一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着人们生活水平的日益提高，汽车给人们生活带来了诸多便利的同时，也使得 交通事故不断增加，车祸给人们带来了阴影。为了提高汽车的安全性，减轻车祸带来的危 害，汽车上一般会安装防撞预警系统，然而对现有的各种汽车防撞预警系统的特点、性能进 行分析，存在W下缺陷：1、只是出于单雷达模块的简单应用，并没有做到视频与雷达的融 合，没有用直观的显示界面提示驾驶员；2、有报警功能的防撞雷达，没有采用"危险目标判 别准则"，目标虚警率高；3、国内防撞系统没有做记录，不能够进行道路取证；4、目前国内没 有将雷达数据与视频融合，将目标标记在视频融合显示终端上，不能够给驾驶员直观的观 〇
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题在于提供一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警 方法及系统，实现将雷达检测到的前方道路状况直观在显示屏上显示给驾驶员；降低"危险 目标"误判率；前方车辆突然减速时第一时间发出告警；将视频和雷达数据进行记录，为交 通事故提供有力证据。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案： 阳〇化]一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法，包括W下步骤：
[0006] 步骤一：雷达传感器检测前方目标，并将检测到的目标数据发送到视频融合显示 终端；摄像头采集前方视频图像，并将采集到的视频数据发送到视频融合显示终端，并在显 示屏上显示；
[0007] 步骤二：视频融合显示终端接收目标数据，对目标进行碰撞报警判别，根据碰撞报 警判别结果进行视频融合和告警，视频融合后最终通过不同标记将目标实时标记在显示屏 上所显示视频的目标图像上，同时将目标通过不同标记实时显示在显示屏上显示的模拟车 道中；视频融合显示终端还实时记录雷达数据和视频数据。
[0008] 步骤二中，依据目标是否远离、目标是否在同一车道W及与目标的碰撞时间进行 碰撞报警判别。
[0009] 根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警的方法包括：a、若目标远离时，则该 目标为非危险目标，用绿色方框在显示屏上对目标进行标记；若目标靠近时，则该目标为危 险目标，用红色标记，同时显示相对速度；b、若目标在同一车道时，根据碰撞时间产生不同 危险级别的声音告警；C、显示屏上显示的视频图像中不断显示前方的道路状况，并用红色 方框和/或绿色方框，在显示屏上标记出车辆运动轨迹。
[0010] 步骤b中根据碰撞时间产生不同级别的声音告警的方法为：计算在目标靠近时的 碰撞时间：TtT=D/V，其中，T为碰撞时间，D为目标距离，V为目标的瞬时速度；通过TCT来 判断告警口限：当T"〉l〇s时，报警器不告警；当8s<T"<l〇s时，报警器产生第5个级别的告 警频率lOOHz ;当5s<T"<8s时，报警器产生第4个级别的告警频率400Hz ;当3s<Tct<5s时， 报警器产生第3个级别的告警频率800Hz ;当2s<Tct<3s时，报警器产生第2个级别的告警 频率1400化；当0s<T"<2s时，报警器产生第1个级别的告警频率2000化。
[0011] 所述标记的方法包括：（1)显示屏划分为模拟车道显示区和视频融合显示区，模 拟车道显示区用于将雷达目标通过不同标记显示在模拟车道中，视频融合显示区用于将目 标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上；（2)将模拟车道显示区内的像素点坐标 量化为距离坐标，将目标W固定大小的方框绘制在模拟车道显示区；（3)计算目标在视频 融合显示区中的中屯、像素坐标，根据目标的中屯、像素坐标计算目标中屯、像素坐标点所在方 框的左上角和右下角坐标，并在视频融合显示区中绘制目标方框。
[0012] 步骤（2)中将模拟车道显示区内的像素点坐标量化为距离坐标的方法为：根据雷 达方程理论可知，雷达测量的目标参数可W解算为：Dx为横向距离，Dy为纵向距离，V、为横 向速度，Vy为纵向速度，对应的显示屏坐标为：P、为像素的X坐标，Py为像素的Y坐标；模拟 车道显示区的像素为270*450,模拟车道横向实际宽度为D= 30米，对应的像素个数为Dp =270,所W实际坐标转换为像素坐标公式，即模拟车道中像素坐标计算公式为： 柳1引
