一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置及報(bào)警方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置及報(bào)警方法。該裝置包括微處理器，用于獲取乘員肢體是否伸出車窗的多個(gè)左側(cè)紅外線傳感器和多個(gè)右側(cè)紅外線傳感器，用于采集乘員肢體圖像和障礙物圖像的左攝像頭和右攝像頭，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警的信號(hào)燈；通過安裝在車窗外部上邊緣的紅外線傳感器獲取乘員是否有肢體伸出窗外的情況，在有乘員肢體伸出窗外的情況下，安裝在車輛后視鏡上的攝像頭獲取車輛后方的圖像，微處理器通過圖像處理技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行處理，識(shí)別出此時(shí)乘員伸出車窗部分肢體與障礙物之間的間隙，并對(duì)乘員狀態(tài)安全性評(píng)估，評(píng)估結(jié)果分為危險(xiǎn)、較危險(xiǎn)和安全三種，通過不同顏色的信號(hào)燈將評(píng)估結(jié)果向駕駛員提示。
【專利說(shuō)明】一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置及報(bào)警方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及車內(nèi)乘員保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置及報(bào)警 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前機(jī)動(dòng)車保有量急劇增長(zhǎng)，在道路資源有限的情況下，擁堵變得越來(lái)越普遍。車 輛為了緩解擁堵達(dá)到快速通行的目的，常常會(huì)出現(xiàn)車輛加塞或者一個(gè)車道內(nèi)并列存在多輛 車的情況；但是，乘員的安全意識(shí)并不高，經(jīng)常出現(xiàn)乘員頭部或者肢體伸出窗外的危險(xiǎn)行 為；在城市特別是有設(shè)置有城門、橋墩以及立體交通的地區(qū)，若在上述車輛加塞或者同一車 道內(nèi)并列存在多輛車的情況下，車輛、城門和橋墩以及其他車輛等障礙物之間的間隙會(huì)急 劇減小，若此時(shí)乘員頭部或者肢體伸出窗外則極有可能會(huì)對(duì)乘員身體造成傷害。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 表明，由于乘員肢體伸出窗外與建筑物發(fā)生接觸碰撞導(dǎo)致了大量的交通事故，這給乘員帶 來(lái)了巨大的精神和財(cái)產(chǎn)損失。
[0003] 目前，防止此類事故發(fā)生主要靠提高駕駛員的安全意識(shí)。在駕駛過程中通過后視 鏡獲取乘員是否將肢體伸出窗外等信息，但是后視鏡視野有限，駕駛員的注視點(diǎn)同一時(shí)刻 也只有一個(gè)，且過多的觀察后視鏡會(huì)使駕駛員對(duì)前方交通信息的獲取減少，不利于行車安 全，在此種情況下開發(fā)出自動(dòng)識(shí)別乘員肢體是否伸出窗外并對(duì)駕駛員進(jìn)行提示的系統(tǒng)有現(xiàn) 實(shí)的應(yīng)用價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置及報(bào)警方法，該裝置投資 少、適合規(guī)?；茝V，其工作方法智能化、無(wú)需操作且可靠性高。
[0005] 為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0006] 方案一：
[0007] -種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置，其特征在于，包括微處理器，用于獲取乘員肢體 是否伸出車窗的多個(gè)左側(cè)紅外線傳感器和多個(gè)右側(cè)紅外線傳感器，用于采集乘員肢體圖像 和障礙物圖像的左攝像頭和右攝像頭，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警的信號(hào) 燈；
[0008] 所述多個(gè)左側(cè)紅外線傳感器和多個(gè)右側(cè)紅外線傳感器的輸出端分別對(duì)應(yīng)電連接 微處理器的多個(gè)I/O輸入端，所述左攝像頭和右攝像頭的視頻輸出端分別對(duì)應(yīng)電連接微處 理器的兩個(gè)視頻輸入端，所述左攝像頭和右攝像頭的控制端分別對(duì)應(yīng)電連接微處理器的兩 個(gè)I/O輸出端，所述微處理器的I/O輸出端電連接信號(hào)燈的輸入端；
[0009] 每個(gè)車窗上方安裝有一個(gè)紅外線傳感器，所述左攝像頭和右攝像頭對(duì)應(yīng)安裝在左 后視鏡和右后視鏡上，所述信號(hào)燈安裝在儀表盤上。
[0010] 本技術(shù)方案的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于：
[0011] 所述攝像頭采用YJS-01USB2. 0攝像頭。
[0012] 所述微處理器為ARM9處理器，型號(hào)為S3C2410。
[0013] 所述紅外線傳感器為手護(hù)神牌對(duì)射紅外光柵，型號(hào)為Q型。
[0014] 所述信號(hào)燈包括紅色LED燈、黃色LED燈和綠色LED燈。
[0015] 方案二：
[0016] -種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警方法，基于上述車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置，其特征 在于，包括以下步驟：
