一种基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆行驶安全技术领域，特别是涉及一种基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统及方法。

背景技术

随着经济的快速发展，人们的消费水平和生活水平有了很大提高，汽车越来越普及，越来越多的人拥有自己的汽车，在汽车带来的舒适便捷的同时也关心它的安全问题。

虽然，汽车上都装有后视镜，但是对于驾驶者来说或多或少的存在一些盲区，所以驾驶者都给车辆安装倒车雷达来保障安全。倒车雷达主要是依靠超声波进行工作的，先由设备发射出超声波来进行探测，发射出去的超声波在撞到高于地面的物体时将返回，从而探测到倒车方向上有阻碍的物体并且发出报警信号。它的缺点就是必须有高于地面的障碍物，不然，发射出的超声波无法反射回来实现报警，比如在遇到低于地面的较深的沟壑与坑洼时就无法使用倒车雷达实现报警了。目前，还没有一个特别完善的实现对高于地面的障碍物和低于地面的坑洼等都能够识别的倒车系统，为此设计一个既能够识别高于地面的障碍物又能够识别低于地面的坑洼等的倒车系统是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统及方法，将激光技术应用于倒车系统中，既可以识别高于地面的障碍物又可以识别低于地面的沟壑，可有效减少跌落和误坠等交通事故。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统及方法，包括：激光源、图像采集处理装置、DSP控制器和报警部件，所述激光源作为发射光源为扫描地面提供光源，所述图像采集处理装置连接所述DSP控制器，所述DSP控制器连接所述报警部件，所述图像采集处理装置对照射在地面上的激光进行图像采集处理并将所得到的图像数据传输给所述DSP控制器，所述DSP控制器根据数据判断路面是否存在危险，若存在危险则控制所述报警部件发出警报。

可选的，所述图像采集处理装置包括CCD视觉传感器、滤光片及A/D转换器，所述滤光片用于过滤不可见光，所述CCD视觉传感器连接所述A/D转换器，所述A/D转换器连接所述DSP控制器，所述CCD视觉传感器用于对地上的激光进行图像采集并以模拟信号的形式输出给所述A/D转换器，所述A/D转换器用于进行A/D变换将模拟信号变为数字信号并传输给所述DSP控制器。

可选的，所述图像采集处理装置包括摄像头及解码装置，所述摄像头连接所述解码装置，所述解码装置连接所述DSP控制器，所述摄像头用于图像采集并将采集到的信息传输给所述解码设备，所述解码设备用于将接收到的信息进行解码操作并传输给DSP控制器。

可选的，所述激光源为650nm的激光源。

可选的，所述报警部件为蜂鸣器，所述蜂鸣器连接所述DSP控制器，在有危险时，所述DSP控制器控制所述蜂鸣器报警。

一种基于激光结构光栅格图像分析的倒车方法，应用于所述基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统，包括如下步骤：

步骤1：使用激光扫描地面，通过图像采集处理装置采集图像，建立栅格地图并通过DSP控制器分析采集到的图像；

步骤2：发现障碍物后，通过障碍物聚类方法在图像横向上进行聚类分析，根据聚类结果自适应地选择跨度；

步骤3：提取障碍物的轮廓及图像特征参数，并将图像特征参数与阈值相比较，若图像特征参数大于阈值，则DSP控制器控制报警部件报警。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统及方法，将激光技术应用于倒车系统中，弥补了目前的倒车雷达无法识别低于地面的坑洼沟壑等问题，可以有效减少跌落和误坠等交通事故的发生；采用了两种图像采集处理装置，既可以使用CCD视觉传感器搭配滤光片及A/D转换器进行图像采集，又可以使用现成的摄像头配合解码装置进行图像采集；采用650nm的激光对地面进行扫描，既可以识别高于地面的障碍物，又能识别低于地面的坑洼沟壑；运用DSP控制器配合图像处理技术，可对采集到的激光图像进行识别，辨别道路危险；发现障碍物后，采用障碍物聚类方法，将图像横向上进行聚类分析，然后根据聚类分析自适应地选择跨度，一定程度上解决了由于障碍物遮挡造成的建模不准确等问题；报警部件采用蜂鸣器，当危险发生时，DSP控制器控制蜂鸣器向驾驶员发出报警。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统框架图；

