专利名称：一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车安全辅助驾驶系统，尤其涉及一种夜间弯道辅助与视觉增强系统。
背景技术：
近年来，随着我国汽车保有量的迅速增长，道路运输安全形势日趋严峻。2008年， 全国共发生道路交通事故265204起，造成73484人死亡，直接财产损失10. I亿元。据统计， 发生在夜间无路灯照明时的事故死亡人数占总数的30%以上，发生在弯道处的事故约占总数的13%。红外夜视技术分为主动和被动两种。主动红外夜视技术是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的夜视技术，对应装备为红外探照灯和红外摄像设备。 被动红外夜视技术是借助于目标自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术，它根据目标与背景或目标各部分之间的温差或热辐射差来发现目标。被动红外夜视系统及其相关技术对硬件的技术水平要求较高，其显示质量也有所缺憾，不利于提高其性价比，更重要的是其作用距离难以满足汽车红外夜视系统的具体要求。主动红外夜视系统是利用其所携带的红外光源主动照射目标，使目标在视场中突显出来。由于适当加大红外光源的功率，就可以有效增加其作用距离，因此，主动红外夜视系统十分适合视距在数百至数千米的汽车红外夜视系统中使用。目前，进口宝马5系、7系，奔驰 S级、E级，奥迪新AS、新A6，国产红旗HQ3等个别豪华品牌的部分车型已配备了主动红外夜视系统。随动转向照明系统是使近光灯光轴在水平方向上与方向盘转角联动进行左右转动，在垂直方向上与车高联动进行上下摆动的灯光随动系统。它使得近光灯的照射光线能转向车辆的前进方向，从而在夜间行驶时，提高前方交叉路口、弯道处的可视性。它能够有效地降低驾驶者在夜晚弯路上行车的疲劳程度，使驾驶者能够看清转弯处的实际路况，进而有充分的时间来应付紧急情况，从而明显提升夜晚弯路上行车的安全性。目前，日本、欧洲等国的知名汽车制造商都纷纷推出自己的随动转向照明系统。在其高档轿车中标配随动转向照明系统的同时，将随动转向照明系统在中档甚至中低档轿车车型中作为选配列出。 比如奥迪A8，宝马5系，梅塞德斯CLS、E系、M系，大众B6，凌致RX330，丰田皇冠等等。国内在这方面的研究还比较少，主要是以技术引进为主，自主研发随动转向照明系统应用于实车批量生产的还没有出现公知的车辆红外夜视系统与随动转向系统相对独立，存在以下几点不足之处(I)两者由各自独立ECU控制，不利于信息充分融合，影响两子系统的契合度；(2)车身空间利用不高，导线繁多，连接复杂，增加车辆质量。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置及其方法，可以实现车辆红外夜视子系统与随动转向照明子系统在控制器层次的集成，由一嵌入式处理控制平台统一进行红外视频信息的采集与输出，以及随动转向照明子系统控制信号的计算与传输。本发明充分利用汽车电子技术和微电子技术，通过技术的充分融合，扩展驾驶员夜间行车视野，增强驾驶员在不利条件下的危险状态感知能力，提高夜间行车安全性。为了解决上述技术问题，本发明一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置予以实现的技术方案是，包括一随动转向照明子系统，所述随动转向照明子系统由随动转向前照灯、方向盘转角传感器、车速传感器和车身倾角传感器组成；一红外夜视子系统，所述红外夜视子系统由红外光源和红外CXD摄像头组成，用以实现在夜间行车环境下，为驾驶员提供车辆前方清晰的路况、行人、障碍物信息；一嵌入式处理控制平台，用于采集、传输车辆状态信息，计算所述随动转向照明子系统的控制量，实现对所述随动转向照明子系统的控制，还用于采集、处理所述红外夜视子系统的视频信号；一 IXD显示屏，实现人机交互功能；其中所述嵌入式处理控制平台分别通过CAN总线接口与车辆CAN网络和所述随动转向照明子系统连接；所述嵌入式处理控制平台通过视频传输线缆/接口与所述红外 CXD摄像头连接；所述嵌入式处理控制平台与所述IXD显示屏连接。