CN101337536A - 一种汽车装置以及一种确定车距的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车装置以及一种确定车距的方法，用以提高车距的可测范围，从而提高车距的测量效果，使得汽车行驶的安全性也随之提高。本发明提供的一种汽车装置，包括：图像采集单元，用于采集图像；车牌检测单元，用于对所述图像进行检测，确定所述图像中车牌图像的尺寸；车距检测单元，用于根据所述车牌图像的尺寸，以及车牌的实际尺寸，确定所述装置所在的汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离。本发明用于确定车距，实现较远车距的自动确定，使得汽车行驶的安全性更高，方便驾驶员的驾驶操作。

Description

一种汽车装置以及一种确定车距的方法

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种汽车装置以及一种确定车距的方法。

背景技术

在驾驶员驾驶汽车的过程中，有时需要测量驾驶员所驾驶的汽车与其他汽车之间的车距，以达到安全驾驶的目的。

在现有技术中，经常采用车载雷达测量车距或者测量汽车与附近物体之间的距离。雷达中的发射装置主动发射红外线或超声波等，红外线或超声波遇到物体后会反射回相应的红外线或超声波，雷达中的接收装置接收物体反射回来的红外线或超声波，从而通过计算发射出红外线或超声波和接收到红外线或超声波的时间间隔或者相位差便可确定物体之间的距离。

例如，倒车时使用的倒车雷达，采用的就是红外线或超声波反射的工作原理，从而避免倒车不慎撞到车尾附近的物体，由于倒车时车速不是很快，汽车距离后方物体的距离比较短，所以将雷达应用在倒车情况下可以得到较好的测距效果。

但是，采用雷达测量在公路上行驶的汽车之间的距离时，将会收到很大限制，因为在公路上行驶的汽车的车速比较快，汽车之间的距离也比较远，雷达发射出的红外线或超声波往往无法到达对方汽车，因此无法形成反射，也就无法实现测量车距的目的。并且，采用雷达测量车距时，往往还会受到其他物体的影响，也就是说，雷达无法识别汽车，它会对所有发射出的红外线或超声波能够到达的物体都进行距离检测，因此利用雷达测量车距有时会造成误测。

综上所述，采用现有技术测量车距时，只能测得较短范围内的车距，测量效果较差。

发明内容

本发明实施例提供了一种汽车装置以及一种确定车距的方法，用以提高车距的可测范围，从而提高车距的测量效果，使得汽车行驶的安全性也随之提高。

本发明实施例提供的一种汽车装置包括：

图像采集单元，用于采集图像；

车牌检测单元，用于对所述图像进行检测，确定所述图像中车牌图像的尺寸；

车距检测单元，用于根据所述车牌图像的尺寸，以及车牌的实际尺寸，确定所述装置所在的汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离。

本发明实施例提供的一种确定车距的方法包括：

通过设置在当前汽车上的摄像头采集图像，并对所述图像进行检测，确定所述图像中车牌图像的尺寸；

根据所述车牌图像的尺寸，以及车牌的实际尺寸，确定所述当前汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离。

本发明实施例，通过设置在当前汽车上的摄像头采集图像，并对所述图像进行检测，确定所述图像中车牌图像的尺寸；根据所述车牌图像的尺寸，以及车牌的实际尺寸，确定所述当前汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离，从而提高了车距的可测范围，即可以确定更大范围内的汽车之间的距离，使得汽车行驶的安全性更高，并且方便驾驶员的驾驶操作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的摄像头成像原理示意图；

图2为本发明实施例提供的一种汽车装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种确定车距的方法流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种汽车装置以及一种确定车距的方法，用以提高车距的可测范围，从而提高车距的测量效果，使得汽车行驶的安全性也随之提高。

本发明实施例通过设置在汽车上的摄像头采集图像，并确定车牌图像的尺寸，根据车牌图像的尺寸以及车牌的实际尺寸，利用成像原理，确定汽车之间的倦。

下面首先介绍一下本发明实施例是如何利用成像原理确定车距的。

参见图1，以摄像头成像为例，摄像头正常使用时，物距大于二倍焦距2f时，成倒立实像，根据凸透镜成像原理，当物距处于2f之外时，分别用H表示物的大小，h表示像的大小，A表示物距，a表示像距，则根据光线的几何关系有：

