[发明专利]一种车辆行人检测跟踪预警装置及其预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车辅助安全驾驶系统，尤其涉及一种基于单目红外视频的车辆行人检测跟踪预警装置及其预警方法，可具体应用于车载夜视、交通运输、视频监控和公共安全等领域的目标检测、跟踪和测距。 

背景技术

随着汽车市场的快速发展和安防意识的日益强化，人们对汽车安全保障技术的要求越来越高。现有汽车照明系统在夜间、雪天或大雾等能见度较低情况下视距不远、效果不佳的弊病成为汽车行驶的安全隐患之一，另外在夜晚行车时，驾驶员通常会被对方车辆的灯光干扰出现盲区，也容易发生车祸。被动式红外夜视系统根据不同温度的物体发出的红外光强度不同的原理进行成像，物体的温度越高，呈现出的图像越亮，所以被动式红外夜视系统可以在黑暗中帮助驾驶员导航，使驾驶员在有灯光和黑暗两种情况下都能看清驾驶环境，通过被动式红外夜视系统看到的车辆行人会比路面和树木更明亮，所以司机能够立即注意到前方的车辆和行人。 

另外驾驶员由于疲劳驾驶或者注意力分散等原因也会导致事故频发。研究表明，驾驶员只要在碰撞危险前得到0.5秒预警时间，能避免60%的碰撞事故，若在1.5秒钟前得到预警时间，则可以避免90%以上交通事故。因此，汽车配备一套智能防撞预警系统将能够大幅降低道路事故的发生率，可能与前方车辆或者行人发生碰撞时，汽车可以进行声光报警，提示驾驶员危险物的方向以及危险程度，必要时驾驶员可以采取制动措施避免事故的发生，也可以通过汽车CAN总线，预警系统控制汽车自动实施制动。 

目前，车载红外夜视仪已运用于前装市场的一些高端车型以及少部分的后装市场，车前的红外摄像头将捕获的红外图像直接在液晶显示器上显示。夜间行驶时，车辆驾驶者一边要注视道路情况，还需不断地观看红外图像，从而综合判断是否有危险出现，这种方式增加了驾驶者的负担，很容易造成误判或者漏判，并不能有效地起到辅助驾驶的作用。对于已有的防撞预警系统，目前以色列Mobileye公司的基于单目可见光摄像头的产品占据大部分的市场，但其在夜间使用时，由于只能探测可见光，所以观测距离较近，限制了其在夜间的使用。 

目前市场上的FPGA芯片作为数据处理芯片具有强大的数字处理能力，FPGA灵活性强，并行处理能力强大，运算性能优异，由于能够进行编程、除错、再编程和重复操作，因此可以方便地进行设计开发和验证，当电路有少量改动时，更能显示出FPGA的优势，满足了红外视频数据量大、处理实时性要求高的需求，实现了数据快速采集与处理。目前市场上的ARM芯片作为控制器，集成了很多功能，具有强大的事务处理能力，借助于简单的外围就可以提供多样化的工作，例如显示、运行界面及应用程序等。 

在红外成像系统集成上，为进一步提高红外成像的实用性与易用性，红外图像处理技术已成为红外成像领域与图像处理领域的研究热点，对应的运行平台也从上位机发展到嵌入式平台，并成为一种趋势。已报道的红外图像处理嵌入式平台结构主要有以下两种：（1）基于ARM硬件架构的红外图像处理装置，图像数据的采集、处理以及界面运行等都在ARM上完成；（2）基于FPGA硬件架构的红外图像处理装置，图像数据的采集、处理以及界面运行等都在FPGA上完成。由于ARM数据处理能力较弱，而视频处理算法包含大量的数据计算，若单独使用ARM芯片来完成视频数据处理，无法保证视频处理的实时性。当视频清晰度较高，数据量较大时，ARM芯片将无法完成数据的处理任务；FPGA芯片可以实现大量数据的高速处理任务，但FPGA开发难度高，算法移植复杂，很难将上位机程序移植到FPGA中实现界面显示等功能。 

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种车辆行人检测跟踪预警装置及其预警方法，其目的在于在红外夜视的基础上，开发一种带有目标检测、跟踪、测距和碰撞预警提示功能的车载红外夜视仪，将能够提高驾驶的安全性，有效避免大部分的交通事故，从而降低生命财产损失，本发明应用于安装有被动式单目红外摄像机的车辆中，对本车辆外的其他车辆与行人进行检测并跟踪测距，计算与其他车辆或行人的距离，并发出预警，因而，具有对红外图像进行一定的算法处理，可以检测出危险目标，并及时地发出报警提示，则可以大大减轻驾驶者的负担。 

本发明是这样实现的，一种车辆行人检测跟踪预警装置，其应用于安装有被动式单目红外摄像机的车辆中，对本车辆外的其他车辆与行人进行检测并跟踪测距，计算与其他车辆或行人的距离，并发出预警，该车辆行人检测跟踪预警装置包括： 

图像预处理模块，其用于对从该红外摄像机获取的红外视频进行预处理：通过滤波方法滤除噪声，再运用自适应直方图均衡化的方法增强图像对比度；