倒車安全輔助方法、裝置及汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種倒車安全輔助方法、裝置及汽車。其中，倒車安全輔助方法包括以下步驟：通過置于車尾的攝像頭采集車輛倒車路線上的實(shí)時(shí)視頻；在實(shí)時(shí)視頻中檢測出運(yùn)動(dòng)對(duì)象，獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象的形狀尺寸和當(dāng)前位置；對(duì)檢測出的運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行跟蹤，獲取運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速率；根據(jù)運(yùn)動(dòng)對(duì)象的形狀尺寸、當(dāng)前位置、運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速率，進(jìn)行預(yù)警邏輯判斷；以及根據(jù)預(yù)警邏輯判斷的結(jié)果，進(jìn)行報(bào)警或不報(bào)警。本發(fā)明能夠快速檢測倒車路線上的突然出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象并及時(shí)預(yù)警，提高倒車過程中的安全性。
【專利說明】倒車安全輔助方法、裝置及汽車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車電子領(lǐng)域和視覺處理領(lǐng)域，具體涉及一種倒車安全輔助方法、倒 車安全輔助裝置及汽車。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車的不斷增多，因倒車產(chǎn)生的擦碰等事故也不斷增多，特別是在擁擠的停 車場和十字路口處，由于后視鏡存在很大盲區(qū)，對(duì)于突然進(jìn)入倒車路線的運(yùn)動(dòng)對(duì)象很難做 出及時(shí)反應(yīng)，容易造成碰撞事故。因此，及時(shí)檢測出倒車路線上的運(yùn)動(dòng)對(duì)象，提前預(yù)警，可以 給使用者足夠的時(shí)間采取措施避免事故。
[0003] 目前倒車安全輔助系統(tǒng)主要有兩種：倒車?yán)走_(dá)輔助系統(tǒng)和倒車影像輔助系統(tǒng)，它 們可以一定程度上提高倒車的安全性，但仍有很大的局限性。倒車?yán)走_(dá)輔助系統(tǒng)的最大探 測距離僅為2m左右，此探測距離對(duì)于快速靠近的運(yùn)動(dòng)對(duì)象無法做出及時(shí)預(yù)警；另外，倒車 雷達(dá)無法準(zhǔn)確檢測低于探頭安裝位置的障礙物；并且倒車?yán)走_(dá)探測范圍有限，無法檢測到 后視鏡部分盲區(qū)的障礙物。倒車影像僅為駕駛員提供影像參考，沒有預(yù)警功能，并且使用者 無法一直關(guān)注倒車影像。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商 業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種監(jiān)視范圍全面、抗擾動(dòng)性強(qiáng)、預(yù)測準(zhǔn)確度 高的倒車安全輔助方法。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的倒車安全輔助方法，包括以下步驟：A.通過置于車尾的攝像 頭采集車輛倒車路線上的實(shí)時(shí)視頻；B.在所述實(shí)時(shí)視頻中檢測出運(yùn)動(dòng)對(duì)象，獲取所述運(yùn)動(dòng) 對(duì)象的形狀尺寸和當(dāng)前位置；C.對(duì)檢測出的所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行跟蹤，獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的 運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速率；D.根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述形狀尺寸、所述當(dāng)前位置、所述運(yùn)動(dòng)方 向和所述運(yùn)動(dòng)速率，進(jìn)行預(yù)警邏輯判斷；以及E.根據(jù)預(yù)警邏輯判斷的結(jié)果，進(jìn)行報(bào)警或不 報(bào)警。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的倒車安全輔助方法，至少具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0007] (1)采用攝像頭進(jìn)行監(jiān)視，可檢測IOm范圍內(nèi)的物體，而倒車?yán)走_(dá)的最大探測距離 僅為2m左右，本發(fā)明具有監(jiān)視范圍更廣更全面的優(yōu)點(diǎn)。
[0008] (2)結(jié)合幀間差分和背景差分對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行檢測，能夠避免光照變化、目標(biāo)陰 影、擾動(dòng)噪聲等外界因素的干擾，能夠適應(yīng)各種場景變化，抗擾動(dòng)性強(qiáng)、預(yù)測準(zhǔn)確度高。
[0009] (3)采用分布投影算法檢測所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的當(dāng)前位置，投影的方式將二維空間的 圖像轉(zhuǎn)化到一維空間，計(jì)算量大大減小，數(shù)據(jù)處理效率高，適用于實(shí)時(shí)監(jiān)測。
[0010] (4)綜合考慮運(yùn)動(dòng)對(duì)象的形狀尺寸、當(dāng)前位置、運(yùn)動(dòng)速率、運(yùn)動(dòng)方向的特征信息，判 斷是否存在行車安全隱患，并確定安全隱患等級(jí)，具有真實(shí)全面、智能化的優(yōu)點(diǎn)。
[0011] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的倒車安全輔助方法還可以具有如下附加的技術(shù)特 征：
