CN104890574A - 一种基于机器视觉的轿车a柱盲区消除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置，驾驶员通过观察A柱内侧显示屏就能看到A柱盲区真实路况图像，此外，路况图像能随着驾驶员的观测视角变化而变化，达到电子透明和影随眼动的效果。它包括盲区摄像头、视角控制器、驾驶室摄像头、图像处理单元、显示屏；盲区摄像头设置有视角控制器，视角控制器与盲区摄像头一同安装在左右A柱外侧，圆弧形显示器安装在A柱内侧，驾驶室摄像头安装在A柱内侧，盲区摄像头通过图像处理单元连接到显示器，驾驶室摄像头通过图像处理单元发送视角信号给视角控制器。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车辅助技术，尤其涉及一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置。
背景技术
A柱是汽车前挡风玻璃与前车门之间的柱子，需要满足苛刻的NCAP防撞实验，造成很多汽车A柱相对粗大，以至于严重影响视线。随着汽车工业的快速发展，以及汽车发展的智能化，汽车驾驶的安全性和舒适性越来越受到人们的重视。一般情况下，驾驶者通过前柱处的视线，双目重叠角总计为5°-6°。由于汽车A柱盲区的存在，在驾驶者驾驶车辆进入弯道以及在交叉路口时驾驶员为了避免事故的发生通常需要左顾右盼，注意观察行人及车辆东西，特别是左前方路况，影响其驾驶的舒适性与安全性。据了解，现有的关于汽车A柱盲区安全隐患的解决方法也都不能完全达到人们的要求，A柱盲区安全隐患常常会造成车祸。很多人花了很多的精力来解决这个问题，都没有取得满意的效果。比如在A柱上开孔安装透视窗，其明显缺陷是A柱的强度不够，行车安全性不能够保证。还有采用摄像头加显示器直接进行A柱外图像显示的专利技术，其缺陷是显示的图像范围过大，不能自动调整影像视角。
发明内容
本发明主要是提供一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置，它能实时捕获驾驶员观察A柱盲区的视角，显示器能及时反馈该视角对应的视野影像，达到影随眼动和电子透明的效果，从而完全地消除A柱盲区，提高汽车驾驶的安全性与舒适性。
本发明针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置，包括盲区摄像头、视角控制器、驾驶室摄像头、图像处理单元、显示屏。盲区摄像头设置有视角控制器，以控制摄像头的摄像视角，视角控制器和盲区摄像头一同安装在左右A柱外侧，视角控制器配合盲区摄像头，可以提供不同观察视角下A柱盲区的影像。显示器是与A柱相适配的圆弧形显示器，盲区摄像头通过图像处理单元将图像显示到圆弧显示器上。驾驶室摄像头安装在A柱内侧，圆弧形显示器的上方，驾驶员观察圆弧形显示器来得到A柱盲区的实时影像，驾驶室摄像头实时监测驾驶员的脸部特征，通过图像处理单元得到驾驶员的观察视角。图像处理单元将获得的驾驶员观察视角处理后输出数字信号，发送给视角控制器，用于调整盲区摄像头的摄像视角。
该方案，对安装在A柱外侧的盲区摄像头进行视角控制，以使所拍摄的影像刚好是驾驶员视线受A柱遮挡的区域，驾驶员能够直视的区域不被拍摄，避免了大视角摄取影像时出现的直视区域与摄取影像大范围重叠，致使驾驶员对障碍物定位判断产生困难的问题。采用圆弧形显示器，安装在A柱内侧，安装方便，观看直观，外界影像真实。
所述盲区摄像头为红外CCD摄像头，所述驾驶室摄像头为红外CCD摄像头。盲区摄像头采用红外CCD摄像头，即便在夜晚、雨雪雾霾的天气条件下，都能获得A柱盲区的清晰影像。驾驶室摄像头采用红外CCD摄像头，能提高图像处理的效率和准确率。
所述视角控制器包括驱动机构、控制***，安装在盲区摄像头的尾部，有两个自由度，能够实现上下、左右运动。所述控制***，接收来自图像处理单元发送的信号，控制驱动机构做出相应的视角调整。所述视角控制器配合盲区摄像头一起应用，能够模拟人眼的上下、左右运动。所述视角控制器响应速度快、运动精度高、抗干扰能力强。
所述图像处理单元，作为整个装置的控制核心，主要功能为驾驶员观察视角识别，传送运动信号给视角控制器，盲区摄像头拍摄影像的处理及显示。基于Sobel算子边缘检测对车内视频图像作边缘轮廓检测提取，对驾驶员人脸的快速识别与跟踪，准确定位驾驶员视角的变化。获得驾驶员观测视角后，换算成盲区摄像头摄像视角在上下、左右方向的两个调整量，将这两个调整量传送给视角控制器。盲区摄像头摄像视角调整到位后，将采集的图像传回给图像处理单元，图像处理单元按照相应的软件算法对图像进行处理，处理完成后，处理完成后，处理结果被送到视频显示部分，经过圆弧显示器将处理结果进行实时显示。
本发明带来的有益效果是，能实时捕获驾驶员观察A柱盲区的视角，显示器能及时反馈该视角对应的视野影像，达到影随眼动和电子透明的效果，从而完全地消除A柱盲区，提高了驾驶汽车的舒适性、安全性。
附图说明
图1为本发明的一种结构框图；
图2为本发明Sobel算子流程图；
图3为本发明信息处理流程图。
