一种车辆安全行驶系统的制作方法

本实用新型涉及交通测试领域，尤其涉及一种车辆安全行驶系统。

背景技术：

随着社会与经济的快速发展，汽车的保有量呈逐步增加的趋势，交通安全问题也日益严重。据交管局统计：截止2016年底，全国机动车保有量2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆，机动车驾驶人3.6亿人。然而，交通事故也随之呈井喷式增长，世界卫生组织公布的数据显示，全世界每年因道路交通事故死亡人数约有125万，相当于全球每天有3500人因交通事故死亡。数据显示，每年还有几千万人因此而受伤或致残，交通事故也成为了15-29岁年轻人的首要死亡原因。据不完全统计，约有60％的重大交通事故是由驾驶员疲劳驾驶引发的，约有21％的交通事故是由车辆非正常偏离车道引发的，因此驾驶员疲劳状态与车辆行驶中的过程检测成为车辆主动安全迫切需要解决的问题。

目前世界各大汽车主动安全系统开始利用计算机视觉技术检测车辆与道路标识线，而我国在智能车辆和安全辅助驾驶领域研究起步较晚，与国外发达国家相比有一定的差距，很多研究成果还处于理论阶段，商业化程度低下，其主要原因在于多数研究和产品仅针对光照和道路良好的情况，无法适用于驾驶室内室外监控情况的复杂性与个体化差异。

技术实现要素：

因此，为了克服上述问题，本实用新型提供一种车辆安全行驶系统，利用中央处理单元、第一图像采集单元、第二图像采集单元、第一图像处理单元、第二图像处理单元、测距传感器、信号处理器、报警单元、车辆动力控制单元、车辆制动控制单元、存储单元以及远程监控中心，对汽车前方的环境信息、驾驶员疲劳信息进行采集，以保障汽车行驶安全。

根据本实用新型的一种车辆安全行驶系统，其包括中央处理单元、第一图像采集单元、第二图像采集单元、第一图像处理单元、第二图像处理单元、测距传感器、信号处理器、报警单元、车辆动力控制单元、车辆制动控制单元、存储单元以及远程监控中心；

其中，报警单元的输入端、车辆动力控制单元的输入端、车辆制动控制单元的输入端、存储单元的输入端以及远程监控中心的输入端分别与中央处理单元的输出端的连接，信号处理器的输出端、第一图像处理单元的输出端以及第二图像处理单元的输出端与中央处理单元的输入端连接，测距传感器的输出端与信号处理器的输入端连接，第一图像采集单元的输出端与第一图像处理单元的输入端连接，第二图像采集单元的输出端与第二图像处理单元的输入端连接。

优选的，信号处理器包括滤波器、信号放大器以及A/D转换器；

其中，测距传感器输出端与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与信号放大器的输入端连接，信号放大器的输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端与中央处理器的输入端连接。

优选的，第一图像处理单元包括第一图像增强模块、第一图像平滑模块以及第一图像去噪模块；

其中，第一图像采集单元的输出端与第一图像增强模块的输入端连接，第一图像增强模块的输出端与第一图像平滑模块的输入端连接，第一图像平滑模块的输出端与第一图像去噪模块的输入端连接，第一图像去噪模块的输出端与中央处理单元的输入端连接。

优选的，第二图像处理单元包括第二图像增强模块、第二图像平滑模块以及第二图像去噪模块；

其中，第二图像采集单元的输出端与第二图像增强模块的输入端连接，第二图像增强模块的输出端与第二图像平滑模块的输入端连接，第二图像平滑模块的输出端与第二图像去噪模块的输入端连接，第二图像去噪模块的输出端与中央处理单元的输入端连接。

优选的，第一图像采集装置包括三个CCD相机，分别为第一CCD相机、第二CCD相机以及第三 CCD相机，其中，第一CCD相机安装于车辆前方挡风玻璃上，第二CCD相机和第三CCD相机分别安装于车辆两侧后视镜上，第一CCD相机用于采集车辆前方的图像信息，第二CCD相机和第三CCD相机用于采集车辆侧后方的图像信息，第一CCD相机、第二CCD相机以及第三CCD相机均与第一图像处理单元连接；

