一种移动物体检测报警系统及方法与流程

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种移动物体检测报警系统及方法。

背景技术：

倒车一直是广大司机头疼的问题，再有经验的司机也有过刮碰经历。据统计，由于车后盲区所造成的交通事故在中国约占30％，美国约占20％。难怪很多新手不怕开车，就怕倒车，一倒车就手忙脚乱。虽然有倒车雷达，但车后的小孩、石头、大坑等又不能被倒车雷达识别，极易引起事故。因而，从原来的倒车语音到超声波探头，再到现在流行的可视倒车雷达，倒车系统一直在发展进步。现如今，单个后视摄像头的可视倒车雷达产品已俨然成为汽车的必备安全装备之一。但同时，基于单个后视摄像头的可视倒车雷达只能看到车身正后方影像，无法同时看清车身四周状况，存在视角盲区，难以满足驾驶员越来越苛刻的驾驶要求，因此就有了车身周围360度全景影像的需求，全景影像系统由此诞生。

全景影像系统可更加直观和安全可靠的辅助倒车，给广大车友带来极大的方便，因此必然成为泊车系统的新趋势。而随着技术的进一步发展，全景影像系统不仅仅应用到倒车，在平时车辆的行驶过程中，也会直接利用全景影像系统来实时检测车辆的位置，以进一步避免车辆盲区引发的不必要的刮擦。

目前市场上，移动物体的检测一般由全景影像系统来进行检测，但是全景倒车影像系统需要在开启下才能使用，且单一的摄像头受光线的影像较大。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要提供一种能够解决现有的单纯摄像头受光线影像较大的移动物体检测报警系统。

本发明的另一个目的是解决现有技术中的全景影像系统的探测精度不够的问题。

本发明的又一个目的是提供一种应用该移动物体检测报警系统的报警方法。

特别地，本发明提供一种移动物体检测报警系统，包括：

多个摄像头，位于车辆的四周，用于拍摄车辆四周的影像，并生成对应的视频信号；

多个超声波传感器，用于检测车辆与所述车辆周围的物体的距离及方位变化的信息，生成物体的距离、方位变化信号；

控制器，配置成结合所述车辆与所述车辆周围的物体的距离、方位变化信号及所述视频信号，发出报警信号；和

报警装置，用于根据所述报警信号进行报警。

可选地，所述控制器包括：

计算单元，用于根据所述视频信号计算所述视频信号中相邻帧的关键点轨迹；

识别单元，用于根据所述关键点的颜色和位置信息进行聚类后识别出完整的物体；

判断单元，用于根据所述关键点的信息结合所述车辆的运动信息，判断所述关键点相对所述车辆是静止还是运动，其中，所述车辆的运动信息为所述车辆的速度和方向；和

控制单元，用于根据所述物体与所述车辆的距离以及所述车辆的运动信息发出所述报警信号。

可选地，所述报警装置包括：

显示器，用于显示所述车辆的车身俯视图、所述车辆四周的视频以及显示警报信息；和

声音报警器，用于根据所述控制单元的控制信号发出声音警报。

可选地，所述控制器还配置成，当所述物体进入所述车辆前后的第一预设距离范围或进入所述车辆左右的第二预设范围内时，跟踪该物体的运动轨迹，判定最靠近所述车辆并且移动方向是靠近所述车辆的所述物体为危险物体，所述显示器切换到对应的所述危险物体所在方位的单路视图，并伴随所述显示器进行所述显示警报和/或所述声音报警器发出所述声音警报。

