[发明专利]一种基于偏振光图像三维重建的汽车防碰撞预警系统

说明书

技术领域

本发明涉及汽车碰撞预警系统技术领域，特指一种基于偏振光图像三维重建的汽车防碰撞预警系统。

背景技术

根据相关的调查，在众多人为因素造成的交通事故中，疲劳驾驶和注意力不集中是两个最为主要的原因，其中80％的事故又是由于驾驶员在事故前3S内分散注意力导致汽车偏离车道、追尾前车而发生。如果事故发生前1.5S能够向驾驶员发出适当的碰撞预警，则其中90％的事故是可以避免的。所以针对碰撞类交通事故，通过在汽车上安装碰撞预警系统，实时采集和分析包括自身在内的行车环境信息，实现对车辆是否发生碰撞的预判断，一旦驾驶员出现疲劳或精神分散而不能正确控制车辆并可能发生碰撞追尾等危险情况时，碰撞预警系统可及时向驾驶员示警，从而避免事故发生或将事故危害降至最低，因此，在当前越来越复杂的交通环境下，可为驾驶员提供必要信息的碰撞预警系统成为汽车必不可少的驾驶辅助设备。

目前，研究人员在前碰撞预撞系统的预警机制方面开展了相当多有益探索，如雷达、红外线等预警系统，但是雷达预警系统容易在狭窄拐弯处、人车混合交通等情况下误判，触发制动，并且其造价昂贵；红外线预警碰撞系统辨识面窄，难以适应国内复杂的混合交通。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种汽车防碰撞预警系统的设计方法，采用机器视觉图像所得信息含量更加丰富，而且造价成本低，适用于国内中低端车型，最重要的是，实现三维重建后的预碰撞系统能完成复杂交通环境中的车辆、行人、障碍物等的空间位置确认及识别。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于偏振光图像三维重建的汽车防碰撞预警系统，包括偏振光采集系统、三维重建模块、信息采集模块，中央处理单元、人工智能语音系统与显示器，偏振光采集系统连接于三维重建模块，三维重建模块与信息采集模块均连接于中央处理单元，中央处理单元分别连接于人工智能语音系统与显示器，人工智能语音系统可在相邻两车距离过近时发出警报。

进一步而言，所述偏振光采集系统设于车辆的前端，偏振光采集系统包括摄像机、两块反射镜与两块偏振片，两块反射镜与两块偏振片对应设置，两块偏振片起偏角度互相垂直，摄像机镜头前设有偏振转盘。

进一步而言，所述三维重建模块包括三维图像采集与数据采集，三维图像采集包括摄像机标定、基于Harris算子的特征点提取、基于SIFT向量的特征点匹配和三维云重建。

进一步而言，所述信息采集模块包括采用微控制器P89C52、CAN控制器SJA1000和CAN收发器设计出的基于CAN总线的智能节点来获取车辆的运行数据，这些数据包括本车速度、加速度。

进一步而言，所述中央处理单元采用一个8位MCS-51单片微型机，将信息采集模块获取的数据以安全车距计算模型为基础进行加工和处理，然后输出相应的信号至人工智能语音系统与显示器。

进一步而言，所述人工智能语音系统包括报警器，人工智能语音系统会及时提醒驾驶人员，从而降低本车与前车的碰撞风险。

进一步而言，所述人工智能语音系统与显示器均设于车辆仪表盘旁边。

本发明有益效果：

本发明利用位于车前端的偏振光采集系统获取前车的图像，然后经过三维重建模块处理成三维图像，再通过信息采集模块将数据传至中央处理单元进行处理，中央处理单元将处理好的信息通过显示器呈现给驾驶员，并在两车距离低于安全距离时，通过人工智通语音系统发出警报，提醒驾驶员与前车保持安全距离，有效降低与前车碰撞的风险。

附图说明

图1是本发明整体结构原理图；

图2是偏振光采集系统结构图；

图3是偏振转盘结构图。

1、偏振光采集系统；2、三维重建模块；3、信息采集模块；4、中央处理单元；5、人工智能语音系统；6、显示器；7、摄像机；8、偏振转盘；9、反射镜；10、偏振片。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1所示，本发明所述一种基于偏振光图像三维重建的汽车防碰撞预警系统，包括偏振光采集系统1、三维重建模块2、信息采集模块3，中央处理单元4、人工智能语音系统5与显示器6，偏振光采集系统1连接于三维重建模块2，三维重建模块2与信息采集模块3均连接于中央处理单元4，中央处理单元4分别连接于人工智能语音系统5与显示器6，人工智能语音系统5可在相邻两车距离过近时发出警报。

以上所述构成本发明基本结构。