车辆预警装置及方法

技术领域

本发明涉及车辆电子技术领域，尤其涉及一种车辆预警装置及方法。

背景技术

行车记录仪是用于记录车辆行驶过程中的视频和音频数据的设备。安装行车记录仪后，能够记录汽车行驶全过程的视频图像和声音，可以为可能发生的交通事故和道路突发纠纷提供有力证据。为了提高车主在驾驶车辆行驶过程中的行车安全和满足驾驶员的驾驶需求，对于行车记录仪的改进技术也越来越多，行车记录仪的功能愈加丰富。

现如今，已出现将高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System，ADAS)用于行车记录仪上，以辅助驾驶员做到提前预警，提高安全性。将摄像头和ADAS集成在车载主控上，摄像头结合传感器获取数据，但此种方式基本依赖于各汽车厂商在汽车出厂前进行相关开发验证，开发周期长。此外，当前的单目行车记录仪的摄像头测距方法集中于两类，一种是通过光学几何模型结合摄像头内外参的标定结果，得到前方车辆与车距间的距离；另一种则是通过采集图像样本进行数据拟合，上述两种方法受限于拟合参数的提取精度，在ADAS算法运行时准确度较差，导致车辆的预警效果不好。

发明内容

基于此，有必要针对单目摄像头测距方法在ADAS算法运行时准确度较差的问题，提供一种车辆预警装置及方法。

为解决上述技术问题，本申请的第一方面提出一种车辆预警装置，包括：

3D结构光测距单元，集成于行车记录仪上，用于实时测量所述行车记录仪可视范围内的目标物体与车辆的间距，以生成包含距离信息及/或深度信息的视频图像数据；

数据处理单元，与所述3D结构光测距单元连接，被配置为：

接收所述视频图像数据，并经由车载电脑获取车辆状态数据；

将所述视频图像数据和所述车辆状态数据进行预设高级驾驶辅助系统算法处理，以生成用于判定车辆行驶状态的车辆预警信息。

于上述实施例提供的车辆预警装置中，设置集成于行车记录仪上的3D结构光测距单元，并与数据处理单元相连接，3D结构光测距单元用于实时测量所述行车记录仪可视范围内的目标物体与车辆的间距，以生成包含距离信息及/或深度信息的视频图像数据；数据处理单元用于接收所述视频图像数据，并经由车载电脑获取车辆状态数据；将所述视频图像数据和所述车辆状态数据进行预设高级驾驶辅助系统算法处理，以生成用于判定车辆行驶状态的车辆预警信息。通过3D结构光测距单元获取到的包含距离信息及/或深度信息的视频图像数据，与车辆状态数据相结合，数据处理单元基于预设高级驾驶辅助系统算法处理上述数据，计算得到高准确度的算法处理下的车辆预警信息，加强车辆周边事态感知，提高驾驶员的预警和安全性。

在其中一个实施例中，所述车辆状态数据包括车辆发动机冷却液温度数据、诊断故障码及燃料控制系统状态中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述车辆预警信息包括车辆两侧车道间距、交通信号灯识别及碰撞预警中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述车辆预警装置还包括：

车载诊断模块，与所述数据处理单元连接，用于经由车载电脑接收所述车辆状态数据，并基于预设通信协议将所述车辆状态数据传输给所述数据处理单元。

在其中一个实施例中，所述车载诊断模块包括：

CAN收发单元，经由CAN总线与所述车载电脑连接，用于接收车载电脑提供的所述车辆状态数据；

第一通信单元，与所述CAN收发单元连接，用于接收所述车辆状态数据，并将所述车辆状态数据传输给所述行车记录仪。

在其中一个实施例中，所述行车记录仪还包括：

第二通信单元，用于与所述第一通信单元连接，且与所述数据处理单元连接，以接收所述车辆状态数据，并将所述车辆状态数据提供给所述数据处理单元；

其中，所述第一通信单元与所述第二通信单元基于所述预设通信协议建立连接。

在其中一个实施例中，所述第一通信单元与所述第二通信单元均为低功耗蓝牙。

在其中一个实施例中，所述行车记录仪还包括第一充电接口，所述第一充电接口与车辆电瓶连接；

所述车载诊断模块还包括第二充电接口，所述第二充电接口与所述车辆电瓶连接。

在其中一个实施例中，所述行车记录仪还包括：

视频摄像单元，用于采集车辆前方的视频图像，以生成图像数据；

其中，所述数据处理单元还用于接收所述图像数据，并根据所述图像数据判定车辆行驶状态。

本申请的第二方面提出一种车辆预警方法，包括：

基于3D结构光测距单元实时测量所述行车记录仪可视范围内的目标物体与车辆的间距，以生成包含距离信息及/或深度信息的视频图像数据；

基于数据处理单元接收所述视频图像数据，并经由车载电脑获取车辆状态数据，将所述视频图像数据和所述车辆状态数据进行预设高级驾驶辅助系统算法处理，以生成用于判定车辆行驶状态的车辆预警信息。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本申请一实施例中提供的车辆预警装置中行车记录仪的原理示意图；