可选地，所述控制器还配置成：

当所述车辆与所述物体的距离大于第三预设距离时，或在行驶方位上的距离大于第四预设距离时发出一级警报；

当所述车辆与所述物体的距离小于所述第三预设距离时，或在行驶方位上的距离小于所述第四预设距离时发出二级警报。

可选地，所述一级警报为在所述显示器上显示警报信息；

所述二级警报为在所述显示器上显示警报信息，同时所述声音报警器发出声音警报。

可选地，还包括控制开关，用于控制所述检测预警系统的开启或关闭；

其中，所述控制器还配置成：

当车速小于等于第一预设速度时并且所述控制开关开启时，控制所述检测预警系统自动启动；

当车速大于所述第一预设速度或者所述报警系统开关关闭时，控制所述检测预警系统自动关闭。

特别地，本发明还提供一种移动物体检测报警方法，包括如下步骤：

拍摄车辆四周的影像，生成对应的视频信号；

检测车辆与所述车辆周围的物体的距离及方位变化，生成对应的物体的距离及方位变化的信号；

结合所述车辆与所述车辆周围的物体的距离、方位变化信号及所述视频信号，发出报警信号；

根据所述报警信号进行报警。

可选地，所述结合所述车辆与所述车辆周围的物体的距离、方位变化信号及所述视频信号，发出报警信号，包括：

根据所述视频信号计算所述视频信号中相邻帧的关键点轨迹；

根据所述关键点的颜色和位置信息进行聚类后识别出完整的物体；

根据所述关键点的信息结合车辆的运动信息，判断所述关键点相对所述车辆是静止还是运动，其中，所述车辆的运行信息为车辆的速度和方向；

根据所述物体与所述车辆的距离以及所述车辆的运动信息发出报警信号。

可选地，根据所述物体与所述车辆的距离以及所述车辆的运动信息发出所述报警信号包括：

当所述物体进入所述车辆前后的第一预设距离范围或进入所述车辆左右的第二预设范围内时，跟踪该物体的运动轨迹，判定最靠近所述车辆并且移动方向是靠近所述车辆的所述物体为危险物体，所述显示器切换到对应的所述危险物体所在方位的单路视图，并伴随显示警报和/或声音警报；

可选地，根据所述物体与所述车辆的距离以及所述车辆的运动信息发出所述报警信号还包括：

当所述车辆与所述物体的距离大于第三预设距离时，或在行驶方位上的距离大于第四预设距离时发出一级警报；

当所述车辆与所述物体的距离小于等于所述第三预设距离时，或在行驶方位上的距离小于等于所述第四预设距离时发出二级警报。

本发明的检测报警系统和方法结合全景影像系统和超声波传感器，精确的检测车辆周围的物体，将摄像头和超声波传感器共同探测的区域进行冗余识别，从而解决了现有技术中仅靠单一摄像头物体探测而造成光线影像较大的缺陷，提高探测的物体的精度，确保探测报警系统的精确报警。

本发明的利用摄像头捕捉的视频信息的关键点进行计算，然后结合超声波传感器检测的车辆的速度和方位得到车辆与周围物体之间的距离以及相对速度，从而进行报警，使得报警信号能够更精确，避免产生误报的情况而给驾驶人员带来不必要的麻烦。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的移动物体检测报警系统的示意性框图；

图2是根据本发明另一个实施例的移动物体检测报警系统的示意性框图；

图3是根据本发明又一个实施例的移动物体检测报警系统的示意性框图；

图4是根据本发明又一个实施例的移动物体检测报警系统的示意性框图；

图5是根据本发明一个实施例的移动物体检测报警方法的示意性流程图；

图6是根据本发明一个实施例的移动物体检测报警方法的发出报警信号前的步骤的示意性流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的移动物体检测报警系统100的示意性框图。本实施例的移动物体检测报警系统100可以包括多个摄像头10、多个超声波传感器20、控制器30和报警装置40。多个摄像头10位于车辆的四周，用于拍摄车辆四周的影响，并生成对应的视频信号。作为一个具体地实施例，该多个摄像头10可以包括四个摄像头，该四个摄像头10分别设置在车辆的前后中央以及车辆的左右后视镜位置处，可以清楚的拍摄出车辆四周的景象。当然为了进度更高，也可以是更多的摄像头10，如6个或者8个，以保证拍摄到的视频影像更精确。多个超声波传感器20用于检测车辆与车辆周围的物体的距离及方位变化，并生成物体的距离、方位变化信号。作为一个具体地实施例，超声波传感器20包括至少12个，其均匀的分布在车辆的四周。该超声波传感器20可以检测到车辆周围的物体距离车辆的距离以及与车辆的相对速度，生成物体的距离、方位变化信号。控制器30配置成结合车辆与车辆周围的物体的距离、方位变化信号及车辆四周的视频信号，控制发出报警信号。报警装置40用于根据报警信号进行报警。

本实施例中的检测报警系统100结合全景影像系统和超声波传感器20，精确的检测车辆周围的物体，将摄像头10和超声波传感器20共同探测的区域进行冗余识别，从而解决了现有技术中仅靠单一摄像头10物体探测而造成光线影像较大的缺陷，提高探测的物体的精度，确保探测报警系统的精确报警。

图2是根据本发明另一个实施例的移动物体检测报警系统100的示意性框图。作为本发明一个具体地实施例，本实施例的控制器30还可以包括计算单元31、识别单元32、判断单元33和控制单元34。其中，计算单元31用于根据摄像头10捕捉车辆运行方向的视频信号计算视频信号中相邻帧的关键点轨迹。具体地，计算单元31通过摄像头10捕捉车辆运行方向上的视频信号后，是通过光流算法对视频中的关键点进行计算。识别单元32用于根据关键点的颜色和位置信息进行聚类后识别出完整的物体。判断单元33用于根据关键点的信息结合车辆的运动信息，判断关键点相对车辆是静止还是运动，其中，车辆的运行信息为车辆的速度和方向，且是利用超声波传感器20检测的数据得到的车辆的速度和方向。控制单元34用于根据物体与车辆的距离以及车辆的运动信息发出报警信号。

