一种基于IPv6网联汽车的视觉感知系统的制作方法

本发明属于基于ipv6网络的智能交通系统驾驶辅助领域，尤其涉及一种基于ipv6网联汽车的视觉感知系统。

背景技术：

在由众多原因导致的交通事故中，由于视线遮挡，驾驶员对周围交通环境感知不够，而引发的交通问题占据了相当大的比例。由于车辆自身结构，车上部分位置会对驾驶员带来一定范围的视觉盲区，这将对驾驶员安全驾驶产生非常严重的影响。

此外，汽车在行驶过程中，前车遮挡产生的视觉盲区更为严重，当后车试图超越前车时，由于视觉盲区的存在，后车无法及时发现对面车辆，对于行车安全产生极大的隐患。因此提高车辆对周围交通环境的感知能力，扩大感知范围，对于交通安全将起到非常关键的作用。

随着汽车网联技术的出现，信息在车车、车路、车人及车与互联网之间有效传输，汽车情境感知能力和范围逐渐增强。以中、美、欧、日为代表国家的多个项目研究说明，汽车网联技术大大增强了车辆对行驶环境的感知能力，提升汽车的安全性，提升交通效率。

技术实现要素：

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种基于ipv6网联汽车的视觉感知系统，可以有效扩展驾驶员视野，提升对较大范围的交通状况的感知能力，避免因视野范围受限造成的驾驶行为不确定性对城市交通系统产生负面作用，进而提高城市交通系统的运行效率。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种基于ipv6网联汽车的视觉感知系统，包括车载通信终端obu、智能移动终端，其中：所述的车载通信终端obu，包括车间无线通信能力和车内无线通信能力，其中：所述车间无线通信能力，利用ipv6地址建立起车载通信终端obu间的无线组播网络；所述车内无线通信能力，车载通信终端obu与智能移动终端建立ipv6单播通信链路；所述的智能移动终端，包括图像采集模块、图像转化模块、数据存储模块、计算模块以及判决模块，其中：所述图像采集模块，利用设置在智能移动终端上的摄像头获取实时道路画面；所述图像转化模块，将实时采集到的彩色图像转化为同分辨率灰度图；所述数据存储模块，实时存储上一有效关键帧的灰度图像；所述计算模块，计算当前帧与上一有效关键帧之间的灰度距离gi,j和距离di,j；所述判决模块，将两幅图像之间的灰度距离gi,j和距离di,j，与预设阈值进行比较判决。

进一步的，所述计算模块中，两帧之间的灰度距离gi,j和距离di,j通过公式(1)～(5)得到：

gi,j(x,y)＝|gi(x,y)-gj(x,y)|(1)

gi＝∑x,ygi(x,y)(2)

gi,j＝|gi(x,y)-gj(x,y)|(3)

di,j＝∑x,ydi,j(x,y)/∑x,y1,di,j≥0(5)

其中，gi(x,y)、gj(x,y)分别为上一有效关键帧和当前帧在(x,y)处的灰度值；gi,j(x,y)为两帧对应像素之间的距离；；t为两个像素的差异的判决阈值；di,j(x,y)为两帧图像各像素点的判决结果。

进一步的，所述判决模块的判决方法如下：设置灰度距离阈值gth，当公式(3)中的gi,j>gth时，表示当前帧相较于上一有效关键帧出现过明或者过暗的画面异常，判决为无效帧，做丢弃处理；设置距离阈值dth，当公式(5)中的di,j<dth时，表示两帧区分度不足，判决为非关键帧，做丢弃处理；其余情况，判决为有效关键帧予以保留，传送给地面服务器做进一步处理；同时保存该帧，用于后续图像帧的判决依据。

附图说明

图1为本发明所述基于ipv6网联汽车的视觉感知系统的拓扑结构图；

图2为本发明所述智能移动终端中关键帧检测方法的工作流程图；

图3为本发明实施例中所述的运行效果。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。

本部分内容详细介绍本发明所述的一种基于ipv6网联汽车的视觉感知系统的实时画面共享流程：

1.按照图1所示，布设车载通信终端obu以及智能移动终端。车载通信终端obu按照指定的ipv6组播地址配置网络接收设置，完成ipv6无线组播网络的初始化配置：

1.1.根据邻居发现协议，obu可以发现周围的其他obu设备，并识别其ip地址；

1.2.obu之间互相传递gps得到的位置信息，并计算obu之间的距离

1.3.当一个obu周围的情境比较复杂(车多、人多、十字路口等场景)时，obu向周边可探测到的设备发起组播请求，申请发起组播进行视频传输与共享

1.4.其余obu同意发起组播的请求，则组播建立

2.同时，车载智能终端开启具备ipv6转发能力的wifi热点，智能移动终端接入该wifi热点，初始化相应功能模块。

3.按照图2所示，智能移动终端启动图像预处理工作：

3.1.图像采集模块利用智能移动终端内置的摄像头模组获取道路前方的画面；

3.2.图像转化模块利用公式gray＝(r*30+g*59+b*11+50)/100将获取到的彩色图像转化为灰度图；

3.2.如果当前图像帧是第一帧图像，直接存储在数据存储模块；如果不是，则由计算模块负责处理；

3.3.计算模块根据公式(1)，从数据存储模块中提取历史参考图像帧，与当前图像帧之间计算每个像素点的灰度距离，得到gi,j(x,y)；

3.4.根据公式(2)和公式(3)获得两帧之间的灰度距离gi,j；

3.5.根据公式(4)和公式(5)获取两帧之间的图像距离di,j；

3.6.判决模块同时根据图像距离判决阈值和图像灰度距离判决阈值两个判定条件：gi,j≤gth和di,j≥dth，判决出有效关键帧，该帧将被存储在数据存储模块，作为后续图像帧的判决依据；

4.智能移动终端将得到的有效关键帧以ipv6单播的形式，发送给车载通信终端obu；

5.车载通信终端obu借助专用短途无线通信方式，将从智能移动终端获取到的图像数据，进行组播传输；

6.车载通信终端obu将接收到的组播图像数据转发给智能移动终端，并区分不同的数据来源；

7.智能移动终端根据数据来源的不同，如图3所示，将画面分区域显示，或者进行进一步的数据处理。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于IPv6网联汽车的视觉感知系统，主要包括车载通信终端OBU、智能移动终端。本发明通过驾驶员前方图像的实时获取、预处理、网络实时共享，可以有效扩展驾驶员视野，提升对较大范围的交通状况的感知能力，避免因视野范围受限造成的驾驶行为不确定性对城市交通系统产生负面作用，进而提高城市交通系统的运行效率。

技术研发人员：修灵彦;吴天昊;张琳
受保护的技术使用者：北京邮电大学;赛尔网络有限公司
技术研发日：2018.12.17
技术公布日：2019.04.16