$\frac{H}{h}=\frac{A}{a}$ 公式(1)

所以有 $h=\frac{H*a}{A},$ 即像的大小h和物距A成反比，则当焦距f不变，像距a近似于f，物的大小H近似不变时，因此可以通过像的大小来判断物距大小，而数码相机，数码摄像机等其他图像采集设备的成像原理和摄像头相似，也存在相同的结论。

对于某个固定的图像采集设备(包括摄像头、数码相机和摄像机等)，根据成像原理，当其镜头和焦距固定时，所成图像的大小就取决于物距和物体的大小，而当感光器件面积固定时，图像的大小就体现为该图像所占的像素面积，也就是该图像所在区域内的像素数目；像上两点的距离体现为该图像上两点之间的像素距离，也就是两点之间的像素数目。

图像采集设备所采集到的图像，是物像在像平面的投影。而现有图像采集设备一般为数字化图像采集设备，采集到的图像用二维矩阵来表示离散化的物像。对于一个分辨率为M*N的感光器件，相当于将物像离散化为M*N的矩阵。在对感光器件获得的模拟图像(即真实像)进行数字化从而得到数字图像的过程中，假设感光器件的面积为B*C，分辨率为W*D，则有B/W＝C/D，单位尺寸上的像素数为B/W或C/D。这样，在感光器件面积固定的情况下，可以不采用模拟图像的物理大小，而是采用模拟图像投影离散化后得到的数字图像上的像素面积或者像素距离来衡量模拟图像的大小，从而可以根据模拟图像的大小测定物距。

较佳地，本发明实施例所采用的是数字化图像采集设备，用二维矩阵来表示一副图像。对于图像上的每一个点，都有一个数字化的坐标(x，y)对应。例如，对于一个640×480分辨率的图像，该图像上任一点的坐标位置(x，y)满足：

{(x，y)|x＞＝0&&x＜640，y＞＝0&&y＜480}

本发明实施例中所成数字图像上两点之间的像素距离为数字图像上的两点坐标之间的距离，像素面积可以通过相应的像素距离计算得到。

模拟图像对应的单位尺寸的数字图像的像素个数为B/W或C/D，如果数字图像上两点之间的像素距离为m，则所成的模拟图像上两点距离为：

h＝m*B/W    公式(2)

可见模拟图像上的两点间距离与这两点在数字图像上的像素距离成正比。根据公式(1)和公式(2)，可得：

$A=\frac{H*a*W}{m*B}$ 公式(3)

同理可得：

$A=\frac{H*a*N}{m*C}$ 公式(4)

当物的大小H不变，焦距f固定不变(即像距a也近似固定不变)，感光器件的面积不变，即B(或C)固定不变时，物距A与

(或

)成反比。

进一步，对于同一个图像采集设备，可以通过软件设置改变其输出图像的分辨率，即M和N的大小会随软件设定发生变化。因此，较佳地，本发明实施例定义归一化像素距离m′为像素距离m与M的比(或者m与N的比)。则：

$A=\frac{H*a}{m^{\′}*B}$ 公式(5)

同理可得：

$A=\frac{H*a}{m^{\′}*C}$ 公式(6)

因此，固定图像采集设备焦距f不变，a就不变，本发明实施例中的图像采集的目标物体为车牌，认为车牌实际尺寸相同，即车牌的实际大小就是上述物的大小H，车牌与感光器件的之间距离近似等于该车牌所属汽车与感光器件所属图像采集设备所设置在的汽车之间的距离，也就是上述物距A。A与m′成反比，即摄像头所设置在的汽车与其他汽车之间的距离越近，则m′越大，摄像头所设置在的汽车与其他汽车之间的距离越远，则m′越小，利用车牌图像大小就可以计算得到摄像头所设置在的汽车与其他汽车之间的距离。