图2为本申请另一实施例中提供的车辆预警装置中行车记录仪的原理示意图；

图3为本申请第一实施例中提供的车辆预警装置的原理示意图；

图4为本申请第二实施例中提供的车辆预警装置的原理示意图；

图5为本申请第三实施例中提供的车辆预警装置的原理示意图；

图6为本申请第四实施例中提供的车辆预警装置的原理示意图；

图7为本申请一实施例中提供的车辆预警方法的流程示意图。

附图标记说明：100-车辆预警装置，200-车载电脑，300-车辆电瓶，10-行车记录仪，11-3D结构光测距单元，12-数据处理单元，13-第二通信单元，14-视频摄像单元，15-第一充电接口，20-车载诊断模块，21-CAN收发单元，22-第一通信单元，23-第二充电接口。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本申请的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了说明本申请上述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在本申请的一个实施例中提供的一种车辆预警装置中，如图1所示，车辆预警装置100包括：3D结构光测距单元11和数据处理单元12；3D结构光测距单元集成于行车记录仪10上，用于实时测量所述行车记录仪10可视范围内的目标物体与车辆的间距，以生成包含距离信息及/或深度信息的视频图像数据；数据处理单元12与所述3D结构光测距单元11连接，数据处理单元12被配置为：接收所述视频图像数据，并经由车载电脑获取车辆状态数据；将所述视频图像数据和所述车辆状态数据进行预设高级驾驶辅助系统算法处理，以生成用于判定车辆行驶状态的车辆预警信息。

于上述实施例提供的车辆预警装置中，设置集成于行车记录仪上的3D结构光测距单元，并与数据处理单元相连接，3D结构光测距单元用于实时测量所述行车记录仪可视范围内的目标物体与车辆的间距，以生成包含距离信息及/或深度信息的视频图像数据；数据处理单元用于接收所述视频图像数据，并经由车载电脑获取车辆状态数据；将所述视频图像数据和所述车辆状态数据进行预设高级驾驶辅助系统算法处理，以生成用于判定车辆行驶状态的车辆预警信息。通过3D结构光测距单元获取到的包含距离信息及/或深度信息的视频图像数据，与车辆状态数据相结合，数据处理单元基于预设高级驾驶辅助系统算法处理上述数据，计算得到高准确度的算法处理下的车辆预警信息，加强车辆周边事态感知，提高驾驶员的预警和安全性。

在一个实施例中，数据处理单元11可集成于行车记录仪10上，增大车辆预警装置的内部空间，如图2所示。数据处理单元11上执行的预设高级驾驶辅助系统算法，可以在汽车从汽车出厂后，将预设高级驾驶辅助系统算法存储进数据处理单元，实现各汽车用户在汽车上自行扩展，不再依赖于汽车厂商。

在一个实施例中，行车记录仪可位于车辆后视镜内，3D结构光测距单元可以包括但不仅限于深度摄像机，实时记录车辆周边物体与车辆的距离。3D结构光测距单元内可安装传感器，传感器发出经调制的近红外光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离，以产生深度信息，以使预设高级驾驶辅助系统算法处理时结合车辆状态数据，做出更精确的算法判定。

作为示例，车载电脑即为汽车电子控制器单元(Electronic Control Unit，ECU)，又被称为汽车的“行车电脑”，用于控制汽车的行驶状态以及实现其各种功能。主要是利用各种传感器、总线的数据采集与交换，来判断车辆状态以及驾驶员的意图并通过执行器来操控汽车。

在一个实施例中，车辆状态数据包括车辆发动机冷却液温度数据、诊断故障码及燃料控制系统状态中的至少一种。

在一个实施例中，车辆预警信息包括车辆两侧车道间距、交通信号灯识别及碰撞预警中的至少一种。

在一个实施例中，如图3所示，车辆预警装置100还包括：车载诊断模块20。车载诊断模块20与所述数据处理单元12连接，用于经由车载电脑200接收所述车辆状态数据，并基于预设通信协议将所述车辆状态数据传输给所述数据处理单元12。

