[发明专利]基于激光成像技术的车载路障识别系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于激光成像技术的车载路障识别系统和方法，属于模式识别和图像处理技术领域。

背景技术

随着汽车速度的越来越快，汽车数量越来越多，交通事故日趋频繁。据统计，2001年全年，死于交通事故的人数为7.8万人，超过了当年各类安全事故死亡总数的60％，2002年，11万人死于交通事故，占各类安全事故死亡总数的80.1％，2003年，近10万人死于交通事故，造成直接经济损失33亿元。对于公路交通事故的分析表明，80%以上的车祸是由于驾驶员反应不及所引起的，超过65%的车辆相撞属于追尾相撞，其余则属于侧面相撞。奔驰汽车公司对各类交通事故的研究表明：若驾驶员能够意识到有事故危险并提早1s采取相应的正确措施，则绝大多数的交通事故都可以避免。

世界上的工业发达国家早在六十年代就开始注意其相关内容的研究。进入九十年代特别是近几年来，西方发达国家在智能汽车研制与开发方面更加大了投入，并且出现了一些引人注目的变化。1993年，美国研制的TUGV系统，使汽车能在公路上以50公里/小时的速度行驶时两档转换自如，其通过神经网络进行路径自动跟踪和避障的。法国P.S.A.标致(Peugeot)雪铁龙汽车公司也研制了一个功能简单却颇具特色的智能车辆辅助导航系统，系统己在高速公路上进行了几百公里不同路况的行车实验，最高车速达130km/h。当车流稀少、车道线清晰时，系统的误检率仅为0.1%，当车流较多时误检率增至2%。在路面有少量的积雪的恶劣情形下，系统的误检率为8%左右，可见系统具有较好的适应性。我国这方面起步较晚，但在国家“七五”、“八五”及“863”计划的推动下也取得了一定的进展，对智能移动机器人技术、计算机视觉、计算机视频处理技术进行了深入的研究，取得了令人瞩目的成果，但离实用化水平还有一定距离，与欧美国家亦有一定差距。

因此，研究基于远距离、全天候、快速图像检测技术的车载路障视频监测系统，不仅可以确保行车安全或减小事故产生的危害，具有显著的社会经济效益，同时还具有重要的学术理论价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于激光成像技术的车载路障识别系统和方法，适用于远距离、全天侯、快速的路障定位与识别。利用红外激光摄像，在恶劣情况下，代替汽车司机看到人眼看不到的公路前方情况，并采用模式识别结合支持向量机的算法分析图像，对前方路障进行识别和报警。

本发明是通过如下技术方案实现的：基于激光成像技术的车载路障识别系统，包括

图像采集模块，包括激光摄像输入装置和视频A/D采集模块，所述激光摄像输入装置由两个红外激光摄像头组成，安装在汽车的前面，采集车前路面信息；所述视频A/D采集模块与激光摄像输入装置的输出端相连接，用于将红外激光摄像头采集图像的模拟信号转换成DSP能够识别处理的数字信号，得到动态图像序列帧；

图像处理模块，包括DSP处理模块和存储模块，所述DSP处理模块与视频A/D采集模块的输出端相连接，用于完成对图像序列帧的预处理和分析工作，包括对图像背景和路障目标的定位和提取，对路障目标的跟踪、识别和分类；所述存储模块与DSP处理模块相连接，用于对图像序列帧以及预处理后的图像进行缓存；

数据发送模块，包括与DSP处理模块的输出端相连接的语音提示模块、GPRS模块、RS232模块和视频输出模块；所述语音提示模块负责完成报警提示功能；所述GPRS模块和RS232模块，负责与车上设备进行通信交互数据；所述视频输出模块，负责将DSP处理的数字图像信号转变成模拟信号，通过触摸显示屏进行显示。

前述的红外激光摄像头由CCD感光摄像头和激光发射管组成；所述激光发射管有18个。

前述的两个红外激光摄像头的距离为80~120cm，所述两个红外激光摄像头的相对角度为0°~20°。

前述的两个红外激光摄像头的相对角度为10°。

前述的GPRS模块和RS232模块与车上设备进行通信交互采用无线方式或串口方式。

基于激光成像技术的车载路障识别系统的识别方法，包括以下步骤，

1）、图像采集模块的激光红外摄像头拍摄路面的实时视频图像，并将采集到的视频图像通过A/D采样，得到动态图像序列帧，同时将这些图像序列帧送入数据缓存区，等待下一步的处理；

2）、图像处理模块对数据缓存区的图像序列帧进行预处理和分析；

3）、数据发送模块是将图像处理模块的结果通过无线方式、串口方式，或语音方式通知司机，司机根据接收到的信号代码了解前方的情况，及时采取措施。