[0012] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括：在所述步驟A之后、所述步驟B之前，對(duì)所述實(shí) 時(shí)視頻并進(jìn)行圖像預(yù)處理。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟B具體包括：BI.判斷當(dāng)前幀是否為第一 幀；B2.如果當(dāng)前幀是第一幀，則以當(dāng)前幀的源圖像作為當(dāng)前幀的背景圖像，進(jìn)入步驟M ; B3.如果當(dāng)前幀不是第一幀，則采用幀間差分和背景差分相結(jié)合方法獲得當(dāng)前幀的背景圖 像，進(jìn)入步驟M ;B4.用當(dāng)前幀的源圖像減去當(dāng)前幀的背景圖像，得到背景差分圖像；B5.對(duì) 所述背景差分圖像進(jìn)行自適應(yīng)閾值的圖像二值化，分辨出運(yùn)動(dòng)區(qū)域和非運(yùn)動(dòng)區(qū)域；B6.對(duì) 所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的背景保持不變，對(duì)所述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域的背景進(jìn)行替換更新；以及B7.采用分 布投影算法獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象，并獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的形狀尺寸和當(dāng)前位置。
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟B5中所述自適應(yīng)閾值的圖像二值化過程的 計(jì)算公式為

【權(quán)利要求】
1. 一種倒車安全輔助方法，其特征在于，包括以下步驟： A. 通過置于車尾的攝像頭采集車輛倒車路線上的實(shí)時(shí)視頻； B. 在所述實(shí)時(shí)視頻中檢測出運(yùn)動(dòng)對(duì)象，獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的形狀尺寸和當(dāng)前位置； C. 對(duì)檢測出的所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行跟蹤，獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速率； D. 根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述形狀尺寸、所述當(dāng)前位置、所述運(yùn)動(dòng)方向和所述運(yùn)動(dòng)速率， 進(jìn)行預(yù)警邏輯判斷；以及 E. 根據(jù)所述預(yù)警邏輯判斷的結(jié)果，進(jìn)行報(bào)警或不報(bào)警。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒車安全輔助方法，其特征在于，還包括：在所述步驟A之 后、所述步驟B之前，對(duì)所述實(shí)時(shí)視頻并進(jìn)行圖像預(yù)處理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的倒車安全輔助方法，其特征在于，所述步驟B具體包括： BI.判斷當(dāng)前幀是否為第一幀； B2.如果當(dāng)前幀是第一幀，則以當(dāng)前幀的源圖像作為當(dāng)前幀的背景圖像，進(jìn)入步驟M ; B3.如果當(dāng)前幀不是第一幀，則采用幀間差分和背景差分相結(jié)合方法獲得當(dāng)前幀的背 景圖像，進(jìn)入步驟M ; B4.用當(dāng)前幀的源圖像減去當(dāng)前幀的背景圖像，得到背景差分圖像； B5.對(duì)所述背景差分圖像進(jìn)行自適應(yīng)閾值的圖像二值化，分辨出運(yùn)動(dòng)區(qū)域和非運(yùn)動(dòng)區(qū) 域； B6.對(duì)所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域的背景保持不變，對(duì)所述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域的背景進(jìn)行替換更新；以及 B7.采用分布投影算法獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象，并獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的形狀尺寸 和當(dāng)前位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的倒車安全輔助方法，其特征在于，所述步驟B5中所述自適應(yīng) 閾值的圖像二值化過程的計(jì)算公式為：bt(i,j) = =?，其中α 為自適應(yīng)系數(shù)且〇< a <l，（i，j)表示第i行第j列的像素，bt(i，j)為t時(shí)刻當(dāng)前幀的 背景圖像中（i，j)的值，bt_1(i，j)為前一幀的背景圖像中（i，j)的值，f t(i，j)為當(dāng)前幀的 源圖像中（i，j)的值，Dt (i，j)為t時(shí)刻的背景差分圖像的二值化結(jié)果。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒車安全輔助方法，其特征在于，所述步驟C具體包括： Cl.提供當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合和已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合,所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中的元素 為當(dāng)前幀中通過所述步驟B檢測出的所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象，所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合的元素在O 時(shí)刻初始化為空，在后續(xù)時(shí)刻中通過執(zhí)行步驟C3和步驟C4進(jìn)行更新； C2.將所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中各個(gè)元素逐一與所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中的各個(gè) 元素進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則對(duì)所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述形狀尺寸和所述當(dāng)前位置進(jìn)行更 新，并分別在所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合和所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中標(biāo)記這兩個(gè)元素為已匹 配； C3.掃描所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合，如果存在某個(gè)元素未被標(biāo)記已匹配，認(rèn)為有舊的所 述運(yùn)動(dòng)對(duì)象離開視野，則將所述元素從所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中刪除以更新所述已記錄 運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合； C4.