CN105015411B - 一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法,雷达传感器检测前方目标,摄像头采集前方视频图像,将检测到的目标数据和采集到的视频数据发送到视频融合显示终端;视频融合显示终端接收目标数据,对目标进行碰撞报警判别,根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警,视频融合后最终通过不同标记将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上,同时将目标通过不同标记实时显示在显示屏上显示的模拟车道中。本发明还公开了一种实施上述方法的***。本发明将视频与雷达数据融合,使用户了解前方道路状况;能根据“危险目标碰撞判别准则”提供声音告警,提示驾驶员前方存在危险,降低误判率;能够应对不平整的汽车中控平台,便于安装。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法及***。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高,汽车给人们生活带来了诸多便利的同时,也使得交通事故不断增加,车祸给人们带来了阴影。为了提高汽车的安全性,减轻车祸带来的危害,汽车上一般会安装防撞预警***,然而对现有的各种汽车防撞预警***的特点、性能进行分析,存在以下缺陷:1、只是出于单雷达模块的简单应用,并没有做到视频与雷达的融合,没有用直观的显示界面提示驾驶员;2、有报警功能的防撞雷达,没有采用“危险目标判别准则”,目标虚警率高;3、国内防撞***没有做记录,不能够进行道路取证;4、目前国内没有将雷达数据与视频融合,将目标标记在视频融合显示终端上,不能够给驾驶员直观的观看。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法及***,实现将雷达检测到的前方道路状况直观在显示屏上显示给驾驶员;降低“危险目标”误判率;前方车辆突然减速时第一时间发出告警;将视频和雷达数据进行记录,为交通事故提供有力证据。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法,包括以下步骤:
步骤一:雷达传感器检测前方目标,并将检测到的目标数据发送到视频融合显示终端;摄像头采集前方视频图像,并将采集到的视频数据发送到视频融合显示终端,并在显示屏上显示;
步骤二:视频融合显示终端接收目标数据,对目标进行碰撞报警判别,根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警,视频融合后最终通过不同标记将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上,同时将目标通过不同标记实时显示在显示屏上显示的模拟车道中;视频融合显示终端还实时记录雷达数据和视频数据。
步骤二中,依据目标是否远离、目标是否在同一车道以及与目标的碰撞时间进行碰撞报警判别。
根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警的方法包括:a、若目标远离时,则该目标为非危险目标,用绿色方框在显示屏上对目标进行标记;若目标靠近时,则该目标为危险目标,用红色标记,同时显示相对速度;b、若目标在同一车道时,根据碰撞时间产生不同危险级别的声音告警;c、显示屏上显示的视频图像中不断显示前方的道路状况,并用红色方框和/或绿色方框,在显示屏上标记出车辆运动轨迹。
步骤b中根据碰撞时间产生不同级别的声音告警的方法为:计算在目标靠近时的碰撞时间:TCT=D/V,其中,TCT为碰撞时间,D为目标距离,V为目标的瞬时速度;通过TCT来判断告警门限:当TCT>10s时,报警器不告警;当8s<TCT<10s时,报警器产生第5个级别的告警频率100Hz;当5s<TCT<8s时,报警器产生第4个级别的告警频率400Hz;当3s<TCT<5s时,报警器产生第3个级别的告警频率800Hz;当2s<TCT<3s时,报警器产生第2个级别的告警频率1400Hz;当0s<TCT<2s时,报警器产生第1个级别的告警频率2000Hz。
所述标记的方法包括:(1)显示屏划分为模拟车道显示区和视频融合显示区,模拟车道显示区用于将雷达目标通过不同标记显示在模拟车道中,视频融合显示区用于将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上;(2)将模拟车道显示区内的像素点坐标量化为距离坐标,将目标以固定大小的方框绘制在模拟车道显示区;(3)计算目标在视频融合显示区中的中心像素坐标,根据目标的中心像素坐标计算目标中心像素坐标点所在方框的左上角和右下角坐标,并在视频融合显示区中绘制目标方框。
步骤(2)中将模拟车道显示区内的像素点坐标量化为距离坐标的方法为:根据雷达方程理论可知,雷达测量的目标参数可以解算为:DX为横向距离,DY为纵向距离,VX为横向速度,VY为纵向速度,对应的显示屏坐标为:PX为像素的X坐标,PY为像素的Y坐标;模拟车道显示区的像素为270*450,模拟车道横向实际宽度为D=30米,对应的像素个数为DP=270,所以实际坐标转换为像素坐标公式,即模拟车道中像素坐标计算公式为:
PY=A×log10(K×DY+B) (2)
式(2)中,A、K、B为常数,通过如下三组实验数据:
将(3)式中的实验数据代入(2)式,分别求得:
所以(2)式等价为:
PY=471×log10(0.04×DY+1) (5)
步骤(3)中计算目标在视频融合显示区中的中心像素坐标(SX,SY)的公式为:
(6)、(7)式中,f为物理坐标与实际坐标转换像素坐标参数,Δx为摄像头与雷达中心点的横向差,Δy为摄像头与雷达中心点的纵向差,zs为摄像头与雷达的高度差;以上参数值由实际测量可得:f为480,Δx为0.05,Δy为0,zs为-1,代入(6)、(7)式得:
步骤(3)中根据目标的中心像素坐标计算目标中心像素坐标点所在方框的左上角(PX1,PY1)和右下角坐标(PX2,PY2)的公式为:
PY2=PY0+Sy (13)
(10)-(13)式中,Dr为方框的长度像素值,Lr为方框的宽度像素值,PX0、PY0分别为视频融合显示区的中心点像素值,x表示目标的纵向距离,y表示目标的横向距离。
一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警***,包括雷达模块、视频采集模块和视频融合显示终端,其中:
雷达模块,用于检测前方目标,并将检测到的目标数据发送到视频融合显示终端;
视频采集模块,用于采集前方视频图像,并将采集到的视频数据发送到视频融合显示终端;
视频融合显示终端,用于实时接收目标数据,对目标进行碰撞报警判别,根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警,视频融合后最终通过不同标记将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上,同时将雷达目标通过不同标记实时显示在显示屏上显示的模拟车道中;视频融合显示终端还实时记录雷达数据和视频数据。
视频融合显示终端依据目标是否远离、目标是否在同一车道以及与目标的碰撞时间进行目标碰撞报警判别:若目标远离时,视频融合显示终端用绿色方框对目标进行标记;若目标靠近时,则用红色标记,同时显示相对速度;若目标在同一车道时,根据碰撞时间产生不同级别的声音告警;显示屏上显示的视频图像中不断显示前方的道路状况,并用红色方框和/或绿色方框,标记出车辆运动轨迹。
雷达模块、视频采集模块和视频融合显示终端设置在壳体中;视频融合显示终端包括处理器,处理器连接显示器、报警器、雷达模块和摄像头,处理器集成在PCB电路板上;显示器设置在壳体上朝向驾驶者的一侧,视频采集模块设置在壳体上朝向道路前方的一侧;在显示器和视频采集模块之间依次设置PCB电路板、支撑固定板、雷达模块,雷达模块和视频采集模块位置平行;显示器底板可拆卸固定在PCB电路板上,PCB电路板和雷达模块分别可拆卸固定在支撑固定板的两侧。
本发明的有益效果:1、首次将摄像头安装朝向前方,将视频与雷达数据融合,使得用户能够清晰、明了地了解前方道路状况,并且能够将视频和雷达数据进行记录,不单单是个“行车记录仪”,而且为交通事故提供了有力证据;2、当在路上开车时,遇到夜间、大雨、大雾、大雪能见度降低时,雷达依然能够指示前方道路状况,并能够直观的给驾驶员显示在显示屏上面;3、当遇到长时间疲劳驾驶,驾驶员打盹,前方突然出现事故时,雷达能够对前方实时检测,并根据“危险目标碰撞判别准则”提供声音告警,提示驾驶员前方存在危险,降低误判率;4、首次将“碰撞时间”、“车道”以及“目标危险级别”综合作为判断标准,使得误报率降为最低,不会引起乘客的反感;5、当在正常驾驶时,尤其是在高速公路上,前方车辆突然减速,驾驶员可能反映不急或走神,雷达会在第一时间发出“告警”,为乘客的生命安全保驾护航;6、精巧的***结构设计能够使得该产品适应多种车型,通过调节可调节支撑柱上的旋钮螺丝,能够应对不平整的汽车中控平台,使得安装不再困难;7、将视频采集模块与雷达模块位置平行地向前安装,达到雷达与视频同步的目的。
附图说明
图1为本发明根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警(即危险目标碰撞判别)的流程图。
图2为本发明的显示器显示界面示意图。
图3为本发明的***电路原理框图。
图4为本发明的雷达模块工作示意图。
图5为本发明的***结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法,包括以下步骤:
步骤一:雷达传感器检测前方目标,并将检测到的目标数据发送到视频融合显示终端;摄像头采集前方视频图像,并将采集到的视频数据发送到视频融合显示终端,并在显示屏上显示;
步骤二:视频融合显示终端搜索目标数据,对目标进行碰撞报警判别,根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警,视频融合后最终通过不同标记将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上,同时将目标通过不同标记实时显示在显示屏上显示的模拟车道中,模拟车道是对实际车道的一种抽象,在其上可直观标记和显示出前方车辆与本车的相对位置;视频融合显示终端还实时记录雷达数据和视频数据,作为交通事故的有力证据。
在步骤二中,依据目标是否远离(雷达数据中速度的正值表示远离,速度的负值表示靠近)、目标是否在同一车道(通过雷达数据获取的横向距离判断)以及与目标的碰撞时间进行碰撞报警判别。
在步骤二中,参见图1,根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警的方法包括:
