[发明专利]车载智能报警方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，具体涉及到一种基于单目视觉的纵向防撞预警方法和一种基于GPS/GPRS/GIS技术的事故自动求救方法，以及相应的装置。

背景技术

随着人类社会的不断发展与进步，汽车的普及和应用将更加普遍和深入，随之带来的道路交通安全问题也已成为世界性的大问题。美国弗吉尼来州技术局和NHTSA在2006年的研究结果显示，公路交通事故80％的原因是由驾驶员在事故前3秒内的疏忽造成的。其中，有65％的事故属汽车追尾碰撞造成，其余则属于侧面碰撞、擦挂所致。而更令人惋惜的是，在很多重大车祸后，人们往往因伤势严重无法通报所处位置，从而耽误救助工作，以致死亡。因此，如何最大限度地保证碰撞时乘员的安全，减少事故造成的伤害，提高汽车的安全性，具有重要的现实意义。

现阶段汽车防撞预警技术主要有五大类：雷达、激光、超声波、机器视觉以及交互式。其中，使用雷达和激光装置成本昂贵、系统复杂、体积庞大，而且在200m以下效果不好，在出现多目标时或者在道路弯道处容易导致误报；超声波的传输速度受温度影响较大，适合于短距离测距；交互式智能化防撞预警系统等到广泛应用和汽车配套使用需要漫长的过程。相比而言，机器视觉技术具有功耗小、精度高、视觉范围广等优势，更具有发展潜力。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种车载智能报警方法和装置，将预防碰撞和自动求救集成到一个系统中，改善了汽车行驶中的安全性能，特别是针对高速公路等事故易发地段，能够有效预防碰撞事故及其引起的人员伤亡。

为达到上述目的，本发明的构思是：利用机器视觉技术，通过一个摄像机和一个车载终端处理装置完成二级防撞预警处理和事故自动求救的功能。由于图像特征定位技术的趋成熟和摄像机、嵌入式处理器的价格大幅下降，为本发明的实施创造了条件，使得该方法和装置具有很大的市场前景。

本发明的一大设计是一种基于单目视觉的纵向防撞预警方法，所述方法用单目摄像机以一定间隔时间拍摄一系列车辆前方图像，然后对所捕获的图像利用高速的DSP进行图像分析、图像识别、图像跟踪，对前方车辆进行识别和跟踪，并计算出前车与本车的距离、相对速度等，利用自行开发的专家系统的二级报警决策，判断与前方车辆相撞的可能性，从而提前4-5s对危险情况报警，其关键部分包括以下四大内容：

(1)车道线检测和前方车辆识别：首先，单目摄像机每隔一小段时间采集一幅车辆前方行进区域的图像，传送给车载终端的DSP进行处理，时间间隔根据实际的需要和DSP处理速度取值，优选0.1s或0.2s；其次，对采集的图像进行信息预处理，包括白平衡、灰度化、二值化以及图像分割等，获得用于识别车道线和前方车辆的二值化图像数据；接着，在预处理的基础上进行图像边缘检测处理，利用Sobel和Hough算子获得车道线和道路区域；然后，利用车辆阴影初步确定车辆存在的感兴趣区域，并在上述区域内进行纹理特征、边缘特征和对称性特征的分析，确认该区域是否为车辆，是则用红色矩形框将车尾轮廓标记出来；最后，在车辆跟踪过程中，利用计算序列图像中车辆区域的NMI特征，对车辆进一步加以验证。

(2)前车与本车的实时测距：在识别出前方车辆的基础上，在象平面坐标系中求取该矩形框底边中点的图像平面坐标，设为u1、v1，该点就是所寻找的明显特征点，象平面坐标系是指在摄像机内所形成的象平面坐标系统；再求取图像平面底边中点的图像平面坐标，设为u₂、v₂，该点为摄像机捕获图像中的固定点；然后将图像平面坐标u₁、v₁、u₂、v₂通过几何关系推导成现实世界坐标系中的道路平面坐标x₁、y₁、x₂、y₂；由此，可计算得到图像上的最近视野与前车的距离，记为d₂，d₂＝((y₁-y₂)²+(x₁-x₂)²)^0.5，同时可通过测量得到摄像机最近视野到本车前端的固定距离，记为d₁；最后，计算得到本车与前方车尾的实时距离，记为s，s＝d₁+d₂。