掃描所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合，如果存在某個(gè)元素未被標(biāo)記已匹配，則認(rèn)為有新的所 述運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)入視野，則將所述元素添加到所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中以更新所述已記錄 運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合；以及 C5.重復(fù)步驟Cl至C4,得到各個(gè)時(shí)刻的所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合，將所述已記錄運(yùn)動(dòng) 對(duì)象集合中的所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的相鄰兩個(gè)時(shí)刻的所述當(dāng)前位置進(jìn)行比較，獲得所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象 的所述運(yùn)動(dòng)方向和所述運(yùn)動(dòng)速率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的倒車安全輔助方法，其特征在于，執(zhí)行所述步驟C的同時(shí)，還 包括：記錄所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的可信度，所述可信度用于輔助更新所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合，其 中， 當(dāng)連續(xù)多幀圖像檢測到所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述可信度逐漸累加； 當(dāng)連續(xù)多幀圖像檢測不到所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述可信度逐漸遞減。
7. -種倒車安全輔助裝置，其特征在于，包括： 視頻采集模塊，所述視頻采集模塊包括置于車尾的攝像頭，所述視頻采集模塊用于采 集車輛倒車路線上的實(shí)時(shí)視頻； 運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢測模塊，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢測模塊與所述視頻采集模塊相連，用于在所述實(shí) 時(shí)視頻中檢測出運(yùn)動(dòng)對(duì)象，獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的形狀尺寸和當(dāng)前位置； 運(yùn)動(dòng)對(duì)象跟蹤模塊，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象跟蹤模塊與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢測模塊相連，用于對(duì)檢 測出的所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)行跟蹤，獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速率； 預(yù)警邏輯判斷模塊，所述預(yù)警邏輯判斷模塊與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象跟蹤模塊相連，用于根據(jù) 所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述形狀尺寸、所述當(dāng)前位置、所述運(yùn)動(dòng)方向和所述運(yùn)動(dòng)速率，進(jìn)行預(yù)警邏 輯判斷；以及 報(bào)警器，所述報(bào)警器與所述預(yù)警邏輯判斷模塊相連，根據(jù)所述預(yù)警邏輯判斷模塊的判 斷結(jié)果進(jìn)行報(bào)警或不報(bào)警。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的倒車安全輔助裝置，其特征在于，還包括：圖像預(yù)處理模塊， 所述圖像預(yù)處理模塊位于所述視頻采集模塊與所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢測模塊之間，用于對(duì)所述實(shí) 時(shí)視頻并進(jìn)行圖像預(yù)處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的倒車安全輔助裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢測模塊 具體包括： 背景圖像獲取模塊，其中，如果當(dāng)前幀是第一幀，所述背景圖像獲取模塊以當(dāng)前幀的源 圖像作為當(dāng)前幀的背景圖像，如果當(dāng)前幀不是第一幀，所述背景圖像獲取模塊采用幀間差 分和背景差分相結(jié)合方法獲得當(dāng)前幀的背景圖像； 背景差分圖像獲取模塊，所述背景差分圖像獲取模塊與所述背景圖像獲取模塊相連， 用于將當(dāng)前幀的源圖像減去當(dāng)前幀的背景圖像得到背景差分圖像； 圖像二值化模塊，所述圖像二值化模塊與所述背景差分圖像獲取模塊相連，用于對(duì)所 述背景差分圖像進(jìn)行自適應(yīng)閾值的圖像二值化，分辨出運(yùn)動(dòng)區(qū)域和非運(yùn)動(dòng)區(qū)域； 背景更新模塊，所述背景更新模塊與所述圖像二值化模塊相連，用于對(duì)所述運(yùn)動(dòng)區(qū)域 的背景保持不變，對(duì)所述非運(yùn)動(dòng)區(qū)域的背景進(jìn)行替換更新；以及 尺寸位置獲取模塊，尺寸位置獲取模塊與所述圖像二值化模塊相連，用于采用分布投 影算法獲取運(yùn)動(dòng)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)對(duì)象，并獲取所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的形狀尺寸和當(dāng)前位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的倒車安全輔助裝置，其特征在于，所述圖像二值化模塊中所 述自適應(yīng)閾值的圖像二值化過程的計(jì)算公式為：bt(i,j) = S；ft|)：； ? 