本实施例中利用摄像头10捕捉的视频信息的关键点进行计算，然后结合超声波传感器20检测的车辆的速度和方位得到车辆与周围物体之间的距离以及相对速度，从而进行报警，使得报警信号能够更精确，避免产生误报的情况而给驾驶人员带来不必要的麻烦。

图3是根据本发明又一个实施例的移动物体检测报警系统100的示意性框图。作为一个具体地实施例，本实施例的报警系统可以包括显示器50和声音报警器60。其中，显示器50用于显示车辆的车身俯视图、车辆周围的视频以及报警信息。声音报警器60用于根据控制单元34的控制信号发出声音警报。在实际使用的过程中，显示器50能够实时的将车辆的摄像头10拍摄的画面合成一个整体在显示器50上显示，当需要报警或者有特殊的情况时，显示器50也可以显示其他的例如报警提示信息或者一些其他导航信息等，根据具体情况进行显示。

作为一个具体地实施例，摄像头10在驾车车辆周围的物体是具体按照如下的方式，当车辆处于p、n档时，车辆四周都监测。当车辆处于r档时，主要监测车辆后方。当车辆处于d档时，主要监测车辆前方。当车辆的转向开关开启时，监测转向开关同侧及行驶方向。当然，不管车辆处于什么档位，只要该检测预警系统的开启的，那么都会检测车辆周围四周的范围内的物体，仅仅是在显示器50上显示的是不同档位下不同的画面，或者重点检测处于不同档位下的方位的物体。

作为一个具体地实施例，本实施例中的控制器30还配置成，当物体进入车辆前后的第一预设距离范围或进入车辆左右的第二预设范围内时，车辆运动方向(前进或者后退,转向融合超声波障碍物信息)跟踪该物体的运动轨迹，判定最靠近车辆并且移动方向是靠近车辆的物体为危险物体，显示器50切换到对应的危险物体所在方位的单路视图，并伴随显示器50显示警报信息和/或声音报警器60发出声音警报。其中，车辆的第一预设距离可以为3-6m，第二预设距离为2.5-5m。也就是当物体进入到车辆的前后3-6m范围内时，摄像头10与超声波传感器20就开始跟着该物体，并判断该物体是否是运动的，且是否是与车辆相对靠近的，若是相互靠近，则判断为危险物体。同样的，当有移动的物体进入到车辆的左右2.5-5m范围内，如果物体是靠近车辆的，则判断为危险物体。一旦判断车辆周围出现危险物体，则在显示器50上显示具有危险物体的侧边的视频画面以提示驾驶员，同时发出声音的警报。例如在显示器50视图左上角显示警示标志提醒驾驶员，并伴随蜂鸣。

作为一个具体地实施例，此实施例是上述实施例中进一步的实施例，控制器30还可以配置成：

当车辆与物体的距离大于第三预设距离时，或在行驶方位上的距离大于第四预设距离时发出一级警报。当车辆与物体的距离小于等于第三预设距离时，或在行驶方位上的距离小于等于第四预设距离时发出二级警报。一级警报为在显示器50上显示警报信息。二级警报为在显示器50上显示警报信息，同时声音报警器60发出声音警报。具体地，第三预设距离差不多为离车辆50-100cm的范围。而第四预设距离为100-200cm的范围，也就是说，当车辆与在车辆周围的物体的范围在0.5-6m距离范围内时，或者在形式的方位上车辆离周围物体的距离大于1-6m范围内时，仅仅通过显示器50上图像警报。而当车辆离物体的距离小于0.5-1m或者在车辆行驶的方位上的力物体的距离小于1-2m时，显示器50图像警报的同时伴随着声音警报。此时表明车辆离物体已经足够近了，提示驾驶员避免碰撞。

图4是根据本发明又一个实施例的移动物体检测报警系统100的示意性框图。作为本发明的一个具体地实施例，本实施例的检测预警系统还包括控制开关70，用于控制检测预警系统的开启或关闭。其中，控制器30还配置成：当车速小于等于第一预设速度时并且控制开关70开启时，控制检测预警系统自动启动。当车速大于第一预设速度或者报警系统开关关闭时，控制检测预警系统自动关闭。具体地，本实施例中的第一预设速度为15-25km/h。也就是，本实施例中的检测预警系统更适用于车辆在低速时的状态，例如车辆降速后进行泊车时，为了防止由于视觉盲区导致车辆与周围的物体进行碰撞的情况。