作为示例，预设通信协议可由人工设置，并增设通讯密码，建立车辆预警装置内的车载诊断模块与数据处理单元的信息连接，提高数据传输的安全性。其中，车载诊断模块可以为车载自动诊断系统(On-Board Diagnostics，OBD)，车载自动诊断系统是一种为汽车故障诊断而延伸出来的一种检测系统，用于实时监测车辆上的发动机、催化转化器、颗粒捕集器、氧传感器、排放控制系统、燃油系统、废气再循环系统(Exhaust Gas Re-circulation，EGR)等系统和部件。

在一个实施例中，如图4所示，所述车载诊断模块20包括：CAN收发单元21和第一通信单元22。CAN收发单元21经由CAN总线与所述车载电脑200连接，用于接收车载电脑200提供的所述车辆状态数据；第一通信单元22与所述CAN收发单元21连接，用于接收所述车辆状态数据，并将所述车辆状态数据传输给所述行车记录仪10。

在一个实施例中，请继续参考图4，所述行车记录仪10还包括：第二通信单元13。第二通信单元13用于与所述第一通信单元22连接，且与所述数据处理单元连接，以接收所述车辆状态数据，并将所述车辆状态数据提供给所述数据处理单元；其中，所述第一通信单元22与所述第二通信单元13基于所述预设通信协议建立连接。

作为示例，所述第一通信单元22与所述第二通信单元13均为低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy，BLE)。低功耗蓝牙BLE具有以下优点：第一：低功耗，使用纽扣电池就可运行数月至数年；第二：小体积、低成本；第三：与现有的大部分手机、平板电脑和计算机兼容。在汽车点火后，行车记录仪和车载诊断模块被唤醒后，行车记录仪10向车载诊断模块20发送蓝牙广播，即第二通信单元13与第一通信单元22建立无线蓝牙连接，以使行车记录仪与车载诊断模块传送车辆状态数据。

作为示例，CAN总线(Controller Area Network)为ISO国际标准化的串行通信协议总线，广泛应用在汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低功耗、低成本的特点。

在一个实施例中，如图5所示，所述行车记录仪10还包括：视频摄像单元14。视频摄像单元14用于采集车辆前方的视频图像，以生成图像数据；其中，所述数据处理单元12还用于接收所述图像数据，并根据所述图像数据判定车辆行驶状态。

作为示例，视频摄像单元14可以包括但不仅限于单目摄像头或双目摄像头。

在一个实施例中，如图6所示，所述行车记录仪10还包括第一充电接口15，所述第一充电接口15与车辆电瓶300连接；所述车载诊断模块20还包括第二充电接口23，所述第二充电接口23与所述车辆电瓶300连接。车辆电瓶300用于给车载诊断模块20和行车记录仪10供电，使其正常运转。车辆电瓶300可独立于汽车行驶时使用的电瓶，可保证在汽车熄火的状态下，行车记录仪10和车载诊断模块20依然可以监测车辆周边的状况，以为道路突发交通事故，提供有力证据。

在一个实施例中，本申请提供的车辆预警装置的工作原理如下：汽车点火后，唤醒行车记录仪和车载诊断模块，行车记录仪开启视频摄像单元和3D结构光测距单元，与此同时，行车记录仪内的第二通信单元即时发送蓝牙广播，车载诊断模块内的第一通信单元接收蓝牙广播，第一通信单元与第二通信单元建立无线连接，视频摄像单元和3D结构光测距单元实时获取图像数据和包含深度信息及/或距离信息的视频图像数据，车载诊断模块实时获取经由车载电脑提供的车辆状态数据，车辆状态数据通过蓝牙传输至行车记录仪内的数据处理单元，数据处理单元将获取的图像数据、包含深度信息及/或距离信息的视频图像数据和车辆状态数据进行预设高级驾驶辅助系统算法处理，计算得到高准确度的算法处理下的车辆预警信息，加强车辆周边事态感知，提高驾驶员的预警和安全性。

在本申请中还提出一种车辆预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：基于3D结构光测距单元实时测量行车记录仪可视范围内的目标物体与车辆的间距，以生成包含距离信息及/或深度信息的视频图像数据；

步骤S2：基于数据处理单元接收所述视频图像数据，并经由车载电脑获取车辆状态数据，将所述视频图像数据和所述车辆状态数据进行预设高级驾驶辅助系统算法处理，以生成用于判定车辆行驶状态的车辆预警信息。

关于上述实施例中的车辆预警方法的具体限定可以参见上文中对于车辆预警装置的限定，在此不再赘述。

应该理解的是，除非本文中有明确的说明，所述的步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，所述的步骤的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。请注意，上述实施例仅出于说明性目的而不意味对本发明的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。