本发明实施例中可以将图像采集设备安置在车头和/或车尾，从而可以估算出该汽车与该汽车的前方和/或后方的汽车之间的地面距离。

基于上述原理，下面介绍一下本发明实施例提供的自动测量车距的汽车装置是如何实现的。

参见图2，本发明实施例提供的一种汽车装置包括：

图像采集单元21，用于采集图像。

较佳地，该图像采集单元21位于汽车的车头和/或车尾，这样可以采集汽车前方和/或后方的图像，当然，设置在汽车的两侧也是可以的，只要可以采集到包含车牌在内的图像即可。

车牌检测单元22，用于于对所述图像采集单元21采集到的图像进行检测，确定该图像中车牌图像的尺寸，例如该车牌图像的长、宽或面积。

具体地，对图像采集单元21采集到的图像进行检测，确定该图像中车牌图像的尺寸的方法有很多种，大部分的方法基本上都是利用车牌的边缘、灰度变化以及颜色等特征进行检测。例如：采用基于边缘检测的方法，首先利用边缘检测算子，如坎尼算子(Canon)算子、索贝尔算子(Sobel)算子等，计算车牌的边缘图，然后在该边缘图中利用哈夫变换(Hough)变换搜索两条垂直投影重叠的水平直线，最后在得到的水平直线附近搜索垂直直线，从而对采集图像中的车牌区域进行定位。除此之外，还可以利用车牌的颜色特征，对车牌的彩色图像进行色彩分割，再在车牌底色(如蓝色、白色或黑色)的单色图上采用投影的方法定位车牌区域。定位了车牌所在区域后，便可以很容易地利用该区域内的像素数目确定该区域的尺寸。

车距检测单元23，用于根据所述车牌检测单元22检测出的车牌图像的尺寸，以及车距检测单元23存储的车牌的实际尺寸，确定所述汽车装置所在的汽车与该车牌图像所属汽车之间的实际地面距离。

较佳地，所述车牌检测单元22包括：

检测单元，用于从图像中检测出车牌图像。

尺寸确定单元，用于根据车牌图像的像素个数，确定该车牌图像的尺寸。

所述车牌检测单元22从图像中检测出的车牌可以是一个也可以是多个，即可以对图像采集单元21采集到的图像中某个固定的车牌进行检测，也可以将该图像所包含的所有车牌都检测出来，从而车距检测单元23可以确定一个或多个车牌图像所属汽车与摄像头所在汽车之间的距离。

较佳地，该装置进一步还包括：

判断单元24，用于判断所述汽车装置所在的汽车与车牌图像所属汽车之间的距离是否小于或等于预先设定的安全车距的阈值。

车牌号检测单元25，用于当所述汽车装置所在的汽车与车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的安全车距的阈值时，检测出该车牌图像中的车牌号，并触发告警单元26。

车牌检测单元22从图像中定位了车牌区域后，可以进一步通过车牌号检测单元25检测出该车牌区域所包含的车牌图像中的车牌号，例如，对已经检测到的车牌区域进行二值化处理，得到车牌的二值图，在车牌的二值图上沿垂直方向投影，利用车牌字符等宽，以及车牌字符的排列规则等特点进行车牌字符的切分；然后进行车牌字符的识别，由于车牌上可能出现的汉字和字符的数目是有限的，因此利用光学字符识别(OCR，Optical Character Recognition)技术在小字符库上对每个字符进行识别，得到的结果就是车牌号。

告警单元26根据所述车牌号检测单元25的触发，以语音提示的方式发出告警信号，语音提示的内容包括所述车牌号检测单元25检测出的车牌号。

当然，所述告警单元26也可以直接根据判断单元24的触发，当所述汽车装置所在的汽车与车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的安全车距的阈值时，立即发出告警信号，该告警信号可以是语音形式的，也可以为其他形式的告警信号等。

较佳地，该装置进一步还包括：

车速控制单元27，用于当所述汽车装置所在的汽车与车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的安全车距的阈值时，根据所述车牌号检测单元25检测出的车牌图像中的车牌号，对该车牌图像所属汽车进行跟踪定位，并根据定位结果降低所述汽车装置所在的汽车的车速，直到所述装置所在的汽车与该车牌图像所属汽车之间的距离大于预先设定的安全车距的阈值。

