科创中国
基于双目立体视觉的车辆后方防撞安全预警装置
成果类型：: 新技术
发布时间: 2022-11-07 16:19:29
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：“科创中国”智能技术体系化应用专业科技服务团| 毕光元 | 2022-11-09 14:08:11
该项目通过双目立体视觉技术实现车辆防追尾和并道防撞预警，该预警装置通过车速传感器测得本车的车速，同时通过双目立体摄像机采集本车后方车辆(包括本车道车辆和相邻车道跟驰车辆)的状态信息和车道线信息，经过进一步处理获得后方车辆相对本车的距离、速度和位置，并结合车辆运动学模型的安全距离模型实时对车辆后方安全状况进行监控，分别以防追尾和并道预警信号灯，警示后车驾驶者保持安全车距和本车驾驶者注意并道安全。
该装置由5部分组成；车速传感器选用磁电式车速传感器，图像采集模块包括有镜头R、镜头L、COMS图像传感器R、COMS图像传感器L和支架；图像采集模块安装在车厢内的车顶后方；预警模块包括预警信号灯驱动模块、防追尾预警信号灯和并道预警信号灯；控制器模块包括有实时数字信号处理器、数据存储器、程序存储器、电源和外围通信电路；车速传感器将检测出的信号Vf和T传递给控制器模块；图像采集模块将采集的信号图像IR和IL传递给控制器模块；控制器模块处理所述信号Vf、T、IR和IL后产生预警灯控制信号I，并通过防追尾预警信号灯和并道预警信号灯分别向后车驾驶员和本车驾驶员发布防撞预警信息。
该装置优点：
1. 本装置采用双目立体视觉技术能通过视觉处理有效识别车辆和道路，可以有效解决毫米波、激光和声波雷达等主动型传感器的固有探测局限——无法区别车辆与其他障碍物(路障、道路栏杆、绿化带等)——显著降低误报警率；
2. 本装置采用双目立体视觉测距可以有效解决单目视觉测距精度不足；
3. 本装置可同时对车辆后方多个目标车辆进行实时监测，提高车辆后方跟驰安全；
4. 本装置为本车驾驶员提供(包括并道危险信号、安全并道时机提示等)，能有效减少并道危险和驾驶员驾驶强度；
5. 本装置的安全并道预警模块通过双目立体视觉实时获得后方车辆的相对位置、车速并结合本车运动模型，比传统并道预警系统仅判断将并入车道某预设范围是否有车作为唯一报警依据更为智能化，能有效提高交通通行效率，降低误报警率；
6. 本装置的防追尾模块能够根据本车与后车之间的车距变化情况，智能计算和预报出不同行驶工况下的最佳安全车距，能有效提高交通通行效率，降低误报警率；
7. 本装置采用的双目立体视觉技术识别车道线，在车辆行驶在弯道、车道宽度变化路段或车辆不居中行驶等情况下，也能有效进行并道安全和防追尾预警。
本发明涉及一种车辆行驶安全预警系统，更特别地说，是指一种基于双目立体视觉的车辆后方防撞安全预警装置。
背景技术：
提高交通安全和效率一直是汽车行业关注的热点问题。防止车辆追尾和并道碰撞事故一直是车辆后方防撞安全预警装置的重点工作任务。目前该类装置普遍采用雷达、激光或红外线探测作为车辆后方防撞的传感器，通过检测车辆的相对速度、加速度、距离对追尾和并道的危险性进行预警。然而采用该类主动型传感器的车辆后方防撞安全预警装置无法区别车辆与其他障碍物(路障、道路栏杆、绿化带等)，故而误报警率高；该类装置当车辆行驶在弯道、车道宽度变化路段或车辆不居中行驶等情况下，往往不能有效进行并道安全和防追尾预警；该类装置一般不能同时对车辆后方多个目标车辆进行实时监测，故而防撞预警能力有限；该类装置在并道安全预警时，一般仅将并入车道某预设范围是否有车作为报警的唯一依据， 并未考虑车辆间相对车速、加速度和位置关系，因此是以牺牲交通通行效率来获得并道安全预警，且不能有效减少驾驶员的驾驶强度；该类装置在防追尾预警时，仅根据车辆间相对距离、加速度或速度等门限值来判断报警，没有针对不同行驶工况计算最佳安全车距，因而交通通行效率低，误报警率高，显然有待改进。
北航工研院相关研发团队
发明目的本发明的目的是通过双目立体视觉技术实现车辆防追尾和并道防撞预警，该预警装置通过车速传感器测得本车的车速，同时通过双目立体摄像机采集本车后方车辆(包括本车道车辆和相邻车道跟驰车辆)的状态信息和车道线信息，经过进一步处理获得后方车辆相对本车的距离、速度和位置，并结合车辆运动学模型的安全距离模型实时对车辆后方安全状况进行监控，分别以防追尾和并道预警信号灯，警示后车驾驶者保持安全车距和本车驾驶者注意并道安全。技术方案本发明涉及一种基于双目机器视觉的车辆后方防撞安全预警装置，该装置由车速传感器(5)、转向信号开关G)、图像采集模块O)、预警模块(1)和控制器模块C3)组成。所述车速传感器( 选用磁电式车速传感器，安装在车轮的车轮驱动轴上，与控制器模块C3)连接，将检测出的车速信号Vf传递给控制器模块(3)；所述转向信号开关(4)选用普通汽车用转向灯开关，安装在方向盘底座上，与控制器模块C3)连接，将检测出的汽车转向信号T传递给控制器模块(3)；所述图像采集模块(2)包括有镜头R(10)、镜头L(12)、C0MS图像传感器R(9)、 COMS图像传感器L(Il)和支架(26)；镜头R(IO)和COMS图像传感器R(9)连接，然后固定在支架06)的右端；镜头L(12)和COMS图像传感器L(Il)连接，然后固定在支架06)的左端；图像采集模块( 通过支架06)安装在车厢内的车顶后方；该镜头R(IO)将检测到的图像信号R’传递给COMS图像传感器R(9)；该COMS图像传感器R(9)安装在镜头R(IO)的后部，与控制器模块C3)连接，将转化后的图像信号顶传递给控制器模块⑶，并受到控制器模块(3)的总线1 控制曝光时间、增益等；该镜头 L(12)将检测到的图像信号L’传递给COMS图像传感器L(Il)；该COMS图像传感器L(Il) 安装在镜头L(U)的后部，与控制器模块C3)连接，将转化后的图像信号顶传递给控制器模块(3)，并受到控制器模块(3)的总线1 控制曝光时间、增益等；其中，该镜头R(IO)和镜头L (12)均选用WOKA公司的LM4NCL型号镜头；
本成果可支持技术转让，技术合作，技术咨询等方式合作。
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