发明名称 一种以电脑视觉为基础之行车安全警示系统
摘要 以电脑视觉为基础之前方车辆与后方来车辨识安全警示方法及其系统,其主要由数位相机感测单元、车道侦侧单元、车辆辨识单元、以及警示启动机制运算单元所组成;在数位相机感测单元连续撷取行车车道的影像后,影像资料在经由车道侦测单元处理后,以侦测出车道在影像中的位置;车辆辨识单元会针对车道中之影像进行车辆辨识,根据事前分析所得之车辆在影像中所呈现的三个性质:垂直边、阴影以及成像对称性,以辨识车辆的存在与其在影像中的实际位置;最后警示启动机制运算单元会根据所侦测之车辆在影像中连续变化之情形,分析当前之驾驶情况是否与前车相对速度变化量过大或与后方来车相对速度变化量过大,由此来判断当前的驾驶是否属于危险驾驶,以作为是否发出警示讯号的依据。
申请公布号 TWI245715 申请公布日期 2005.12.21
申请号 TW093117692 申请日期 2004.06.18
申请人 数通科技股份有限公司 发明人 傅立成;黄世勋;萧培墉;陈琮仁;王俊哲
分类号 B60Q11/00;G05D1/00 主分类号 B60Q11/00
代理机构 代理人 陈展俊 台北市大安区和平东路2段203号4楼
主权项 1.一种以电脑视觉为基础之行车安全警示系统,包 含: 影像感测单元,其装置于面向前方用于连续的撷取 车子前方的数位影像;或装置于面向后方用于连续 的撷取车子后方的数位影像; 行车安全警示单元,其处理该接收之数位影像以排 除因外在因素或该影像感测单元本身所产生的影 像杂讯;根据车道在影像中所呈现的三个性质:明 亮、细长以及连续相邻性,而侦测出车道在影像中 的实际位置;整合车辆在影像中的垂直边、阴影、 以及对称性的特点,而辨识同车道是否有车辆存在 ;及利用车辆影像于连续时间上之变化情况,作为 提供驾驶人安全警示讯号的判断依据。 2.如申请专利范围第1项的行车安全警示系统,其中 该行车安全警示单元包含一车辆辨识单元,该车辆 辨识单元依影像中的垂直亮度变化,撷取出其中的 垂直点,计算出垂直点统计图,使用高斯滤波器与 波峰搜寻定位出车辆影像中的垂直边。 3.如申请专利范围第2项的行车安全警示系统,其中 该车辆辨识单元依影像中的水平亮度变化,撷取出 其中的水平点,利用由下往上循序搜寻阴影演算法 侦测车辆阴影。 4.如申请专利范围第2项的行车安全警示系统,其中 该车辆辨识单元计算车辆影像的两垂直边之间的 灰阶对称値,利用其中较高的灰阶对称値确认影像 中车辆的辨识。 5.如申请专利范围第2项的行车安全警示系统,其中 该行车安全警示单元进一步包含一警示启动机制 运算单元,其计算相邻两个影像中车辆宽度的变化 ,作为与前车相对速度变化量过大或与后方来车相 对速度变化量过大之危险衡量系数,并且当系数小 于预设的门槛値时,产生一警示讯号。 6.如申请专利范围第2项的行车安全警示系统,其中 该行车安全警示单元进一步包含一车道侦测单元, 该车道侦测单元接收该数位影像后,以数学运算方 式排除因外在因素或该影像感测单元本身所产生 的影像杂讯,并且根据车道在影像中所呈现的三个 性质:明亮、细长以及连续相邻性,侦测出车道在 影像中的实际位置。 7.如申请专利范围第2项的行车安全警示系统,其中 该行车安全警示单元被整合成一个积体电路晶片 。 图式简单说明: 图一为本发明之以电脑视觉为基础之前方车辆与 后方来车辨识安全警示系统之架构方块图。 图二为本发明之以电脑视觉为基础之前方车辆与 后方来车辨识安全警示系统的车辆辨识单元辨识 流程图。 图三为Sobel垂直以及水平点侦测之样版图。 图四为垂直点统计图,上图为经由车道侦测单元之 结果图,中图为执行垂直点侦测后之垂直点影像图 ,下图为对应于中图红色区域之垂直点统计图。 图五为垂直点统计图平滑化之图形,左图为图四之 垂直点统计图,右图为经由高斯滤波器后之结果。 图六表水平点影像图,右图为执行Sobel水平点侦测 后之水平点影像图,左图为所设定之阴影侦测区域 。 图七表由下往上循序搜寻阴影演算法中,旗标阵列 初始化结果示意图。 图八表灰阶对称性分析图。 图九为表各种天候状况以及行车环境之实际车道 侦测以及车辆辨识结果图,其中最上两张影像为在 一般行车状况以及行经高架桥时阴影遮蔽的情形 下的结果;中间两张影像为进出隧道时,光线有急 剧变化的情形下的辨识以及侦测结果;最后两张为 在向阳状况下以及起雾的天候下之辨识以及侦测 结果。 图十上图表示与前车之相对距离与速度关系图,下 图为实际车宽与影像车宽之成像关系图。
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