a、若目标远离时,则该目标为非危险目标,视频融合显示终端用绿色方框在显示屏上对目标进行标记;若目标靠近时,则该目标为危险目标,用红色标记,同时显示相对速度;
b、若目标在同一车道时,根据碰撞时间产生不同危险级别的声音告警,以此提示驾驶员,采取措施避免事故;若目标不在同一车道,则不进行声音告警;
在步骤b中根据碰撞时间产生不同级别的声音告警的方法为:计算在目标靠近时的碰撞时间:TCT=D/V,其中,TCT为碰撞时间,D为目标距离,V为目标的瞬时速度;通过TCT来判断告警门限:当TCT>10s时,报警器不告警;当8s<TCT<10s时,报警器产生第5个级别的告警频率100Hz;当5s<TCT<8s时,报警器产生第4个级别的告警频率400Hz;当3s<TCT<5s时,报警器产生第3个级别的告警频率800Hz;当2s<TCT<3s时,报警器产生第2个级别的告警频率1400Hz;当0s<TCT<2s时,报警器产生第1个级别的告警频率2000Hz。
c、显示屏上显示的视频图像中不断显示前方的道路状况,并用红色方框和/或绿色方框,在显示屏上标记出车辆运动轨迹。
在步骤二中所述标记的方法包括:
(1)、参见图2,显示屏划分为模拟车道显示区和视频融合显示区,模拟车道显示区用于将雷达目标通过不同标记显示在模拟车道中,视频融合显示区用于将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上;
(2)、将模拟车道显示区内的像素点坐标量化为距离坐标,将目标以固定大小的方框绘制在模拟车道显示区;
在步骤(2)中将模拟车道显示区内的像素点坐标量化为距离坐标的方法为:根据雷达方程理论可知,雷达测量的目标参数可以解算为:DX为横向距离,DY为纵向距离,VX为横向速度,VY为纵向速度,对应的显示屏坐标为:PX为像素的X坐标,PY为像素的Y坐标;模拟车道显示区的像素为270*450,模拟车道横向实际宽度为D=30米,对应的像素个数为DP=270,所以实际坐标转换为像素坐标公式,即模拟车道中像素坐标计算公式为:
PY=A×log10(K×DY+B) (2)
式(2)中,A、K、B为常数,通过如下三组实验数据:
将(3)式中的实验数据代入(2)式,分别求得:
所以(2)式等价为:
PY=471×log10(0.04×DY+1) (5)
PY之所以选择对数曲线作为雷达数据拟合曲线,是因为:显示屏尺寸有限,小于50米的距离为实际危险目标的可能性大,为了将近处的目标放大显示,有利于多目标的显示清楚,所以采取对数曲线,从图2可以看出,距离标尺分别为50米、100米、200米,中间的距离为非线性曲线,小于50米的范围内则能够显示出较多的目标,有利于用户的分辨。
(3)、计算目标在视频融合显示区中的中心像素坐标,根据目标的中心像素坐标计算目标中心像素坐标点所在方框的左上角和右下角坐标,并在视频融合显示区中绘制目标方框。
在步骤(3)中计算目标在视频融合显示区中的中心像素坐标(SX,SY)的公式为:
(6)、(7)式中,f为物理坐标与实际坐标转换像素坐标参数,Δx为摄像头与雷达中心点的横向差,Δy为摄像头与雷达中心点的纵向差,zs为摄像头与雷达的高度差;以上参数值由实际测量可得:f为480,Δx为0.05,Δy为0,zs为-1,代入(6)、(7)式得:
在步骤(3)中根据目标的中心像素坐标计算目标中心像素坐标点所在方框的左上角(PX1,PY1)和右下角坐标(PX2,PY2)的公式为:
PY2=PY0+Sy (13)
(10)-(13)式中,Dr为方框的长度像素值:20,Lr为方框的宽度像素值:15,PX0、PY0分别为视频融合显示区的中心点像素值:PX0=560、PY0=240,x表示目标的纵向距离,y表示目标的横向距离。
参见图3,本发明还提供一种实施上述方法的基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警***,在汽车行驶的过程中,不断检测前方危险目标,将最后处理的数据进行数据融合,在视频中进行标记,最后综合判断,以确定汽车前方是否存在危险障碍物,并通过报警器报警,以此提示驾驶员,做出措施避免事故。***包括雷达模块、视频采集模块和视频融合显示终端;其中:
雷达模块,针对汽车防撞中的需求,采用基于24GHz毫米波的微波雷达传感器,用于检测前方目标,并将检测到的目标数据通过CAN总线发送到视频融合显示终端。
视频采集模块,采用摄像头,用于采集前方视频图像,并将采集到的视频数据发送到视频融合显示终端。
视频融合显示终端,用于接收目标数据,对目标进行碰撞报警判别,根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警,视频融合后最终通过不同标记将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上,同时将雷达目标通过不同标记实时显示在显示屏上显示的模拟车道中;视频融合显示终端还实时记录雷达数据和视频数据,作为交通事故的有力证据。
视频融合显示终端依据目标是否远离、目标是否在同一车道以及与目标的碰撞时间进行目标碰撞报警判别:若目标远离时,则该目标为非危险目标,用绿色方框对目标进行标记;若目标靠近时,则该目标为危险目标,用红色标记,同时显示相对速度;若目标在同一车道时,根据碰撞时间产生不同级别的声音告警;显示屏上显示的视频图像中不断显示前方的道路状况,并用红色方框和/或绿色方框,标记出车辆运动轨迹。
