运行时需要经常进行转弯、车道变换以及倒车操作，在该过程中，需要通过后视镜判断后方是否有其他车辆，在保证有足够安全空间的前提下才能换道或者转弯。尤其是大型车辆，其车身长，在转弯过程中盲区大，容易引发交通事故。
[0003]目前，车上所安装的后视镜基本都是固定的，由于后视镜本身的大小、形状以及表面弧度等特性，驾驶员通过后视镜所能看到的区域是一定的，因此驾驶过程存在一定的视野盲区。在车辆行驶前，驾驶员往往根据自身的特点及驾驶习惯将后视镜调整到最适合的角度，而在驾驶过程中无法进行实时调节，很多交通事故的发生往往是由于视野盲区引起的。虽然有的车上安装了广角后视镜以扩大视野、减小盲区，但是广角后视镜一般安装在后视镜下方，尺寸较小，而且观察到的图像失真严重，驾驶员通过它很难判断车辆与其他物体的真实空间位置关系，无法从根本上消除视野盲区。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种车辆智能后视装置，该装置能够实时监测车辆后轮及其周围的情况，使汽 车后轮位置总在驾驶员的视线范围。
[0005]为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案予以达到。
[0006]一种车辆智能后视装置，包括左右后视镜支架，左右后视镜支架上部对应设置有左右常规后视镜，其特征在于，所述左右常规后视镜上部对应安装有左右摄像头，所述左右后视镜支架下部对应安装有左右电机，所述左右电机上对应安装有左右随动后视镜；在车辆左右后车轮上方的车身上对应设置有左右车身标记物，左右车身标记物对应处于左右摄像头视场的中心位置；
[0007]以及固定安装在驾驶室内的微处理器，所述左右摄像头的视频输出端对应电连接微处理器的两个视频输入端，所述左右电机的控制端对应电连接微处理器的两个I/o输出端。
[0008]本实用新型的特点和进一步改进在于:
[0009]所述车身标记物为区别与车身颜色的椭圆形的金属板。
[0010]所述摄像头采用中星YJS-01USB2.0摄像头。
[0011]所述电机采用众为兴步进电机，型号为85BYG。
[0012]所述微处理器采用ARM9处理器，型号为S3C2410。
[0013]本实用新型采用了上述技术方案后，主要部件采用摄像头、ARM9处理器以及随动后视镜和步进电机，投资费用少、设计简单、可靠性高，而且不需要对车辆进行过多改装。摄像头获取的后视图像的处理以及车头转向角度值和随动后视镜应转角度值的计算由ARM9处理器直接完成，智能化高，可以广泛应用于大型铰接货车。【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0015]图1为本实用新型的一种车辆智能后视装置的安装示意图，其中，图1a为主视图，图1b为左视图；
[0016]图2为图1中的的随动后视镜、摄像头以及电机安装示意图；
[0017]图中:1、车身标记物；2、摄像头；3、随动后视镜；4、微处理器；5、常规后视镜；6、电机；7、随动后视镜壳体；8、后视镜支架。
【具体实施方式】
[0018]参照图1，为本实用新型的一种车辆智能后视装置的安装示意图。该装置包括左右后视镜支架8,左右后视镜支架8上部对应设置有左右常规后视镜5,左右常规后视镜5上部对应安装有左右摄像头2，左右摄像头2分别采用中星YJS-01USB2.0摄像头，用于采集图像；左右后视镜支架8下部对应安装有左右电机6，左右电机6分别采用众为兴步进电机，型号为85BYG ;左右电机6上对应安装有左右随动后视镜3，通过左右电机6的驱动，左右随动后视镜3转动相应的角度，使得左右随动后视镜3中反射的图像总能给驾驶员提供足够的有效视野；在车辆左右后车轮上方的车身上对应设置有左右车身标记物1，车身标记物I为区别与车身颜色的椭圆形的金属板，用作左右摄像头采集图像的识别目标，左右车身标记物I对应处于左右摄像头视场的中心位置。
