[发明专利]一种基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统

说明书

本发明涉及信号处理与机器学习技术，具体涉及一种基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统及实现方法，包括单目摄像头、双目摄像头、图形计算机系统、嵌入式通信单元和汽车控制器模块；单目摄像头采用长焦镜头，用于观测远距离目标，并识别目标的类别及位置信息，同时用于估计前方较远处的道路信息；双目摄像头采用相对位置固定并标定完成的两个相同的广角镜头，用于观测近处目标，并确定与近处目标的距离。该车载机器视觉系统成本低廉，适应性强，与传统的汽车车载机器视觉系统相比，具有同时兼顾远近各类目标，并带有一定的目标追踪与测距的功能。自动化程度高，无需驾驶员手动操作，能给驾驶员更广的有效视野和更佳的驾驶体验。

技术领域

本发明属于信号处理与机器学习技术领域，尤其涉及一种基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统及实现方法。

背景技术

为了适应自动驾驶等应用场合的需要，在复杂多变的道路条件下，往往既需要关注近距离目标，如行人、障碍物等，同时又需要关注远处的目标，如对向来车，信号灯信息等。

车载机器视觉系统是辅助驾驶系统中的重要组成部分，主要通过摄像头识别车辆前方车体和道路信息。车载机器视觉系统可以辅助驾驶员判断路面情况，从而帮助驾驶员做出正确的驾驶行为，减少因视觉原因带来的不当操作，使得车辆的运行更加稳定、可靠、安全，在一定程度上减少事故的发生。

而如今的车载机器视觉系统大多采用单一焦距的摄像头，由于摄像头镜头的限制，长焦摄像头拍摄距离远，但拍摄角度往往较小，而广角摄像头拍摄角度大，但焦距较近，无法拍摄远距离物体。单一焦距摄像头无法同时兼顾大的拍摄角度和拍摄远距离物体的需求，导致在上述复杂道路条件下，机器视觉范围具有局限性，无法适应辅助驾驶及智能前大灯等应用的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足在复杂多变的道路条件下，既能兼顾远距离较小角度及近距离大角度，又具有测距功能，适应汽车行驶过程中不同距离与范围内机器视觉需求的系统及实现方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统，包括单目长焦摄像头模块和双目广角摄像头模块，与单目长焦摄像头模块和双目广角摄像头模块连接的图形计算机系统，与图形计算机系统依次连接的嵌入式通信单元和汽车控制器模块；单目长焦摄像头模块用于观测远距离目标，并识别目标的类别及位置信息，同时用于估计前方较远处的道路信息；双目广角摄像头模块用于观测近处目标，并确定与近处目标的距离。

在上述的基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统中，单目长焦摄像头模块包括一个摄像头，其镜头为长焦镜头；双目广角摄像头模块为相对位置固定并标定完成的两个相同的摄像头，其镜头为广角镜头。

在上述的基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统中，图形计算机系统包括计算机、图形计算单元、多个通信接口；通信接口导入单目长焦摄像头模块和双目广角摄像头模块的图像，经过图形计算单元计算得到距离深度图像算法和目标检测算法，并通过通信接口将结果输出至嵌入式通信单元。

在上述的基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统中，嵌入式通信单元包括嵌入式控制器与CAN收发器，用于接收图形计算机系统的计算结果，并将计算结果发送至汽车控制器模块。

在上述的基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统中，汽车控制器模块为车载计算机系统的主控单元，或自动驾驶控制器、汽车前大灯以及报警系统。

在上述的基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统中，长焦镜头位于汽车正前方偏左的位置，实现对向来车的图像识别。

一种基于多焦距摄像头组的车载机器视觉系统的实现方法，包括以下步骤：

步骤1、读取双目广角摄像头模块图像数据并进行处理，粗测车辆前方是否存在物体；

步骤2、若存在物体，则通过双目图像距离算法计算物体的距离，若物体距离较近则输出物体的方位与距离；