参见图4所示防撞雷达***的工作示意图,当汽车A位于前向车道外,雷达接收不到回波信号;汽车B位于车道正前方,天线双波束都能够接收回波,通过相应的算法能够计算出汽车的方位角,根据所计算的速度和距离综合判断是否作为危险目标;汽车C位于车道外,但是在一个天线波束接收范围内,只能检测到一个天线的回波信号,因此能够将其剔除,表示为非危险目标。
视频融合显示终端包括ARM处理器,ARM处理器连接TFT显示器、报警器、雷达模块和摄像头,ARM处理器集成在PCB电路板上。上述报警器可以采用蜂鸣器。
通过设计结构件,将雷达模块与视频融合显示终端安装在一起,将视频采集模块与雷达模块位置平行地向前安装,达到雷达与视频同步的目的,详细结构设计参见图5。雷达模块、视频采集模块和视频融合显示终端均设置在壳体中,安装在汽车中控台上方,挡风玻璃下方,使得用户便于安装;壳体下方设置有底座1,底座1的四个角均设置有可调节支撑柱2;壳体包括前盖3和后壳体4,电源插头5设置在后壳体4内侧,电源开关6设置在后壳体4外的一侧;显示器设置在壳体上朝向驾驶者的一侧,视频采集模块7设置在壳体上朝向道路前方的一侧,即显示器屏幕8设置在壳体的前盖3上,视频采集模块7,采用摄像头,通过安装在后壳体4内侧的固定座9固定在后壳体4外侧,朝向道路前方;在显示器和视频采集模块7之间依次设置PCB电路板10、支撑固定板11、雷达模块12;显示器底板13通过大支撑柱14和螺帽15固定在PCB电路板10上,PCB电路板10通过小支撑柱16固定在支撑固定板11的一侧,雷达模块12通过固定螺钉Ⅰ17固定在支撑固定板11的另一侧;前盖3、支撑固定板11和后壳体4通过固定螺钉Ⅱ18连接为一体。上述精巧的结构设计能够使得该产品适应多种车型,通过调节可调节支撑柱2上的旋钮螺丝,能够应对不平整的汽车中控平台,使得安装不再困难。
本发明不需要做复杂的图像处理,降低成本,同时该***主要定位为雨、雪、夜间等危险路况,是对驾驶员视野范围的一种扩展,类似于望远镜、红外探测仪等设备,在图像处理失效情况下,依靠本发明的雷达***,仍然能检测到危险目标,采取告警措施。本发明主要用途是为了提高使用者的实用性和方便性,能够直观地从显示器界面的左边看到道路的目标信息,同时界面的右边能看到目标在视频中的标记。
本发明的***总体技术指标见表1所示:
指标内容 | 技术参数 |
探测距离 | 200米 |
探测范围 | 俯仰:13°,水平:75° |
测速分辨率 | 0.25km/h |
测距分辨率 | 0.5m |
多目标个数 | 32个 |
***响应时间 | <50ms |
接口形式 | 500kbps的CAN接口 |
人机交互*** | 彩色TFT液晶界面 |
表1:本发明***的总体技术指标。
Claims (2)
1.一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一:雷达传感器检测前方目标,并将检测到的目标数据发送到视频融合显示终端;摄像头采集前方视频图像,并将采集到的视频数据发送到视频融合显示终端,并在显示屏上显示;
步骤二:视频融合显示终端接收目标数据,对目标进行碰撞报警判别,根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警,视频融合后最终通过不同标记将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上,同时将目标通过不同标记实时显示在显示屏上显示的模拟车道中;视频融合显示终端还实时记录雷达数据和视频数据;
步骤二中,依据目标是否远离、目标是否在同一车道以及与目标的碰撞时间进行碰撞报警判别;
根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警的方法包括:a、若目标远离时,则该目标为非危险目标,用绿色方框在显示屏上对目标进行标记;若目标靠近时,则该目标为危险目标,用红色标记,同时显示相对速度;b、若目标在同一车道时,根据碰撞时间产生不同危险级别的声音告警;c、显示屏上显示的视频图像中不断显示前方的道路状况,并用红色方框和/或绿色方框,在显示屏上标记出车辆运动轨迹;
步骤b中根据碰撞时间产生不同级别的声音告警的方法为:计算在目标靠近时的碰撞时间:TCT=D/V,其中,TCT为碰撞时间,D为目标距离,V为目标的瞬时速度;通过TCT来判断告警门限:当TCT>10s时,报警器不告警;当8s<TCT<10s时,报警器产生第5个级别的告警频率100Hz;当5s<TCT<8s时,报警器产生第4个级别的告警频率400Hz;当3s<TCT<5s时,报警器产生第3个级别的告警频率800Hz;当2s<TCT<3s时,报警器产生第2个级别的告警频率1400Hz;当0s<TCT<2s时,报警器产生第1个级别的告警频率2000Hz;
所述标记的方法包括:(1)显示屏划分为模拟车道显示区和视频融合显示区,模拟车道显示区用于将雷达目标通过不同标记显示在模拟车道中,视频融合显示区用于将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上;(2)将模拟车道显示区内的像素点坐标量化为距离坐标,将目标以固定大小的方框绘制在模拟车道显示区;(3)计算目标在视频融合显示区中的中心像素坐标,根据目标的中心像素坐标计算目标中心像素坐标点所在方框的左上角和右下角坐标,并在视频融合显示区中绘制目标方框;