本发明车辆夜间弯道辅助与视觉增强的方法，按照下述步骤车辆启动时,系统默认为停止状态,通过开关人为控制系统的启动与停止；系统启动后，进行系统自检和初始化工作，IXD显示屏上显示出自检结果；自检通过后，所述嵌入式处理控制平台通过其自身CAN总线接口与车辆CAN总线对接，获取的车辆行驶速度、方向盘转角车辆状态信息，计算出随动转向控制量，并将该控制量传输至所述随动转向照明子系统，所述随动转向照明子系统据此判断是否进行随动转向照明控制；与此同时，所述红外光源始终向车辆行驶方向发射红外光线，红外CCD摄像头将接收到的车辆前方物体的红外反射光转制为视频信号，输出至所述嵌入式处理控制平台，所述嵌入式处理控制平台对该视频信号调制、处理后，传输至LCD显示屏，并向驾驶员显示车辆前方路况场景。进一步讲，当车辆处于夜间行驶状态时，所述红外夜视子系统为驾驶员提供前方 200m内道路环境的红外图像。当车辆直线行驶时，所述随动转向照明子系统无动作；当车辆行驶弯道处时，所述随动转向照明子系统根据车辆方向转角，自动调节照射范围。与现有技术相比，本发明的有益效果是(I)本发明一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置，该装置实现车辆随动转向照明子系统与红外夜视子系统在技术层的有效融合，通过嵌入式控制处理平台，完成统一控制与显示，增强驾驶员夜间行车视觉及视野，提高车辆夜间行驶安全性。(2)本发明一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置，有效实现车辆随动转向照明子系统与红外夜视子系统的集成，去掉了原随动转向照明子系统的控制模块，随动转向照明子系统的控制功能由嵌入式处理控制平台实现，减少了集成系统中的模块数量，节省了车辆内有限的安装空间，缓解了车辆因引入电子系统带来的导线过多、连接复杂、质量过高的问题。(3)本发明一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强方法，在系统装置中由IXD显示屏的按键，通过嵌入式控制处理平台，实现驾驶员对系统的控制功能，并查看行驶车辆的车速、方向转角等重要状态参数，完成信息统一，使驾驶员不因该系统的引入，而过多分散驾驶注意力。综上所述，本发明通过在车辆上加装随动转向照明与红外夜视子系统，达到增强驾驶员夜间驾驶时视觉与视野的目的。
图I是本发明一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置结构图；图2是本发明一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强方法的流程图。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细地描述。如图I所示，本发明一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置，包括随动转向照明子系统10、红外夜视子系统、嵌入式处理控制平台40和实现人机交互功能的LCD显示屏 50。所述随动转向照明子系统10由随动转向前照灯、方向盘转角传感器、车速传感器和车身倾角传感器组成，所述红外夜视子系统由红外光源20和红外CXD摄像头30组成，用以实现在夜间行车环境下，为驾驶员提供车辆前方清晰的路况、行人、障碍物信息。所述嵌入式处理控制平台40用于采集、传输车辆状态信息，计算所述随动转向照明子系统10的控制信号，实现对所述随动转向照明子系统的控制，还用于采集、处理所述红外夜视子系统的视频信号；所述嵌入式处理控制平台40分别通过CAN总线接口 41、42与车辆CAN网络和所述随动转向照明子系统10连接；所述嵌入式处理控制平台40通过视频传输线缆/接口与所述红外CXD摄像头30连接；所述嵌入式处理控制平台40与所述IXD显示屏50连接。