第二图像采集装置为红外相机，红外相机安装于驾驶室内驾驶位的上方，红外相机用于采集驾驶员的面部图像信息，红外相机与第二图像处理单元连接，第二图像处理单元将采集的面部图像信息进行图像处理后传输至中央处理单元，中央处理单元根据处理后的图像信息判断驾驶员是否疲劳驾驶。

优选的，中央处理单元为STC12C5A60S2单片机或MSP430单片机。

优选的，远程监控中心为车主手机，车主通过远程监控中心实时监测车辆行驶状态。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

(1)本实用新型提供的车辆安全行驶系统为恶劣环境下驾驶室内室外信息进行检测，为车辆安全行驶提供全方位保障，大大推动视觉感知技术在车辆主动安全辅助系统中的实际应用；

(2)本实用新型提供的车辆安全行驶系统，第一图像处理单元对第一图像采集单元采集的图像依次进行图像增强、图像平滑和图像去噪处理，第二图像处理单元对第二图像采集单元采集的图像依次进行图像增强、图像平滑和图像去噪处理，可高效、快速的提取第一图像采集单元和第二图像采集单元的图像信息，可提高对车辆周围环境和驾驶员的面部信息的辨识精度，有效地减少误判情况发生；

(3)本实用新型提供的车辆安全行驶系统，采用可见光、红外相机与测距传感器相结合的方式，对车内外环境数据、车辆行驶状态、道路状况、驾驶员行为进行采集与监测，其中可见光CCD相机用于车辆前视、侧后视信息采集，如车前道路状况等，可固定于车辆前方挡风玻璃、后视镜处或车身上部相应位置，红外相机用于获取室内驾驶员面部与行为特征，测距传感器用于辅助视觉感知技术检测，为行车安全提供多重保障。

附图说明

图1为本实用新型的一种车辆安全行驶系统的示意图。

图2为本实用新型的信号处理器的示意图；

图3为本实用新型的第一图像处理单元的示意图；

图4为本实用新型的第二图像处理单元的示意图；

图5为本实用新型的第一图像采集单元采集的原始图像信息；

图6为本实用新型的第一图像处理单元对第一图像采集单元采集的原始图像信息进行图像处理后的图像信息；

图7为本实用新型的第二图像采集单元采集的原始图像信息；

图8为本实用新型的第二图像处理单元对第二图像采集单元采集的原始图像信息进行图像处理后的图像信息。

附图标记：

1-中央处理单元；2-第一图像采集单元；3-第二图像采集单元；4-第一图像处理单元；5-第二图像处理单元，6-测距传感器，7-信号处理器，8-报警单元，9-车辆动力控制单元，10-车辆制动控制单元，11- 存储单元，12-远程监控中心，13-滤波器，14-信号放大器，15-A/D转换器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型车辆安全行驶系统进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的车辆安全行驶系统包括中央处理单元(1)、第一图像采集单元(2)、第二图像采集单元(3)、第一图像处理单元(4)、第二图像处理单元(5)、测距传感器(6)、信号处理器(7)、报警单元(8)、车辆动力控制单元(9)、车辆制动控制单元(10)、存储单元(11)以及远程监控中心(12)；

其中，报警单元(8)的输入端、车辆动力控制单元(9)的输入端、车辆制动控制单元(10)的输入端、存储单元(11)的输入端以及远程监控中心(12)的输入端分别与中央处理单元(1)的输出端的连接，信号处理器(7)的输出端、第一图像处理单元(4)的输出端以及第二图像处理单元(5)的输出端与中央处理单元(1)的输入端连接，测距传感器(6)的输出端与信号处理器(7)的输入端连接，第一图像采集单元(2)的输出端与第一图像处理单元(4)的输入端连接，第二图像采集单元(3) 的输出端与第二图像处理单元(5)的输入端连接。