其中α為自適應(yīng)系數(shù)且〇 < α < 1，（i, j)表示第i行第j列的像素，bt(i, j)為t時(shí)刻 當(dāng)前幀的背景圖像中（i，j)的值，Iv1Q, j)為前一幀的背景圖像中（i，j)的值，ft(i，j)為 當(dāng)前幀的源圖像中（i，j)的值，Dt (i，j)為t時(shí)刻的背景差分圖像的二值化結(jié)果。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的倒車安全輔助裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象跟蹤模塊具 體包括： 當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合內(nèi)存，用于存儲(chǔ)當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合，所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中的元 素為當(dāng)前幀中通過所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象檢測模塊檢測出的所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象； 已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合內(nèi)存，用于存儲(chǔ)已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合，所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合 的元素在O時(shí)刻初始化為空，在后續(xù)時(shí)刻中不斷更新； 匹配模塊，所述匹配模塊分別與所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合內(nèi)存和已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合內(nèi) 存相連，用于將所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中各個(gè)元素逐一與所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中的各 個(gè)元素進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則對(duì)所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述形狀尺寸和所述當(dāng)前位置進(jìn)行 更新，并分別在所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合和所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中標(biāo)記這兩個(gè)元素為已 匹配； 掃描更新模塊，所述掃描更新模塊分別與所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合內(nèi)存和已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì) 象集合內(nèi)存相連，用于對(duì)所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合進(jìn)行更新，其中， 所述掃描更新模塊掃描所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合，如果存在某個(gè)元素未被標(biāo)記已匹 配，認(rèn)為有舊的所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象離開視野，則所述掃描更新模塊將所述元素從所述已記錄運(yùn) 動(dòng)對(duì)象集合中刪除以更新所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合；和 所述掃描更新模塊掃描所述當(dāng)前運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合，如果存在某個(gè)元素未被標(biāo)記已匹配， 則認(rèn)為有新的所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象進(jìn)入視野，則所述掃描更新模塊將將所述元素添加到所述已記 錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合中以更新所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合；以及 運(yùn)動(dòng)參數(shù)獲取模塊，與所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合內(nèi)存相連，用于將所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì) 象集合中的所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的相鄰兩個(gè)時(shí)刻的所述當(dāng)前位置進(jìn)行比較，獲得所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的 所述運(yùn)動(dòng)方向和所述運(yùn)動(dòng)速率。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的倒車安全輔助裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象跟蹤模塊中 還包括：可信度內(nèi)存，所述可信度內(nèi)存用于記錄所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的可信度，所述可信度用于輔 助更新所述已記錄運(yùn)動(dòng)對(duì)象集合，其中， 當(dāng)連續(xù)多幀圖像檢測到所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述可信度逐漸累加； 當(dāng)連續(xù)多幀圖像檢測不到所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)對(duì)象的所述可信度逐漸遞減。
13. -種汽車，其特征在于，包括權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的倒車安全輔助裝置。
【文檔編號(hào)】B60R1/00GK104512329SQ201310451913
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】丁贊, 徐波 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司