客运车辆弯道侧翻早期预警与主动防控装置及其判断方法_2

文档序号:9339930阅读:来源:国知局
的实时性和稳定性。
[0034] 3、本发明设置存储硬盘用于存储驾驶员的紧急操作的车辆轨迹和和CCD摄像机 视野内其他车辆运动信息,一旦发生交通事故,可为交管部门提供判断依据。
【附图说明】
[0035] 图1为CXD摄像头安装示意图;
[0036] 图2为本发明的硬件结构示意图;
[0037] 图3为组合ROI动态分区图;
[0038] 图4为本发明的方法流程图;
[0039] 图中标号代表:1 一数字信号处理器,2-图像采集模块,3-信号采集模块,4一液 晶显示器,5-报警模块,6-存储硬盘,7-执行信号输出数据线,8-车速传感器,9一金属 壳体,10 -电源开关。
[0040] 下面结合附图和实施例对本发明的方案做进一步详细地解释和说明。
【具体实施方式】
[0041] 遵从上述技术方案,参见图1和2,本发明的客车车辆弯道侧翻早期预警与主动防 控装置,包括数字信号处理器1,所述的数字信号处理器1的输入端连接图像采集模块2和 信号采集模块3 ;所述的信号采集模块3通过数据线Pl连接车速传感器8 ;所述的数字信号 处理器1的输出端连接执行信号输出数据线7、液晶显示器4、存储硬盘6和报警模块5,所 述的执行信号输出数据线7连接执行模块。
[0042] 具体地,所述图像采集模块包括C⑶摄像机和图像解码器,C⑶摄像机安装在客运 车辆前挡风玻璃内侧,斜指向前方的车道,CCD摄像机连接图像解码器。安装高度为h,倾斜 角a,镜头朝向前方略偏下。
[0043] 本发明利用CCD摄像机拍摄车辆前方道路的瞬时图像,经过图像解码器后将图像 信号传输到数字信号处理器1中;数字信号处理器1根据其内置程序判断前方道路是否存 在弯道,若经过判断前方道路存在弯道时,则计算客运车辆发生侧翻的临界车速。
[0044] 所述的信号采集模块3采集车速传感器8测得的实时车速信号,并传输到数字信 号处理器1中。
[0045] 数字信号处理器1将实时车速信号与计算得到的临界车速进行比较,根据二者的 大小关系,利用报警模块5语音提示驾驶员车速情况,作出相应的侧翻风险早期预警,并通 过信号输出数据线束7提前开启客运车辆相关设备,如缓速器、半/主动悬架和助力转向系 统,从而为即将进入弯道后可能存在的防侧翻行为做好提取准备,为客运车辆在弯道可能 发生的抗侧翻操作预留时间,可以给驾驶人一定的心理准备以及完成车辆准备,达到防范 侧翻的目的,减少客运车辆事故的伤亡率。有助于改善我国公路客运企业的安全保障能力。
[0046] 所述的存储硬盘6用于存储驾驶员的驾驶轨迹和道路中CCD摄像机视野内其他车 辆运动信息,一旦发生交通事故,可为交管部门提供判断依据。
[0047] 所述的液晶显示器用于显示危险等级和临界车速值,以提醒驾驶员安全驾驶,液 晶显示器与报警模块在时间和内容上同步。
[0048] 可选地,所述的C⑶摄像机采用SONY1/4〃机器视觉工业摄像机,型号为WAT-232, 图像解码器的型号为TVP5150。所述图像解码器的输出端通过USB2. 0数据线与数字信号处 理器1连接,图像解码器采用TVP5150。
[0049] 具体地,所述的报警模块5包括语音芯片和扬声器。
[0050] 进一步地,所述的数字信号处理器1、信号采集模块3、液晶显示器4、报警模块5和 存储硬盘6均通过卡槽或螺栓固定在意金属壳体9内,所述金属壳体9通过支架以及螺栓 固定在客运车辆仪表盘的上方。
[0051] 所述金属壳体9上安装有电源开关10,所述电源开关10与所述数字信号处理器 1、信号采集模块3、液晶显示器4、报警模块5和存储硬盘6均通过各自电源转换电路连接, 电源转换电路用于调节电压为各模块供电。
[0052] 具体地,所述的信号输出数据线7包括3根信号输出数据线,分别为数据线Q1,数 据线Q2和数据线Q3,所述的执行模块包括缓速器开关,半/主动悬架开关和助力转向系统, 三者分别连接数据线Ql,数据线Q2和数据线Q3。
[0053] 可选地,所述的数字信号处理器1采用TMS320DM6437,所述的C⑶摄像机采用的型 号为SONYWAT-232,信号采集模块3采用MC9S12DG128B,采用液晶显示器4采用TVG-703, 所述预警模块5中的语音芯片采用ISD4004-08,扬声器采用2寸扬声器,存储硬盘6采用希 捷STEA2000400 ;所述的车速传感器8采用KF-01004霍尔车速传感器。
[0054] 本发明的客车车辆弯道侧翻早期预警与主动防控判断方法,参见图4,具体包括以 下步骤:
[0055] 步骤1 :对(XD摄像机进行标定
[0056] 在装置安装前需要对CCD摄像机进行标定,得到CCD摄像机的内部参数和外部参 数。
[0057] 首先制作标定板,标定板上设置有标定图形,标定图形选用黑白相间的正方形方 框,边长为l〇cm。利用CCD摄像机采集标定板不同角度的图像,对采集的图像利用matlab 软件进行标定,得到CCD摄像机的内部参数和外部参数。内部参数主要有:有效焦距f,扭 曲系数fc以及畸变系数kc,这些参数反应了摄像机本身对图像的畸变。摄像机标定得到的 外部参数有摄像机距地面高度h,与车侧距离d,自转角Y,俯仰角a。CCD摄像机标定后固 定装置,实际工作时打开电源开关,启动系统。
[0058] 步骤2:采集道路图像
[0059] 利用C⑶摄像机采集前方道路图像,并通过图像解码器传送到数字信号处理器1 中。
[0060] 步骤3 :对道路图像进行预处理
[0061] 因实际的道路情况一般比较复杂,步骤2中C⑶摄像机拍摄到的道路图像存在油 污和其他的干扰物,因此数字信号处理器1需要对道路图像进行预处理,以除去图像上的 干扰点和无用点,并且增加图像对比度。
[0062] 步骤3. 1 :利用维纳滤波对道路图像实施滤波处理以滤除部分随机噪声。维纳滤 波器属于现代滤波器,当信号和干扰频带有重叠的时候仍适用,对白噪声滤波效果明显。同 时维纳滤波在各种现代滤波器中计算量和储存空间相对较小,有利于系统的实时计算。
[0063] 步骤3. 2 :CCD摄像机获取的道路图像中,各物体间的灰度差异可能较小,使图像 的对比度较差。本发明利用直方图修正图像灰度间距拉开,有利于增强道路图像的整体对 比度。图像整个灰度值都调整在区间(〇, 255)内。
[0064] 步骤4 :细分区域组合提取车道线
[0065] 对步骤3得到的处理后的车道图像进行分区域组合提取车道线。通常道路图 像最上方1/4区域为自然景观,为了减少计算量,本发明把图像底部3/4区域作为初始 ROI(RegionOfInterest)候选区域,并把图像划分成多个区域,如图3所示。将道路图像 下方3/4区域分根据车道线斜率特性的不同分为四个区域,为了进一步减少计算量,将左 右车道线的直线检测分开处理,每个区域中根据各自特点又细分成多个ROI区域,由于分 区较多所以每个ROI中的车道线均看成直道线。I区在图像底部1
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