钻
[0014]Py=AXl〇gi〇〇(XDY+B) 似
[001引式似中，A、K、B为常数，通过如下S组实验数据：
[0016]
(3)
[0017] 将做式中的实验数据代入似式，分别求得：
[0018]
:錫'
[0019] 所W似式等价为：
[0020] Py= 471Xlogi〇化04XDy+l)妨
[002U步骤做中计算目标在视频融合显示区中的中屯、像素坐标（S、，Sy)的公式为：
[0024] 化）、（7)式中，f为物理坐标与实际坐标转换像素坐标参数，AX为摄像头与雷达 中屯、点的横向差，Ay为摄像头与雷达中屯、点的纵向差，zj%摄像头与雷达的高度差；W上 参数值由实际测量可得：f为480, Ax为0.05, Ay为〇，z,为-1，代入化）、（7)式得：
[0027]步骤（3)中根据目标的中屯、像素坐标计算目标中屯、像素坐标点所在方框的左上 角化1，Pyi)和右下角坐标化2,Py2)的公式为：
齡31] Py2=Py〇+Sy(蝴 阳03引 （10)-(13)式中，Df为方框的长度像素值，Lr为方框的宽度像素值，PxD、Py。分别为 视频融合显示区的中屯、点像素值，X、y分别表示方框左上角坐标在显示屏上的横轴、纵轴坐 标。
[0033] 一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警系统，包括雷达模块、视频采集模块 和视频融合显示终端，其中：
[0034] 雷达模块，用于检测前方目标，并将检测到的目标数据发送到视频融合显示终 端；
[0035]视频采集模块，用于采集前方视频图像，并将采集到的视频数据发送到视频融合 显示终端；
[0036] 视频融合显示终端，用于实时接收目标数据，对目标进行碰撞报警判别，根据碰撞 报警判别结果进行视频融合和告警，视频融合后最终通过不同标记将目标实时标记在显示 屏上所显示视频的目标图像上，同时将雷达目标通过不同标记实时显示在显示屏上显示的 模拟车道中；视频融合显示终端还实时记录雷达数据和视频数据。
[0037] 视频融合显示终端依据目标是否远离、目标是否在同一车道W及与目标的碰撞时 间进行目标碰撞报警判别：若目标远离时，视频融合显示终端用绿色方框对目标进行标记； 若目标靠近时，则用红色标记，同时显示相对速度；若目标在同一车道时，根据碰撞时间产 生不同级别的声音告警；显示屏上显示的视频图像中不断显示前方的道路状况，并用红色 方框和/或绿色方框，标记出车辆运动轨迹。
[0038] 雷达模块、视频采集模块和视频融合显示终端设置在壳体中；视频融合显示终端 包括处理器，处理器连接显示器、报警器、雷达模块和摄像头，处理器集成在PCB电路板上； 显示器设置在壳体上朝向驾驶者的一侧，视频采集模块设置在壳体上朝向道路前方的一 侦h在显示器和视频采集模块之间依次设置PCB电路板、支撑固定板、雷达模块，雷达模块 和视频采集模块位置平行；显示器底板可拆卸固定在PCB电路板上，PCB电路板和雷达模块 分别可拆卸固定在支撑固定板的两侧。
[0039] 本发明的有益效果：1、首次将摄像头安装朝向前方，将视频与雷达数据融合，使得 用户能够清晰、明了地了解前方道路状况，并且能够将视频和雷达数据进行记录，不单单是 个"行车记录仪"，而且为交通事故提供了有力证据；2、当在路上开车时，遇到夜间、大雨、 大雾、大雪能见度降低时，雷达依然能够指示前方道路状况，并能够直观的给驾驶员显示在 显示屏上面；3、当遇到长时间疲劳驾驶，驾驶员打随，前方突然出现事故时，雷达能够对前 方实时检测，并根据"危险目标碰撞判别准则"提供声音告警，提示驾驶员前方存在危险，降 低误判率；4、首次将"碰撞时间"、"车道"W及"目标危险级别"综合作为判断标准，使得误 报率降为最低，不会引起乘客的反感；5、当在正常驾驶时，尤其是在高速公路上，前方车辆 突然减速，驾驶员可能反映不急或走神，雷达会在第一时间发出"告警"，为乘客的生命安全 保驾护航；6、精巧的系统结构设计能够使得该产品适应多种车型，通过调节可调节支撑柱 上的旋钮螺丝，能够应对不平整的汽车中控平台，使得安装不再困难；7、将视频采集模块与 雷达模块位置平行地向前安装，达到雷达与视频同步的目的。
【附图说明】
[0040] 图1为本发明根据碰撞报警判别结果进行视频