该车速控制单元27的作用就是实现自动控制车速，保证驾驶员驾驶的汽车与其他汽车之间的距离在安全范围内，提高汽车的驾驶安全，由此可见，通过本发明实施例提供的技术方案可以实现自动驾驶。当然，驾驶员也可以选择不应用该功能，而是根据告警单元26的提醒，人为地改变车速。

下面介绍一下本发明实施例提供的方法。

参见图3，本发明实施例提供的一种确定车距的方法包括：

S301、通过设置在汽车上的摄像头采集图像，并确定该图像中车牌图像的尺寸。

S302、根据车牌图像的尺寸以及车牌的实际尺寸，确定摄像头所在汽车与该车牌图像所属汽车之间的距离。

较佳地，该方法进一步还包括：

当摄像头所在汽车与车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的安全车距的阈值时，发出告警信号。

较佳地，当摄像头所在汽车与车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的安全车距的阈值时，该方法进一步包括：检测出该车牌图像中的车牌号。

较佳地，告警信号是以语音提示方式发出的，该语音提示的内容包括车牌号。

较佳地，当摄像头所在汽车与车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的安全车距的阈值时，该方法进一步包括：

根据车牌图像中的车牌号，对该车牌图像所属汽车进行跟踪定位；

根据定位结果自动降低摄像头所在汽车的车速，直到摄像头所在汽车与车牌图像所属汽车之间的距离大于预先设定的安全车距的阈值。

综上所述，本发明实施例通过设置在汽车上的摄像头采集图像，并确定图像中车牌图像的尺寸，根据车牌图像的尺寸，以及车牌的实际尺寸，利用摄像头的成像原理，确定摄像头所在汽车与车牌图像所属汽车之间的距离，从而实现了自动确定车距的技术方案，并且可以确定较大范围内的车距，使得汽车行驶的安全性更高，方便驾驶员的驾驶操作。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1、一种汽车装置，其特征在于，包括：

图像采集单元，用于采集图像；

车牌检测单元，用于对所述图像进行检测，确定所述图像中车牌图像的尺寸；

车距检测单元，用于根据所述车牌图像的尺寸，以及车牌的实际尺寸，确定所述装置所在的汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

判断单元，用于判断所述装置所在的汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离是否小于或等于预先设定的阈值；

告警单元，用于当所述装置所在的汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的阈值时，发出告警信号。

3、根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

车牌号检测单元，用于当所述装置所在的汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的阈值时，检测出所述车牌图像中的车牌号，并触发所述告警单元；

所述告警单元根据所述车牌号检测单元的触发，以语音提示的方式发出告警信号，所述语音提示的内容包括所述车牌号。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

车速控制单元，用于当所述装置所在的汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的阈值时，根据所述车牌号检测单元检测出的所述车牌图像中的车牌号，对所述车牌图像所属汽车进行跟踪定位，并根据定位结果降低所述装置所在的汽车车速，直到所述装置所在的汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离大于所述阈值。

5、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车牌检测单元包括：

检测单元，用于从所述图像中检测出车牌图像；

尺寸确定单元，用于根据所述车牌图像的像素个数，确定所述车牌图像的尺寸。

6、根据权利要求1至5任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述图像采集单元位于汽车的车头和/或车尾。

7、一种确定车距的方法，其特征在于，该方法包括：

通过设置在当前汽车上的摄像头采集图像，并对所述图像进行检测，确定所述图像中车牌图像的尺寸；

根据所述车牌图像的尺寸，以及车牌的实际尺寸，确定所述当前汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当所述当前汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的阈值时，发出告警信号。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述当前汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的阈值时，该方法进一步包括：

检测出所述车牌图像中的车牌号。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述告警信号是以语音提示方式发出的，所述语音提示的内容包括所述车牌号。

11、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述当前汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离小于或等于预先设定的阈值时，该方法进一步包括：

根据所述车牌图像中的车牌号，对所述车牌图像所属汽车进行跟踪定位；

根据所述定位结果降低所述当前汽车的车速，直到所述当前汽车与所述车牌图像所属汽车之间的距离大于所述阈值。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，按照预先设定的速率降低所述当前汽车的车速。

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