专利名称：基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种道路障碍物实时检测装置，尤其涉及一种基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置。
背景技术：
从1971年开始，汽车防撞预警系统在国内外就相继出现，主要采用超声波、雷达、激光、机器视觉、红外或交互式预警系统等产品。与声纳、激光和雷达相比，机器视觉可获得更高、更精确地信息，能方便与其他传感器进行数据融合，所以成为当前研究的主流方向。目前，国内外采用单目视觉开展障碍物检测研究较多，绝大部分针对行驶在公路上的车辆，如”基于单目机器视觉的汽车主动安全系统”(专利号200920108476)，采用基于单帧静态图像测距的方法和反应驾驶员驾驶特点的安全距离设定的方法，能够检测出在公路上车辆前方的一些障碍物。另一种“一种基于单目视觉的障碍物检测方法及装置”(专利号200810180451)，通过计算所述当前时刻图像和当前时刻的假想图像的相似程度，确定当前时刻图像中的候选障碍物区域。这些方法在车道标志明显、道路平整的情况下有一定的检测能力。但是，目前全天候条件下对复杂道路环境的障碍物检测、防撞涉及较少，相关产品还没有使用到现场，研究适应复杂生产环境的障碍物检测方法、测距技术迫在眉睫。
实用新型内容针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，能够全天候获得一定距离(50米内)复杂道路环境中的清晰图像，通过图像处理的方法在获取复杂道路信息及障碍物特征，并快速获取障碍物距离，在障碍物进入危险距离时及时报警，提醒司机注意，具有很好的实用性。本实用新型的技术方案是一种基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，包括图像采集系统，所述图像采集系统包括红外线主动光源和红外线CXD摄像机，所述红外线CXD摄像机的镜头上设置有带通滤波器；红外线CXD摄像机的输出端与视频解码器的输入端连接，视频解码器的输出端与图像预处理器的输入端连接，图像预处理器分别与报警图像存储器、4M*16BIT图像存储器和数字媒体处理器连接，图像预处理器的输出端连接语音报警器，还包括用于检测车辆行驶速度的速度传感器，所述速度传感器分别与图像预处理器和数字媒体处理器连接，数字媒体处理器与程序存储器连接。作为优选，所述数字媒体处理器的数据输出口为100M网口。作为优选，所述视频解码器的型号为TVP5150。作为优选，所述图像预处理器的型号为XC3S100e。作为优选，所述4M*16BIT图像存储器的型号为CY7C1061。作为优选，所述报警图像存储器的型号为HY27UH08。作为优选，所述语音报警器的型号为APR9600。作为优选，所述数字媒体处理器的型号为TMS320DM642。[0012]作为优选，所述程序存储器的型号为AM29LV033。作为优选，所述红外线CXD摄像机设置于弹簧减震基座上。本实用新型的有益效果是本实用新型采用非介入的检测方法，不干扰驾驶员的正常工作。采用红外线主动照明和红外线滤光的方法，可以有效消除外界各种光线干扰。同时有很好的背景抑制作用，滤除了进入红外线CCD摄像机的大部分环境光线，同时也滤除了大部分的背景图像，减少了外界环境的干扰，降低了图像处理的复杂程度；并能全天候实时在线对道路状况进行检测。红外线CCD摄像机设置于弹簧减震基座上，减少震动对成像的影响；并采用图像预处理方法，提高成像质量，便于后续处理。本实用新型采用多特征融合方法提取障碍物目标，并采用单目视觉测距的方法测量各障碍物目标与车辆的距离，准确获取障碍物的信息。结合车辆行驶速度，根据障碍物信息，判断障碍物的危险等价，及时发出相应等级的报警，具有很好的实用性。
图1是本实用新型的结构框图；图2是本实用新型状态判别的流程图。图中1、带通滤波器；2、红外线主动光源；3、红外线CXD摄像机；4、视频解码器；5、语音报警器；6、图像预处理器；7、4M*16BIT图像存储器；8、报警图像存储器；9、程序存储器；10、数字媒体处理器；11、100M网口 ； 12、速度传感器。
具体实施方式
作为本实用新型的一种实施方式，如图1和图2所示，一种基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，包括图像采集系统，所述图像采集系统包括红外线主动光源2和红外线CXD摄像机3，所述红外线CXD摄像机3的镜头上设置有带通滤波器1，红外线CXD摄像机3的输出端与视频解码器4的输入端连接，视频解码器4的输出端与图像预处理器6的输入端连接，图像预处理器6分别与报警图像存储器8、4M*16BIT图像存储器7和数字媒体处理器10连接，图像预处理器6的输出端连接语音报警器5，还包括用于检测车辆行驶速度的速度传感器12，所述速度传感器12分别与图像预处理器6和数字媒体处理器10连接，数字媒体处理器10与程序存储器9连接。在本实施例中，作为优选，所述数字媒体处理器10的数据输出口为100M网口 11。所述视频解码器4的型号为TVP5150。所述图像预处理器6的型号为XC3S100e。所述4M*16BIT图像存储器7的型号为CY7C1061。所述报警图像存储器8的型号为HY27UH08。所述语音报警器5的型号为APR9600。所述数字媒体处理器10的型号为TMS320DM642。所述程序存储器9的型号为AM29LV033。所述红外线CXD摄像机3设置于弹簧减震基座上。本实用新型的工作原理为红外线主动光源2对车辆行进方向照明，带通滤波器I滤除了大部分外界干扰光线，红外线CCD摄像机3实时采集车前前方路面图像信息，该视频图像信号通过视频解码器4实现模拟视频信号转换为符合标准的数字视频信号，送入图象预处理器6，图像预处理器6完成图像增强、路面识别及图像分割等处理工作，然后由数字媒体处理器10读入内存，由数字媒体处理器10读入4M*16BIT图像存储器7，进行目标分离、基于多特征融合的障碍物识别、基于单元视觉的距离检测，结合车速判断障碍物的危险等级，速度传感器12接收来自机车轴速检测器的脉冲信号，由处理器根据障碍物的距离等特征判断危险等级。