步骤(2)中将模拟车道显示区内的像素点坐标量化为距离坐标的方法为:根据雷达方程理论可知,雷达测量的目标参数可以解算为:DX为横向距离,DY为纵向距离,VX为横向速度,VY为纵向速度,对应的显示屏坐标为:PX为像素的X坐标,PY为像素的Y坐标;模拟车道显示区的像素为270*450,模拟车道横向实际宽度为D=30米,对应的像素个数为DP=270,所以实际坐标转换为像素坐标公式,即模拟车道中像素坐标计算公式为:
<mrow>
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<mi>P</mi>
<mi>X</mi>
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<mo>=</mo>
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<mi>P</mi>
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<mi>X</mi>
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
PY=A×log10(K×DY+B) (2)
式(2)中,A、K、B为常数,通过如下三组实验数据:
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>D</mi>
<mi>Y</mi>
</msub>
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<mi>Y</mi>
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<mn>0</mn>
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<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
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<mi>Y</mi>
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<mo>=</mo>
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<mo>,</mo>
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<mi>P</mi>
<mi>Y</mi>
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</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>D</mi>
<mi>Y</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mn>200</mn>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>Y</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
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</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
将(3)式中的实验数据代入(2)式,分别求得:
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
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<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>A</mi>
<mo>=</mo>
<mn>471</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>K</mi>
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</mtd>
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<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>B</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
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</mtd>
</mtr>
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>4</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
所以(2)式等价为:
PY=471×log10(0.04×DY+1) (5)
步骤(3)中计算目标在视频融合显示区中的中心像素坐标(SX,SY)的公式为:
<mrow>
<msub>
<mi>S</mi>