图2为本发明实施例基于激光结构光栅格图像分析的倒车方法框架图；

图3为本发明实施例基于激光结构光栅格图像分析的倒车方法的程序流程图；

图4为激光扫描原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统及方法，将激光技术应用于倒车系统中，既可以识别高于地面的障碍物又可以识别低于地面的沟壑，可有效减少跌落和误坠等交通事故。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-4所示，本发明实施例提供的基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统及方法，包括：激光源、图像采集处理装置、DSP控制器和报警部件，所述激光源作为发射光源为扫描地面提供光源，激光源发出的光线照射在倒车行驶的路面上，激光会由于路面的不同情况而形成不同的线条，所述图像采集处理装置连接所述DSP控制器，所述DSP控制器连接所述报警部件，所述图像采集处理装置对照射在地面上的激光进行图像采集，并将采集到的图像数据进行形式转换，转换成适合在DSP控制器中处理的形式，将转换完毕的图像数据传输给所述DSP控制器，所述DSP控制器根据图像数据判断路面是否存在危险，若存在危险则控制所述报警部件发出警报。

所述基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统有两种实施例，其中一种是，所述激光源选用650nm的激光源，所述激光源设置在车辆尾部，所述图像采集处理装置选用CCD视觉传感器、滤光片及A/D转换器，所述过滤片设置在所述CCD视觉传感器前，可以过滤不可见光，所述CCD视觉传感器连接所述A/D转换器，所述A/D转换器连接所述DSP控制器，所述DSP控制器连接所述报警部件，所述报警部件选用蜂鸣器，所述CCD视觉传感器对地上的激光进行图像采集并以模拟信号的形式输出给所述A/D转换器，所述A/D转换器进行A/D变换将模拟信号变为数字信号传输给所述DSP控制器，所述DSP控制器对得到的信息经过分析处理判断后确定当前道路是否存在危险，若存在危险则控制所述蜂鸣器发出警报。

另一种实施例为：所述激光源选用650nm的激光源，所述激光源设置在车辆尾部，所述图像采集处理装置选用摄像头及解码装置，所述摄像头连接所述解码装置，所述解码装置连接所述DSP控制器，所述DSP控制器连接所述报警部件，所述报警部件选用蜂鸣器，所述摄像头对照射在地面上的激光进行图像采集，并将采集得到的图像数据传输给所述解码设备，所述解码设备将接收到的图像数据进行解码操作，然后传输给所述DSP控制器，所述DSP控制器对接收到的图像数据进行分析处理判断，若当前道路存在危险则控制所述蜂鸣器发出警报。

一种基于激光结构光栅格图像分析的倒车方法，应用于所述基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统，包括如下步骤：

步骤1：图4为激光扫描原理图，如图4所示，使用激光扫描地面，通过图像采集处理装置采集图像，建立栅格地图，并通过DSP控制器分析采集到的图像；

步骤2：发现障碍物后，通过障碍物聚类方法在图像横向上进行聚类分析，根据聚类结果自适应地选择跨度；

步骤3：提取障碍物的轮廓及图像特征参数，并将图像特征参数与阈值相比较，若图像特征参数大于阈值，则DSP控制器控制报警部件报警。

本发明提供的基于激光结构光栅格图像分析的倒车系统及方法，将激光技术应用于倒车系统中，弥补了目前的倒车雷达无法识别低于地面的坑洼沟壑等问题，可以有效减少跌落和误坠等交通事故的发生；采用了两种图像采集处理装置，既可以使用CCD视觉传感器搭配滤光片及A/D转换器进行图像采集，又可以使用现成的摄像头配合解码装置进行图像采集；采用650nm的激光对地面进行扫描，既可以识别高于地面的障碍物，又能识别低于地面的坑洼沟壑；运用DSP控制器配合图像处理技术，可对采集到的激光图像进行识别，辨别道路危险；发现障碍物后，采用障碍物聚类方法，将图像横向上进行聚类分析，然后根据聚类分析自适应地选择跨度，一定程度上解决了由于障碍物遮挡造成的建模不准确等问题；报警部件采用蜂鸣器，当危险发生时，DSP控制器控制蜂鸣器向驾驶员发出报警。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。