频采集模块7设置在壳体上朝 向道路前方的一侧，即显示器屏幕8设置在壳体的前盖3上，视频采集模块7,采用摄像头， 通过安装在后壳体4内侧的固定座9固定在后壳体4外侧，朝向道路前方；在显示器和视频 采集模块7之间依次设置PCB电路板10、支撑固定板11、雷达模块12 ;显示器底板13通过 大支撑柱14和螺帽15固定在PCB电路板10上，PCB电路板10通过小支撑柱16固定在支 撑固定板11的一侧，雷达模块12通过固定螺钉I17固定在支撑固定板11的另一侧；前盖 3、支撑固定板11和后壳体4通过固定螺钉II18连接为一体。上述精巧的结构设计能够使 得该产品适应多种车型，通过调节可调节支撑柱2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。
[0089]本发明不需要做复杂的图像处理，降低成本，同时该系统主要定位为雨、雪、夜间 等危险路况，是对驾驶员视野范围的一种扩展，类似于望远镜、红外探测仪等设备，在图像 处理失效情况下，依靠本发明的雷达系统，仍然能检测到危险目标，采取告警措施。本发明 主要用途是为了提高使用者的实用性和方便性，能够直观地从显示器界面的左边看到道路 的目标信息，同时界面的右边能看到目标在视频中的标记。
[0090] 本发明的系统总体技术指标见表1所示：
[0091]
阳〇9引表1 :本发明系统的总体技术指标。
【主权项】
1. 一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法，其特征在于包括以下步骤： 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，并在显示屏上显不； 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。2. 根据权利要求1所述的基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法，其特征在于： 步骤二中，依据目标是否远离、目标是否在同一车道以及与目标的碰撞时间进行碰撞报警 判别。3. 根据权利要求2所述的基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法，其特征在于： 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。4. 根据权利要求3所述的基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法，其特征在于： 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：TCT=D/V，其中，TCT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 告警门限：当Tct>10s时，报警器不告警；当8s〈TCT〈10s时，报警器产生第5个级别的告警频 率100Hz;当5s〈TCT〈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 1400Hz;当0s〈TeT〈2s时，报警器产生第1个级别的告警频率2000Hz。5. 根据权利要求3所述的基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法，其特征在于： 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，将目标以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 区中的中心像素坐标，根据目标的中心像素坐标计算目标中心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。6. 根据权利要求5所述的基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法，其特征在于： 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以解算为：DX为横向距离，DY为纵向距离，Vx为横向速度，VY 为纵向速度，对应的显示屏坐标为：匕为像素的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 以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：PY= AX log 10 (KXDy+B) (2) 式（2)中，A、K、R为常教.诵忖加下二钼走3合教抿，将（3)式中的实验数据代入（2)式，分别求得： 所以⑵式等价为：PY=471X log10(0.04XDy+1) (5)。7. 根据权利要求6所述的基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法，其特征在于： 步骤（3)中计算目标在视频融合显示区中的中心像素坐标（Sx，SY)的公式为：(6)、（7)式中，f为物理坐标与实际坐标转换像素坐标参数，AX为摄像头与雷达中心 点的横向差，Ay为摄像头与雷达中心点的纵向差，Zs为摄像头与雷达的高度差；以上参数 值由实际测量可得：f为480,AX为〇.〇5,Ay为〇, 2；3为-1，代入（6)、（7)式得：步骤（3)中根据目标的中心像素坐标计算目标中心像素坐标点所在方框的左上角 (PX1，PY1)和右下角坐标（PX2,PY2)的公式为：PY2=PY0+Sy (13) (10)-(13)式中，队为方框的长度像素值，为方框的宽度像素值，PM、PY。分别为视频 融合显示区的中心点像素值，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。8. -种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警系统，其特征在于：包括雷达模块、视 频采集模块和视频融合显示终端，其中： 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； 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； 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。9. 根据权利要求8所述的基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警系统，其特征在于： 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以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。10. 根据权利要求8所述的基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警系统，其特征在于： 所述雷达模块、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侧；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。
【专利摘要】本发明公开了一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法，雷达传感器检测前方目标，摄像头采集前方视频图像，将检测到的目标数据和采集到的视频数据发送到视频融合显示终端；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。本发明还公开了一种实施上述方法的系统。本发明将视频与雷达数据融合，使用户了解前方道路状况；能根据“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；能够应对不平整的汽车中控平台，便于安装。
【IPC分类】H04N7/18, B60Q5/00, G01S13/93
【公开号】CN105015411
【申请号】CN201510386888
【发明人】柴林峰, 郭小飞, 耿宏博, 曾碧能, 王华东
【申请人】河南工业技术研究院
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月3日