图中：1是左视角控制器，2是左盲区摄像头，3是左驾驶室摄像头，4是图像处理单元，5是左圆弧显示器，6是右视角控制器，7是右盲区摄像头，8是右驾驶室摄像头，9是右圆弧显示器。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例：如图1所示，本发明是一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置，包括左视角控制器1，左盲区摄像头2，左驾驶室摄像头3，图像处理单元4，左圆弧显示器5，右视角控制器6，右盲区摄像头7，右驾驶室摄像头8，右圆弧显示器9。左盲区摄像头2设置有左视角控制器1，以控制摄像头的摄像视角，左视角控制器1和左盲区摄像头2一同安装在左侧A柱外侧；右盲区摄像头7设置有右视角控制器6，以控制摄像头的摄像视角，视角控制器6和盲区摄像头7一同安装在右侧A柱外侧；视角控制器配合盲区摄像头，可以提供不同观察视角下A柱盲区的影像。左右圆弧显示器5、9是与A柱相适配的圆弧形显示器，分别安装在左右A柱内侧，左右盲区摄像头2、7通过图像处理单元4将图像显示到左右圆弧显示器5、9上。左右驾驶室摄像头3、8分别安装在左右A柱内侧，在左右圆弧形显示器5、9的上方，驾驶员观察左右圆弧形显示器5、9来得到A柱盲区的实时影像，左右驾驶室摄像头3、8实时监测驾驶员的脸部特征，通过图像处理单元4得到驾驶员的观察视角。图像处理单元将4获得的驾驶员观察视角处理后输出数字信号，发送给左右视角控制器1、6，用于调整左右盲区摄像头2、7的摄像视角，达到“影随眼动”的效果。
如图2所示为本发明图像处理单元所使用的Sobel算子流程图。Sobel算子是图像处理中的算子之一，主要用作边缘检测，能大幅度减少数据量，并且剔除了可以认为不相关的信息，保留了图像重要的结构属性。基于Sobel算子边缘检测对车内视频图像作边缘轮廓检测提取，对驾驶员人脸的快速识别与跟踪，准确定位驾驶员视角的变化。
如图3所示为本发明的信息处理流程，包括：
步骤一：驾驶员观察显示器的影像由驾驶室摄像头采集，盲区影像由盲区摄像头采集；
步骤二：两路影像通过A/D转换传送给FIFO；
步骤三：FIFO将两路影像处理后分两路数据流向下游传送；
步骤四：驾驶室视频数据流传送给图像处理单元，进行Sobel算子边缘检测；盲区视频数据流传传送给图像处理里单元，生成A柱盲区图像；
步骤五：Sobel算子边缘检测算法，对驾驶员人脸进行跟踪和定位，可以准确得到驾驶员视角变化值；图像处理单元生成的A柱盲区图像经由FIFO传送至圆弧显示器显示；
步骤六：图像处理单元由驾驶员视角变化值，可以计算出视角控制器的移动信号，将其传送给视角控制器；
步骤七：视角控制器获得视角移动信号后，改变盲区摄像头的摄像视角，几乎同时，圆弧显示器里的A柱盲区图像也会随之改变。
所以本发明具有能够立体、视角得到控制地显示A柱盲区的道路状况，消除A柱盲区。驾驶员采用不同的视角观察显示器，显示器就能显示该视角下A柱盲区的真实影像，对盲区障碍物定位方便，观看直观，显示实时性强，做到了“电子透明”和“影随眼动”的效果，提高了驾驶汽车的舒适性、安全性等特征。
Claims (5)
1.一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置，包括盲区摄像头、视角控制器、驾驶室摄像头、图像处理单元、显示屏，其特征在于：所述盲区摄像头设置有视角控制器，以控制摄像头的摄像视角，视角控制器和盲区摄像头一同安装在左右A柱外侧，所述显示器是与A柱相适配的圆弧形显示器，所述圆弧形显示器安装在A柱内侧，盲区摄像头通过图像处理单元连接到显示器，所述驾驶室摄像头用于监测驾驶员在观测圆弧形显示器的视角并根绝该视角调整盲区摄像头的摄像视角。
2.根据权利要求1所述一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置，其特征在于：所述盲区摄像头为红外CCD摄像头，所述驾驶室摄像头为红外CCD摄像头。
3.根据权利要求1所述一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置，其特征在于：所述视角控制器包括驱动机构、控制***，安装在盲区摄像头的尾部，有两个自由度，能够实现上下、左右运动；所述控制***，接收来自图像处理单元发送的驾驶员观测视角信号，控制驱动机构做出相应的视角调整。
4.根据权利要求1所述一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置，其特征在于：所述图像处理单元，基于Sobel算子边缘检测对车内视频图像作边缘轮廓检测提取，对驾驶员人脸的快速识别与跟踪，准确定位驾驶员视角的变化。
5.根据权利要求1所述一种基于机器视觉的轿车A柱盲区消除装置，其特征在于：所述显示屏的显示图像随着驾驶员观察A柱盲区的视角变化而变化，在电子透明的基础上，做到影随眼动，从而使得驾驶员能透过显示屏舒适地观察A柱盲区路况信号。
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