当障碍物危险等级达到报警级别时，就及时由语音报警器5发出报警，同时，也可将该时段图像存入由报警图象存储器8，报警图象存储器8存储报警时前10秒和后10秒共计20秒的视频图像，由软件、硬件并行处理。需要时可通过系统中的100M网口 11读出。所述的监测装置采用图像预处理方法提高成像质量。所述的监测装置采用高速DSP和大容量FPGA作为主处理器和协处理器，能够完成大数据的处理和复杂算法的实时实现。使用多特征融合的方法，提取障碍物目标，进行多目标标记，实现障碍物目标的提取与识别。采用单目视觉测量目标距离的方法，测量目标距离车辆距离。使用信息融合方法，根据障碍物的特征、距离及车辆行驶速度，判别障碍物的危险等级，并发出相应等级的报警。本实用新型的障碍检测判别工作流程1.将得到的视频图像进行预处理，提高图像质量；由于是对红外光成像，所得到的图像具有较强噪声、边缘模糊等特点，采用中值滤波方法去掉噪声，提高成像质量。2.基于边缘、位置等特征的障碍物检测。主要是先通过垂直边缘增强，然后边缘提取、分割、聚类等，分割出目标边缘，然后通过多目标标记的方法，提取每个目标面积、周长、端点坐标等特征，分析障碍物的特征，根据边缘对称性找目标的区域，并用灰度对称性来对障碍区域进行判别；并采用单目视觉测距的方法测量不同障碍物目标与驾驶车辆的距离。3.根据障碍物特征信息(面积、周长、端点坐标及距离)，结合车辆行驶的速度，发出相应等级的警报。本专利的目的是在车辆碰撞障碍物之前及时提醒司机采取措施，避免事故的发生。结合障碍物的距离及行驶速度，判断障碍物的危险等级，发出相应等级的报警。以上所述仅为本实用新型的一种实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和明显变形方式等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1..一种基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，包括图像采集系统，其特征在于所述图像采集系统包括红外线主动光源和红外线CXD摄像机，所述红外线C⑶摄像机的镜头上设置有带通滤波器；红外线CXD摄像机的输出端与视频解码器的输入端连接， 视频解码器的输出端与图像预处理器的输入端连接，图像预处理器分别与报警图像存储器、4M*16BIT图像存储器和数字媒体处理器连接，图像预处理器的输出端连接语音报警器， 还包括用于检测车辆行驶速度的速度传感器，所述速度传感器分别与图像预处理器和数字媒体处理器连接，数字媒体处理器与程序存储器连接。
2.根据权利要求1所述的基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，其特征在于所述数字媒体处理器的数据输出口为100M网口。
3.根据权利要求1所述的基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，其特征在于所述视频解码器的型号为TVP5150。
4.根据权利要求1所述的基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，其特征在于所述图像预处理器的型号为XC3S100e。
5.根据权利要求1所述的基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，其特征在于所述4M*16BIT图像存储器的型号为CY7C1061。
6.根据权利要求1所述的基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，其特征在于所述报警图像存储器的型号为HY27UH08。
7.根据权利要求1所述的基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，其特征在于所述语音报警器的型号为APR9600。
8.根据权利要求1所述的基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，其特征在于所述数字媒体处理器的型号为TMS320DM642。
9.根据权利要求1所述的基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，其特征在于所述程序存储器的型号为AM29LV033。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，其特征在于所述红外线CXD摄像机设置于弹簧减震基座上。
专利摘要本实用新型公开了一种基于单目视觉的复杂道路环境下障碍实时检测装置，包括图像采集系统，所述图像采集系统包括红外线主动光源和红外线CCD摄像机，红外线CCD摄像机的输出端与视频解码器的输入端连接，视频解码器的输出端与图像预处理器的输入端连接，图像预处理器分别与报警图像存储器、4M*16BIT图像存储器和数字媒体处理器连接，图像预处理器的输出端连接语音报警器，速度传感器分别与图像预处理器和数字媒体处理器连接，数字媒体处理器与程序存储器连接。本实用新型能够全天候获得一定距离复杂道路环境中的清晰图像，并快速获取障碍物距离，在障碍物进入危险距离时及时报警，提醒司机注意，具有很好的实用性。
文档编号G01C11/36GK202885814SQ201220595890
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者杨李成, 杨荣国, 郭高生 申请人:成都迪特福科技有限公司