[发明专利]基于单目机器视觉的汽车主动安全系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车安全系统，更具体地，涉及基于单目机器视觉的汽车主动安全系统及其控制方法。

背景技术

随着社会地发展和经济进步，汽车越来越多地应用于人们的生活，随着汽车数量的增多，交通事故大幅增加。面对严峻的交通安全形势，汽车消费者和政府管理者对汽车安全性的期望越来越高，传统的针对事故发生后的乘员保护技术和措施已经不能满足现代交通的要求，发展以预防为核心的先进汽车主动安全技术已成为现代交通的迫切要求。交通事故大多数是由于驾驶员操作失误所致。如果能够在事故发生前在紧急状况下帮助驾驶员采取安全措施，对减少交通事故的发生无疑是非常有用的。

发明内容

本发明提出了基于单目机器视觉的汽车主动安全系统和基于单帧静态图像测距用于汽车主动安全系统的控制方法，该方法可以再紧急情况下控制汽车制动，保证驾驶员的安全。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。本装置包括输入装置、处理装置和输出装置。所述的输入装置包括速度传感器、加速度传感器、制动传感器和摄像机，摄像机安装于汽车前方。所述的处理装置是处理器。所述的输出装置是制动执行器。速度传感器、加速度传感器、制动传感器、摄像机及制动执行器均与处理器相连。

所述的速度传感器，用于测量本车车速并将车速数据提供给处理器；

所述的加速度传感器，用于测量本车加速度并将加速度数据提供给处理器；

所述的制动信号传感器，用于检测制动机构是否制动，并将此信号提供给处理器；

所述的摄像机，用于采集前方障碍物的信息，把信息传给处理器，是实现测距的重要装置；

所述的处理器，根据采集的各种信息实时计算出目前工况下安全距离并与实际距离相比较，根据比较结果的不同向制动执行器发出不同的控制指令。

所述的制动执行器，根据处理器发出的控制指令控制本车的制动。

一种基于单目机器视觉的汽车主动安全系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

1)摄像机1采集前方目标障碍物信息，并将该信息传送给处理器6，处理器6计算出本车与前方目标障碍物之间的实际距离；

2)速度传感器2、加速度传感器3将采集到的本车的速度、加速度信息传送给处理器6，处理器6根据本车的速度、加速度信息实时计算出目前工况下本车与前车需要保持的安全距离；

3)实时判断本车与目标障碍物的实际距离是否小于步骤2)中实时计算出的安全距离；如果否，则主动安全系统不采取制动；如果是，则处理器要根据制动传感器信号判断驾驶员是否采取了制动，如果是，则处理器不采取制动，否则，处理器则对制动执行器发出制动命令使本车制动。

步骤1)中所述的计算本车与前方目标障碍物之间的实际距离，具体包括以下步骤：

i)获取摄像机的内部参数：所述的内部参数包括有效焦距和像素对应的物理尺寸的比值ay、摄像机光轴与像平面交点的帧存坐标(u₀，v₀)；

ii)处理器6利用道路上已知长度的线段来确定摄像机对地的安装高度h：首先测得地面上已知线段两个端点p₁、p₂之间的距离l，其中：p₁、p₂在摄像机内的的帧存坐标分别为(u₁，v₁)、(u₂，v₂)，则摄像机对地的安装高度h为：

h＝l(v₂-v₀)(v₁-v₀)/[(v₁-v₂)a_y]

iii)摄像机1采集前方目标障碍物的原始图像信息，并将所采集的信息传递给处理器6，处理器6对原始图像进行预处理，预处理后获得目标点的帧存坐标(u，v)，则本车与前方目标障碍物之间的实际距离d为：

d＝ha_y/(v-v₀)

步骤2)中所述的本车与前方障碍物在目前工况下需要保持的安全距离按以下方法确定：