[发明专利]基于双目立体视觉的汽车安全车距警示装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于安全设备领域，具体涉及一种基于双目立体视觉的汽车安全车距警示装置及方法。

背景技术

随着我国经济的飞速发展和人民的活水平的不断提高，汽车已进入千家万户。然而，由于交通量的急剧上升，频繁发生的交通事也给广大人民群众的生命财产安全造成了巨大的损失。根据中国日报的统计数据，我国每年超过60000人死于交通事故，已连续十多年成为世界上交通事故死亡人数最多的国家之一。有研究机构研究发现，汽车追尾事故占交通事故总数的35%，在高速公路事故中更是占到六成以上。

汽车追尾事故的主要原因是由于驾驶员未能保持安全的车间距离。为了降低此类事故率，可以通过在头部安装测距设备测算前方车辆与己方车辆的距离，并在车距小于安全距离时，给本车司机警示信号，以提示本车司机保持车距；在尾部安装测距设备测算后方车辆与己方车辆的距离，并在车距小于安全距离时，给后车司机警示信号，以提示后车车司机保持车距。

目前，用于车辆的测距的技术主要有超声波测距、微波雷达测距、激光测距等。然而，超声波探测原理简单、成本低，受天气影响大，适合近距离探测；微波雷达测距容易受磁场的干扰较大；激光测距成本较高，且受恶劣天气影响较大。双目立体视觉测距技术，不仅价格较低，结合摄像头合自动光圈和自动白平衡技术，可以在夜间、隧道等可视条件较差的条件下应用。因而双目立体视觉技术应用于汽车安全距离测量领域具有广阔的前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于双目立体视觉的汽车安全车距警示装置及方法，达到降低成本、提高夜间隧道等可视条件较差的环境实用性、起到车距警示、减少交通事故的目的。

一种基于双目立体视觉的汽车安全车距警示装置，包括蜂鸣器和键盘，还包括车内LED显示屏、车后LED显示屏、前侧双目摄像头、后侧双目摄像头和中央处理单元，其中：

前侧双目摄像头：用于采集该汽车车头前方的图像；

后侧双目摄像头：用于采集该汽车车尾后方的图像；

中央处理单元：用于对前侧双目摄像头和后侧双目摄像头进行标定，获得前侧双目摄像头的焦距、前侧双目摄像头之间相对距离、后侧双目摄像头的焦距和后侧双目摄像头之间相对距离四个参数；并对采集的图像进行校正，对图像像素点进行匹配，获得图像上每个像素点的视差；根据上述四个参数和图像上像素点的视差，获得该汽车与前车之间的距离和与后车之间的距离；

车内LED显示屏：用于根据用户需求设置安全距离；

车后LED显示屏：用于提示后车人员保持安全距离。

所述的中央处理单元的三路输入端分别连接放置于汽车车头的前侧双目摄像头的输出端、放置于汽车车尾的后侧双目摄像头输出端和键盘的输出端；中央处理单元的三路输出端分别连接放置于车内的蜂鸣器的输入端、放置于车后挡风玻璃下方车后LED显示屏的输入端和放置于车内的车内LED显示屏输入端。

采用基于双目立体视觉的汽车安全车距警示装置进行警示的方法，包括以下步骤：

步骤1、采用中央处理单元分别对前侧双目摄像头和后侧双目摄像头进行标定，进而获得前侧双目摄像头的焦距、前侧双目摄像头之间相对距离、后侧双目摄像头的焦距和后侧双目摄像头之间相对距离四个参数，并进行保存；

步骤2、采用前侧双目摄像头采集该汽车车头前方的图像，采用后侧双目摄像头采集该汽车车尾后方的图像；

步骤3、采用极线校正方式对上述采集的图像进行校正，进而获得某一被测点分别对应到两个被校正图像上像素点所在的极线；

步骤4、采用像素点灰度差的绝对值和匹配方法对两个图像极线上的两个对应像素点进行匹配，进而获得上述两个像素点之间的视差；

步骤5、重复步骤3至步骤4直至获得图像上所有像素点的视差；

步骤6、根据步骤1中所获得的四个参数和像素点的视差，获得该汽车与前方汽车之间的距离和与后方汽车之间的距离；

步骤7、取与前方汽车距离值中最小的距离作为最终与前方汽车的距离值；取与后方汽车距离值中最小的距离作为最终与后方汽车的距离值；

步骤8、根据用户设定的所需安全距离值，判断与前方汽车的距离值是否在安全距离范围内，若是，则返回执行步骤2，否则，DSP发送信号至蜂鸣器，实现报警；判断与后方汽车的距离值是否在安全距离范围内，若是，则返回执行步骤2，否则，DSP发送信号至车后LED显示屏，实现对后车人员的提示。