<mi>X</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mi>f</mi>
<mo>&times;</mo>
<mfrac>
<mrow>
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<mi>X</mi>
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<mo>-</mo>
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<mi>x</mi>
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<mrow>
<msub>
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<mi>Y</mi>
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<mo>+</mo>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>6</mn>
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</mrow>
<mrow>
<msub>
<mi>S</mi>
<mi>y</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mi>f</mi>
<mo>&times;</mo>
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<mi>S</mi>
</msub>
<mrow>
<msub>
<mi>D</mi>
<mi>Y</mi>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>&Delta;</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>7</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
(6)、(7)式中,f为物理坐标与实际坐标转换像素坐标参数,Δx为摄像头与雷达中心点的横向差,Δy为摄像头与雷达中心点的纵向差,zs为摄像头与雷达的高度差;以上参数值由实际测量可得:f为480,Δx为0.05,Δy为0,zs为-1,代入(6)、(7)式得:
<mrow>
<msub>
<mi>S</mi>
<mi>X</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mn>480</mn>
<mo>&times;</mo>
<mfrac>
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步骤(3)中根据目标的中心像素坐标计算目标中心像素坐标点所在方框的左上角(PX1,PY1)和右下角坐标(PX2,PY2)的公式为:
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<mi>P</mi>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>12</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
PY2=PY0+Sy (13)
(10)-(13)式中,Dr为方框的长度像素值,Lr为方框的宽度像素值,PX0、PY0分别为视频融合显示区的中心点像素值,x表示目标的纵向距离,y表示目标的横向距离。
2.一种基于视频融合的汽车微波雷达防撞预警***,其特征在于:包括雷达模块、视频采集模块和视频融合显示终端,其中:
雷达模块,用于检测前方目标,并将检测到的目标数据发送到视频融合显示终端;
视频采集模块,用于采集前方视频图像,并将采集到的视频数据发送到视频融合显示终端;视频融合显示终端,用于实时接收目标数据,对目标进行碰撞报警判别,根据碰撞报警判别结果进行视频融合和告警,视频融合后最终通过不同标记将目标实时标记在显示屏上所显示视频的目标图像上,同时将雷达目标通过不同标记实时显示在显示屏上显示的模拟车道中;视频融合显示终端还实时记录雷达数据和视频数据;
视频融合显示终端依据目标是否远离、目标是否在同一车道以及与目标的碰撞时间进行目标碰撞报警判别:若目标远离时,视频融合显示终端用绿色方框对目标进行标记;若目标靠近时,则用红色标记,同时显示相对速度;若目标在同一车道时,根据碰撞时间产生不同级别的声音告警;显示屏上显示的视频图像中不断显示前方的道路状况,并用红色方框和/或绿色方框,标记出车辆运动轨迹;
所述雷达模块、视频采集模块和视频融合显示终端设置在壳体中;视频融合显示终端包括处理器,处理器连接显示器、报警器、雷达模块和摄像头,处理器集成在PCB电路板上;显示器设置在壳体上朝向驾驶者的一侧,视频采集模块设置在壳体上朝向道路前方的一侧;在显示器和视频采集模块之间依次设置PCB电路板、支撑固定板、雷达模块,雷达模块和视频采集模块位置平行;显示器底板可拆卸固定在PCB电路板上,PCB电路板和雷达模块分别可拆卸固定在支撑固定板的两侧。
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