本发明的实施例，在车辆进行低速行驶或者车辆进行侧翻停车或者倒车时避免因视觉盲区导致车辆与周围物体进行碰撞，减小车辆的损伤，也减小事故的发生。

利用本发明实施例的报警识别的报警率表格如表1：

表1不同环境下检测预警系统的报警率

从上表可以看出，本实施例的检测报警系统100的报警准确率很高，不管是白天、傍晚还是夜晚，或者晴天、雨天或者小雪的天气时，本发明的检测预警系统的报警率都在70％以上。且如果物体处于摄像头10的视场角的90度范围内时，其报警率更是达到了90％以上。就算是物体偏离了中心位置到达摄像头10的视场角的180度范围，报警率也仍然达到70％以上。由此可以说明，本发明的检测预警系统具有较好的报警率，将其应用到车辆上后将会大大的提高车辆对于危险的报警功能，大大提高车辆的安全性能。

图5是根据本发明一个实施例的移动物体检测报警方法的示意性流程图；作为一个具体地实时例，本发明还包括一种移动物体检测报警方法，该方法可以包括如下步骤：

s10拍摄车辆四周的影响，生成对应的视频信号；

s20检测车辆与车辆周围的物体的距离及方位变化，生成对应的物体的距离及方位变化信号；

s30结合车辆与车辆周围的物体的距离、方位变化信号及车辆四周的视频信号，控制发出报警信号；

s40根据报警信号进行报警。

本实施例中的检测报警方法精确的检测车辆周围的物体，将车辆的视频信号与车辆周围离物体的距离和方位变化信号结合，提高探测的物体的精度，确保探测报警系统的精确报警。

图6是根据本发明一个实施例的移动物体检测报警方法的发出报警信号前的步骤的示意性流程图。作为一个具体地实施例，本实施例中在控制发出报警信号前还可以包括：

s31根据捕捉到的车辆周围的视频信号计算视频信号中相邻帧的关键点轨迹；具体地，该关键点的轨迹是通过光流算法对视频中的关键点进行计算。

s32根据关键点的颜色和位置信息进行聚类后识别出完整的物体；

s33根据关键点的信息结合车辆的运动信息，判断关键点相对车辆是静止还是运动，其中，车辆的运行信息为车辆的速度和方向；

s34根据物体与车辆的距离以及车辆的运动信息发出报警信号。

本实施例中通过捕捉的车辆周围的视频信息的关键点进行计算，然后结合车辆的速度和方位得到车辆与周围物体之间的距离以及相对速度，从而进行报警，使得报警信号能够更精确，避免产生误报的情况而给驾驶人员带来不必要的麻烦。

作为一个具体地实施例，报警过程还可以包括：

当物体进入车辆前后的第一预设距离范围或进入车辆左右的第二预设范围内时，车辆运动方向(前进或者后退,转向融合超声波障碍物信息)跟踪该物体的运动轨迹，判定最靠近车辆并且移动方向是靠近车辆的物体为危险物体，系统切换到对应的危险物体所在方位的单路视图，并伴随显示器50警报和/或声音警报。其中，车辆的第一预设距离可以为3-6m，第二预设距离为2.5-5m。也就是当物体进入到车辆的前后3-6m范围内时，摄像头10与超声波传感器20就开始跟着该物体，并判断该物体是否是运动的，且是否是与车辆相对靠近的，若是相互靠近，则判断为危险物体。同样的，当有移动的物体进入到车辆的左右2.5-5m范围内，如果物体是靠近车辆的，则判断为危险物体。一旦判断车辆周围出现危险物体，则在显示器50上显示具有危险物体的侧边的视频画面以提示驾驶员，同时发出声音的警报。例如在显示器50视图左上角显示警示标志提醒驾驶员，并伴随蜂鸣。

作为另一个具体地实施例，本实施例中的报警过程还可以包括：

当车辆与物体的距离大于第三预设距离时，或在行驶方位上的距离大于第四预设距离时发出一级警报；

当车辆与物体的距离小于第三预设距离时，或在行驶方位上的距离小于第四预设距离时发出二级警报。

具体地，第三预设距离差不多为离车辆50-100cm的范围。而第四预设距离为100-200cm的范围，也就是说，当车辆与在车辆周围的物体的范围在0.5-6m距离范围内时，或者在形式的方位上车辆离周围物体的距离大于1-6m范围内时，仅仅通过显示器50上图像警报。而当车辆离物体的距离小于0.5-1m或者在车辆行驶的方位上的力物体的距离小于1-2m时，显示器50图像警报的同时伴随着声音警报。此时表明车辆离物体已经足够近了，提示驾驶员避免碰撞。

本发明的实施例，在车辆进行低速行驶或者车辆进行侧方停车或者倒车时避免因视觉盲区导致车辆与周围物体进行碰撞，减小车辆的损伤，也减小事故的发生。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。