本发明中的所述红外光源20、21与随动转向照明子系统10的两只随动转向车灯， 共同安装于随动转向车灯支架上，并与车辆前保险杠固连，照射向车辆前方，用于为红外夜视子系统提供红外光源照明；红外CCD摄像头30安装在车辆内部后视镜处，摄像头朝向车头方向，用于接收车辆前方经红外光源20、21照射的行人、车辆等障碍物反射的红外光，并输出视频信号；嵌入式处理控制平台40的安装可分为前装式与后装式，前装式嵌入式处理控制平台在车辆未出厂时即安装在车辆内部，后装式处理控制平台可固接在车辆驾驶台等合适位置，嵌入式处理控制平台40用于接收、处理并输出红外CXD摄像头30输出的视频信号，还用于车辆CAN总线与随动转向照明子系统10之间的控制信息、车辆状态信息的传输； LCD显示屏幕50的安装同样分为前装式与后装式，前装式在车辆未出厂时完成，可安装于车辆中控台等处，后装式可选择安装于车辆驾驶台等处，方便驾驶员查看信息，LCD显示屏幕50用于显示经嵌入式处理控制平台40输出的视频信号，同时，显示随动转向照明子系统 10的控制信息以及车辆的状态信息。利用本发明中的一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置进行夜间弯道辅助与视觉增强的方法如下车辆启动时,系统默认为停止状态,通过开关人为控制系统的启动与停止；
系统启动后，首先进行各个子系统、各个模块的自检、初始化工作，包括随动转向照明子系统10，红外光源20、21，红外CXD摄像头30，嵌入式处理控制平台40，在IXD显示屏50上显示自检结果，提示驾驶员。自检通过后，所述的嵌入式处理控制平台40通过其自身CAN总线接口 41与车辆 CAN总线对接，获取车辆行驶速度、方向盘转角等车辆状态信息，并将信息实时显示在LCD 显示屏50上。同时，嵌入式处理控制平台40通过CAN总线接口 42，根据获取的车辆行驶速度、方向盘转角车辆状态信息，计算出随动转向控制量，并将该控制量传输至所述随动转向照明子系统10，随动转向照明子系统10根据随动转向控制量，自行判断是否进行随动照明控制。当判断结果为车辆直线行驶时，随动转向照明子系统10无动作；当判断结果为车辆弯道行驶时，随动转向照明子系统10调节车辆前照灯照射角度，进行随动转向照明控制， 实现车辆弯道行驶时，扩大驾驶员视野，整体提高车辆在夜间行驶安全性的目的。无论车辆处于直线行驶，或是弯道行驶状态，所述的红外光源20、21始终向车辆行驶方向发射红外光线，红外CCD摄像头30接收经车辆前方如行人、车辆等物体的红外反射光，构成车辆前方场景。红外CCD摄像头30将红外反射光转制为视频信号，输出至嵌入式处理控制平台40，由嵌入式处理控制平台40对该视频信号调制、处理后，传输至IXD显示屏50，向驾驶员显示车辆前方路况场景，达到增强驾驶员夜间视觉的目的。当车辆处于夜间行驶状态时，所述红外夜视子系统为驾驶员提供前方200m内道路环境的红外图像，清晰的反应车辆前方行人、车辆等障碍物信息，增强驾驶员夜间视觉。如图2所示，本发明一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强方法的工作流程Sll :系统启动后，系统自检。完成随动转向照明子系统10，红外光源20、21，红外 CXD摄像头30，嵌入式处理控制平台40的自检，并将自检结果经IXD显示屏50显示给驾驶员。若自检不通过，重新自检；S12 :夜间红外场景构成。红外CXD摄像头30接受到车辆前方物体对红外光源20、 21的反射光，构成车辆前方场景路况，并将场景路况信息转制为视频信号；S13 :车辆行驶状态获取。嵌入式处理控制平台40通过车身CAN网络获取车辆行驶状态信息，如车辆行驶速度、方向盘转角，为随动转向照明子系统10提供随动转向照明所必需的车辆状态信息；S14 :红外视频信息调制。嵌入式处理控制平台40接收红外CXD摄像头30输出的红外场景视频信息，由嵌入式处理控制平台40自行调制解码，输出LCD显示屏50可接收的显示信号；S15 :随动转向照明。随动转向照明子系统10接收到嵌入式处理控制平台40发出的随动转向控制信号，进行随动照明控制；S16 :信息显示。IXD显示屏50实时显示嵌入式处理控制平台40输出的红外场景视频信息以及车辆状态信息，为驾驶员提供车辆夜间行驶时的前方路况场景以及车速等状态息。尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