如图2所示，信号处理器(7)包括滤波器(13)、信号放大器(14)以及A/D转换器(15)；

其中，测距传感器(6)输出端与滤波器(13)的输入端连接，滤波器(13)的输出端与信号放大器(14) 的输入端连接，信号放大器(14)的输出端与A/D转换器(15)的输入端连接，A/D转换器(15)的输出端与中央处理单元(1)的输入端连接。

如图3所示，第一图像处理单元(4)包括第一图像增强模块、第一图像平滑模块以及第一图像去噪模块；

其中，第一图像采集单元(2)的输出端与第一图像增强模块的输入端连接，第一图像增强模块的输出端与第一图像平滑模块的输入端连接，第一图像平滑模块的输出端与第一图像去噪模块的输入端连接，第一图像去噪模块的输出端与中央处理单元(1)的输入端连接。

如图4所示，第二图像处理单元(5)包括第二图像增强模块、第二图像平滑模块以及第二图像去噪模块；

其中，第二图像采集单元(3)的输出端与第二图像增强模块的输入端连接，第二图像增强模块的输出端与第二图像平滑模块的输入端连接，第二图像平滑模块的输出端与第二图像去噪模块的输入端连接，第二图像去噪模块的输出端与中央处理单元(1)的输入端连接。

具体地，第一图像采集装置(2)包括三个CCD相机，分别为第一CCD相机、第二CCD相机以及第三CCD相机，其中，第一CCD相机安装于车辆前方挡风玻璃上，第二CCD相机和第三CCD相机分别安装于车辆两侧后视镜上，第一CCD相机用于采集车辆前方的图像信息，第二CCD相机和第三CCD 相机用于采集车辆侧后方的图像信息，第一CCD相机、第二CCD相机以及第三CCD相机均与第一图像处理单元(4)连接；

第二图像采集装置(3)为红外相机，红外相机安装于驾驶室内驾驶位的上方，红外相机用于采集驾驶员的面部图像信息，红外相机与第二图像处理单元(5)连接，第二图像处理单元(5)将采集的面部图像信息进行图像处理后传输至中央处理单元(1)，中央处理单元(1)根据处理后的图像信息判断驾驶员是否疲劳驾驶。

根据驾驶员面部信息中的五官几何结构定位驾驶员眼睛，再根据驾驶员的闭合度对疲劳驾驶进行判断。

具体地，测距传感器(6)安装于车辆车牌位置处，用于监测车辆在行驶过程中与前车的距离信号，并将距离信号传输至信号处理器(7)，信号处理器(7)将距离信号传输至中央处理单元(1)，中央处理单元(1)将距离信号与预设距离阈值S1和预设距离阈值S2进行比较，若距离信号的数值小于阈值 S1且大于阈值S2，则中央处理单元(1)控制车辆动力控制单元(9)对车辆进行降速处理，中央处理单元(1)控制报警单元(8)发出报警信号，中央处理单元(1)将第一图像处理单元(4)和第二图像处理单元(5)处理的图像信息均保存至存储单元(11)，同时，将第一图像处理单元(4)和第二图像处理单元(5)处理的图像信息通过无线通讯网络发送至远程监控中心(12)；若距离信号的数值小于或等于阈值S2，则中央处理单元(1)控制车辆制动控制单元(9)对车辆进行制动处理，中央处理单元(1) 控制报警单元(8)发出报警信号，中央处理单元(1)将第一图像处理单元(4)和第二图像处理单元 (5)处理的图像信息均保存至存储单元(11)，同时，将第一图像处理单元(4)和第二图像处理单元 (5)处理的图像信息通过无线通讯网络发送至远程监控中心(12)；若距离信号的数值大于或等于阈值 S1，则中央处理单元(1)将第一图像处理单元(4)和第二图像处理单元(5)处理的图像信息均保存至存储单元(11)，同时，将第一图像处理单元(4)和第二图像处理单元(5)处理的图像信息通过无线通讯网络发送至远程监控中心(12)。

具体地，中央处理单元(1)为STC12C5A60S2单片机或MSP430单片机。

具体地，远程监控中心(12)为车主手机，车主通过远程监控中心(12)实时监测车辆行驶状态。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。