[发明专利]一种基于双目立体视觉的车辆后方防撞安全预警装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种车辆行驶安全预警系统，更特别地说，是指一种基于双目立体视觉的车辆后方防撞安全预警装置。

【背景技术】

提高交通安全和效率一直是汽车行业关注的热点问题。防止车辆追尾和并道碰撞事故一直是车辆后方防撞安全预警装置的重点工作任务。目前该类装置普遍采用雷达、激光或红外线探测作为车辆后方防撞的传感器，通过检测车辆的相对速度、加速度、距离对追尾和并道的危险性进行预警。

然而采用该类主动型传感器的车辆后方防撞安全预警装置无法区别车辆与其他障碍物(路障、道路栏杆、绿化带等)，故而误报警率高；该类装置当车辆行驶在弯道、车道宽度变化路段或车辆不居中行驶等情况下，往往不能有效进行并道安全和防追尾预警；该类装置一般不能同时对车辆后方多个目标车辆进行实时监测，故而防撞预警能力有限；该类装置在并道安全预警时，一般仅将并入车道某预设范围是否有车作为报警的唯一依据，并未考虑车辆间相对车速、加速度和位置关系，因此是以牺牲交通通行效率来获得并道安全预警，且不能有效减少驾驶员的驾驶强度；该类装置在防追尾预警时，仅根据车辆间相对距离、加速度或速度等门限值来判断报警，没有针对不同行驶工况计算最佳安全车距，因而交通通行效率低，误报警率高，显然有待改进。

【发明内容】

发明目的：

本发明的目的是通过双目立体视觉技术实现车辆防追尾和并道防撞预警，该预警装置通过车速传感器测得本车的车速，同时通过双目立体摄像机采集本车后方车辆(包括本车道车辆和相邻车道跟驰车辆)的状态信息和车道线信息，经过进一步处理获得后方车辆相对本车的距离、速度和位置，并结合车辆运动学模型的安全距离模型实时对车辆后方安全状况进行监控，分别以防追尾和并道预警信号灯，警示后车驾驶者保持安全车距和本车驾驶者注意并道安全。

技术方案：

本发明涉及一种基于双目机器视觉的车辆后方防撞安全预警装置，该装置由车速传感器(5)、转向信号开关(4)、图像采集模块(2)、预警模块(1)和控制器模块(3)组成。

所述车速传感器(5)选用磁电式车速传感器，安装在车轮的车轮驱动轴上，与控制器模块(3)连接，将检测出的车速信号V_f传递给控制器模块(3)；

所述转向信号开关(4)选用普通汽车用转向灯开关，安装在方向盘底座上，与控制器模块(3)连接，将检测出的汽车转向信号T传递给控制器模块(3)；

所述图像采集模块(2)包括有镜头R(10)、镜头L(12)、COMS图像传感器R(9)、COMS图像传感器L(11)和支架(26)；镜头R(10)和COMS图像传感器R(9)连接，然后固定在支架(26)的右端；镜头L(12)和COMS图像传感器L(11)连接，然后固定在支架(26)的左端；图像采集模块(2)通过支架(26)安装在车厢内的车顶后方；

该镜头R(10)将检测到的图像信号R’传递给COMS图像传感器R(9)；该COMS图像传感器R(9)安装在镜头R(10)的后部，与控制器模块(3)连接，将转化后的图像信号IR传递给控制器模块(3)，并受到控制器模块(3)的总线I²C控制曝光时间、增益等；该镜头L(12)将检测到的图像信号L’传递给COMS图像传感器L(11)；该COMS图像传感器L(11)安装在镜头L(12)的后部，与控制器模块(3)连接，将转化后的图像信号IR传递给控制器模块(3)，并受到控制器模块(3)的总线I²C控制曝光时间、增益等；

其中，该镜头R(10)和镜头L(12)均选用WOKA公司的LM4NCL型号镜头；

其中，该COMS图像传感器R(9)和COMS图像传感器L(11)均选用MICRON公司的CMOS图像传感器MT9T001；

该支架(26)包括有摄像机L型安装支架(22)、摄像机中间连接支架(23)、摄像机顶部安装支架(24)和紧固螺栓和螺母(25)；该摄像机L型安装支架(22)用于固定镜头R(10)、镜头L(12)、COMS图像传感器R(9)和COMS图像传感器L(11)，并设计了多组安装孔，可调节基线长度以适应不同探测距离的要求；该摄像机中间连接支架(23)用于连接摄像机L型安装支架(22)和摄像机顶部安装支架(24)；该摄像机顶部安装支架(24)通过螺栓与车厢内车顶后部连接；该紧固螺栓和螺母(25)调节图像采集模块(2)的俯仰角以适应不同探测距离的要求；