权利要求
1.一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置，包括一随动转向照明子系统，所述随动转向照明子系统由随动转向前照灯、方向盘转角传感器、车速传感器和车身倾角传感器组成；其特征在于还包括一红外夜视子系统，所述红外夜视子系统由红外光源和红外CXD摄像头组成，用以实现在夜间行车环境下，为驾驶员提供车辆前方清晰的路况、行人、障碍物信息；一嵌入式处理控制平台，用于采集、传输车辆状态信息，计算所述随动转向照明子系统的控制量，实现对所述随动转向照明子系统的控制，还用于采集、处理所述红外夜视子系统的视频信号；一 IXD显示屏，实现人机交互功能；其中所述嵌入式处理控制平台分别通过CAN总线接口与车辆CAN网络和所述随动转向照明子系统连接；所述嵌入式处理控制平台通过视频传输线缆/接口与所述红外CXD摄像头连接；所述嵌入式处理控制平台与所述IXD显示屏连接。
2.一种实现车辆夜间弯道辅助与视觉增强的方法，其特征在于，利用如权利要求I所述的车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置，按照下述步骤车辆启动时，系统默认为停止状态，通过开关人为控制系统的启动与停止；系统启动后，进行系统自检和初始化工作，LCD显示屏上显示出自检结果；自检通过后，所述嵌入式处理控制平台通过其自身CAN总线接口与车辆CAN总线对接， 获取的车辆行驶速度、方向盘转角车辆状态信息，计算出随动转向控制量，并将该控制量传输至所述随动转向照明子系统，所述随动转向照明子系统据此判断是否进行随动转向照明控制；与此同时，所述红外光源始终向车辆行驶方向发射红外光线，红外CCD摄像头将接收到的车辆前方物体的红外反射光转制为视频信号，输出至所述嵌入式处理控制平台，所述嵌入式处理控制平台对该视频信号调制、处理后，传输至LCD显示屏，并向驾驶员显示车辆前方路况场景。
3.根据权利要求2所述的实现车辆夜间弯道辅助与视觉增强的方法，其特征在于，当车辆处于夜间行驶状态时，所述红外夜视子系统为驾驶员提供前方200m内道路环境的红外图像。
4.根据权利要求2所述的实现车辆夜间弯道辅助与视觉增强的方法，其特征在于，当车辆直线行驶时，所述随动转向照明子系统无动作；当车辆行驶弯道处时，所述随动转向照明子系统根据车辆方向转角，自动调节照射范围。
全文摘要
本发明公开了一种车辆夜间弯道辅助与视觉增强装置，包括一随动转向照明子系统，一红外夜视子系统，一嵌入式处理控制平台和一LCD显示屏；嵌入式处理控制平台用于采集、传输车辆状态信息，计算随动转向照明子系统的控制量，实现对随动转向照明子系统的控制，还用于采集、处理红外夜视子系统的视频信号；嵌入式处理控制平台分别通过CAN总线接口与车辆CAN网络和随动转向照明子系统连接；嵌入式处理控制平台通过视频传输线缆/接口与红外CCD摄像头连接；嵌入式处理控制平台与LCD显示屏连接。本发明充分利用汽车电子技术和微电子技术，通过技术的充分融合，扩展驾驶员夜间行车视野，增强驾驶员在不利条件下的危险状态感知能力，提高夜间行车安全性。
文档编号H04N7/18GK102582508SQ20121007265
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者何佳, 戎辉, 王子龙, 郑伟, 黄伟, 龚进峰 申请人:中国汽车技术研究中心