[0019]以及固定安装在驾驶室内的微处理器4，微处理器4采用ARM9处理器，型号为S3C2410 ;左右摄像头2的视频输出端对应电连接微处理器4的两个视频输入端，左右电机6的控制端对应电连接微处理器4的两个I/O输出端。
[0020]在车辆启动时，该装置开始工作，ARM9处理器通过两个视频接口采集左右摄像头2拍摄的车辆后视图像，通过图像识别程序识别出左右车身标记物I在后视图像中的位置，当识别出车身标记物I不在图像正中间时，通过标定换算得到车身标记物I和摄像头2之间的距离、车头和铰接点之间的距离以及车身标记物I和铰接点之间的距离便可计算出车头的转角，从而得到随动后视镜3应当转角的角度，同时通过ARM9处理器的I/O接口给左右两侧的电机6相应的占空比信号,控制电机6转动。
[0021]为使驾驶员后视视野不受转弯带来的影响，随动后视镜3应能够实时根据车头转角的变化而做出相应的转动，因此对系统的采样频率提出了要求，本实施例中采用的摄像头采集频率为25Hz，即摄像头每秒对车辆左后方或者右后方采集25帧图片。ARM9处理器对图像的处理速率设定为10Hz，即ARM9处理器每秒钟能进行10次车头转角识别，符合随动后视镜3实时转动的要求。由于摄像头的采样频率高于ARM9的处理频率，因此系统能够正常工作，不会出现图像滞后的现象。
[0022]该装置的安装使用过程如下:
[0023](I)车身标记物1、摄像头2、微处理器4、随动后视镜3以及电机6的安装。
[0024]首先，在车辆左右后轮上方的车身上分别设置有两个车身标记物1，车身标记物I为与车身颜色有区分的椭圆形的金属板，在本实施例中椭圆形金属板长半轴为30cm,短半轴为10cm，在摄像头2拍摄的图像中形状为圆形，用作图像识别的识别对象。[0025]其次安装左右摄像头2，分别用螺栓固定安装在车辆左右常规后视镜5上部，左右摄像头2朝向车辆后方，用于采集车辆的后视图像，使得车身标记物I处于后视图像正中间，分别将左右侧摄像头2的视频输出端与ARM9处理器的视频输入端电连接。
[0026]然后安装随动后视镜3和电机6，共采用两个随动后视镜3和两个电机6，左右各一个，两个电机6对应安装在左右后视镜支架8下方，左右电机6上对应安装有左右随动后视镜3，左右电机6在左右随动后视镜壳体7里面，如图2所示，电机外壳与随动后视镜3固定，电机输出轴与后视镜支架8固定，当给电机6 —个占空比信号时，电机6转动一定的角度，由于电机转轴和后视镜支架相对静止，因此电机6的转动带动随动后视镜3转动。
[0027](2)摄像头标定
[0028]以左侧摄像头2标定为例:在自身车辆的左侧后方竖立标杆，通过左侧摄像头2采集标杆图像，识别出图像中的标杆位置，对图像中的标杆位置与标杆实际位置进行标定，换算自身车辆和标杆的纵向相对距离和横向相对距离。
[0029]具体方法为:将车辆停在空阔地带，以车辆后保险杠位置为起点向后方进行距离标记，做出地面标识，在地面标识位置竖立标杆。然后控制左侧摄像头2采集左后方的标杆图像。对采集到的标杆图像进行分析处理，识别出标杆图像中的标杆位置。由于标杆实际距离已知，通过摄像头2标定即可得到自身车辆和标杆的纵向相对距离和横向相对距离的数学计算公式。
[0030]右侧摄像头标定，其方法同左侧摄像头标定。
[0031](3)图像采集
[0032]车辆在行驶过程中，左右摄像头2实时采集车辆左右后方的后视图像，由于车辆行驶时转向的不确定性，微处理器4实时对摄像头2采集的图像进行处理，识别车身标记物I在图像中的位置，因此，在车辆启动时，本智能随动后视系统便开始工作。且为了保证装置的准确度，不造成随动后视镜3的误转动，该装置工作时左右摄像头2均采集后视图像，分别进行左右后视图像的处理，结合左右图像处理的结果，得到电机6的转动占空比信号。
[0033](4)图像预处理
[0034]图像预处理的目的是去除左右侧摄像头2所采集后视图像中的干扰信息。由于车辆行驶的环境存在差异性，摄像头2所采集到的后视图像中经常会出现与车身标记物I无关的信息，这些信息对于后续距离计算会产生干扰，因此在图像处理过程中首先对后视图像进行滤波，具体采用中值滤波算法进行。对于图像中的某一个像素点，计算该点周围3 X 3范围内像素点灰度值的平均值，用该平均值作为该点的灰度值。通过使用3X3的中值滤波算法能基本消除摄像头所采集图像中所存在的干扰信息。
[0035](5)车身标记物位置提取
[0036]首先提取整个车身标记物I在图像中的位置，对经过图像预处理的后视图像进行二值化处理，提取后视图像中车身标记物I形状。图像处理程序中采用二值化方法对图像进行轮廓提取，具体过程为设定一个灰度阈值，对于图像中的某一个点，如果该点的灰度值大于等于阈值，则认为该点属于车身标记物所在范围，将该点的灰度值改为0，反之如果该点的灰度值小于阈值则认为该点不属于车身标记物区域，将该点的灰度值改为I。对一帧图像按照此方法运算完成之后，后视图像中的灰度值O部分所组成的形状即为车身标记物的形状。[0037]然后将识别出来的车身标记物形状的中间位置作为特征点，具体的提取过程是:图像处理程序对提取车身标记物形状结果进行分析，按照类似封闭圆形的识别规则识别出后视图像中的车身标记物，然后从类似圆形的封闭图像中选取圆心，得到圆心处的纵向图像位置和横向图像位置。
[0038](6)车 辆转向角度以及步进电机转向角度计算
[0039]以左侧为例，在车辆左转向时，得到车身标记物I在后视图像中的位置后，换算出车身标记物I和摄像头2之间的实际距离，设为LI，车头和铰接点之间的距离为已知量设为L2，车身标记物和铰接点之间距离也为已知量设为L3，同时由于车头和铰接点之间，车身标记物I和铰接点之间以及LI可以构成一个三角形，则三角形的三边均为已知量，由车辆的运动关系可以得到，L2和LI之间所夹的较小角为车头转向角度，设为α，于是通过余弦定
理可以计算出车头的转角为
【权利要求】
1.一种车辆智能后视装置，包括左右后视镜支架，左右后视镜支架上部对应设置有左右常规后视镜，其特征在于，所述左右常规后视镜上部对应安装有左右摄像头，所述左右后视镜支架下部对应安装有左右电机，所述左右电机上对应安装有左右随动后视镜；在车辆左右后车轮上方的车身上对应设置有左右车身标记物，左右车身标记物对应处于左右摄像头视场的中心位置； 以及固定安装在驾驶室内的微处理器，所述左右摄像头的视频输出端对应电连接微处理器的两个视频输入端，所述左右电机的控制端对应电连接微处理器的两个I/o输出端。
2.根据权利要求1所述的一种车辆智能后视装置，所述车身标记物为区别与车身颜色的椭圆形的金属板。
3.根据权利要求1所述的一种车辆智能后视装置，所述摄像头采用中星YJS-01USB2.0摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种车辆智能后视装置，所述电机采用众为兴步进电机，型号为85BYG。
5.根据权利要求1所述的一种车辆智能后视装置，所述微处理器采用ARM9处理器，型号为 S3C2410。
【文档编号】B60R1/07GK203681401SQ201320874953
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】吴付威, 徐远新, 朱立新, 齐超飞 申请人:长安大学