[0017] 步驟一，在本車上安裝所述報(bào)警裝置，在使用所述報(bào)警裝置之前進(jìn)行左攝像頭和 右攝像頭的標(biāo)定；
[0018] 左攝像頭的標(biāo)定，建立以左攝像頭的鏡頭的中心點(diǎn)為原點(diǎn)，垂直于鏡頭的直線為 橫坐標(biāo)，與該橫坐標(biāo)垂直的水平直線為縱坐標(biāo)的直角坐標(biāo)系；在本車左后方建立一標(biāo)定點(diǎn)， 該標(biāo)定點(diǎn)在攝像頭內(nèi)的圖像為標(biāo)定像點(diǎn)，用直尺測(cè)量得到該標(biāo)定點(diǎn)在該直角坐標(biāo)系內(nèi)的坐 標(biāo)為（D，h)，該標(biāo)定點(diǎn)的通過鏡頭中心點(diǎn)的成像光線與橫坐標(biāo)的夾角為0，得到

【權(quán)利要求】
1. 一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置，其特征在于，包括微處理器，用于獲取乘員肢體 是否伸出車窗的多個(gè)左側(cè)紅外線傳感器和多個(gè)右側(cè)紅外線傳感器，用于采集乘員肢體圖像 和障礙物圖像的左攝像頭和右攝像頭，用于根據(jù)微處理器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警的信號(hào) 燈； 所述多個(gè)左側(cè)紅外線傳感器和多個(gè)右側(cè)紅外線傳感器的輸出端分別對(duì)應(yīng)電連接微處 理器的多個(gè)I/O輸入端，所述左攝像頭和右攝像頭的視頻輸出端分別對(duì)應(yīng)電連接微處理器 的兩個(gè)視頻輸入端，所述左攝像頭和右攝像頭的控制端分別對(duì)應(yīng)電連接微處理器的兩個(gè)1/ 〇輸出端，所述微處理器的I/O輸出端電連接信號(hào)燈的輸入端； 每個(gè)車窗上方安裝有一個(gè)紅外線傳感器，所述左攝像頭和右攝像頭對(duì)應(yīng)安裝在左后視 鏡和右后視鏡上，所述信號(hào)燈安裝在儀表盤上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置，其特征在于，所述攝像頭 采用YJS-01USB2.O攝像頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置，其特征在于，所述微處理 器為ARM9處理器，型號(hào)為S3C2410。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置，其特征在于，所述紅外線 傳感器為手護(hù)神牌對(duì)射紅外光柵，型號(hào)為Q型。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝置，其特征在于，所述信號(hào)燈 包括紅色LED燈、黃色LED燈和綠色LED燈。
6. -種車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警方法，基于權(quán)利要求1所述的車內(nèi)乘員危險(xiǎn)狀態(tài)報(bào)警裝 置，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一，在本車上安裝所述報(bào)警裝置，在使用所述報(bào)警裝置之前進(jìn)行左攝像頭和右攝 像頭的標(biāo)定； 左攝像頭的標(biāo)定，建立以左攝像頭的鏡頭的中心點(diǎn)為原點(diǎn)，垂直于鏡頭的直線為橫坐 標(biāo)，與該橫坐標(biāo)垂直的水平直線為縱坐標(biāo)的直角坐標(biāo)系；在本車左后方建立一標(biāo)定點(diǎn)，該標(biāo) 定點(diǎn)在攝像頭內(nèi)的圖像為標(biāo)定像點(diǎn)，用直尺測(cè)量得到該標(biāo)定點(diǎn)在該直角坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)為 (D，h)，該標(biāo)定點(diǎn)的通過鏡頭中心點(diǎn)的成像光線與橫坐標(biāo)的夾角為Θ，得到 ,,h tsiiiΘ--， D Θ=NumXRop+Offset， 式中：Num是從左攝像頭的中心到該標(biāo)定像點(diǎn)的像素個(gè)數(shù)； Rop是每個(gè)像素的弧度值； Offset是弧度誤差； Num從左攝像頭圖像上得到，經(jīng)過多次標(biāo)定得到Rop和Offset的值，從而得到h=D tanΘ=Dtan(Num*Rop+Offset)； 同樣原理，標(biāo)定右攝像頭； 步驟二，多個(gè)左側(cè)紅外線傳感器和多個(gè)右側(cè)紅外線傳感器實(shí)時(shí)采集乘員肢體伸出車窗 的信號(hào)，并將乘員肢體伸出車窗的信號(hào)傳輸給微處理器； 步驟三，微處理器根據(jù)接收到的左側(cè)紅外線傳感器或右側(cè)紅外線傳感器的乘員肢體伸 出車窗的信號(hào)對(duì)應(yīng)開啟左側(cè)攝像頭或右側(cè)攝像頭； 步驟四，左側(cè)攝像頭和右側(cè)攝像頭采集到車輛左側(cè)面和右側(cè)面的圖像后傳輸給微處理 器，微處理器進(jìn)行圖像預(yù)處理，對(duì)圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，計(jì)算以該像素點(diǎn)為中心的該像素 點(diǎn)周圍3X3范圍內(nèi)的像素點(diǎn)灰度值的平均值，將該平均值記為該像素點(diǎn)的灰度值； 步驟五，微處理器提取圖像包括有乘員肢體圖像和障礙物圖像，微處理器設(shè)定灰度閾 值為127,對(duì)于圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，如果該像素點(diǎn)的灰度值大于等于該閾值，則將該像 素點(diǎn)的灰度值改為〇 ;如果該像素點(diǎn)的灰度值小于該閾值，則將該像素點(diǎn)的灰度值改為1 ; 圖像中的灰度值為O的所有像素點(diǎn)所組成的圖像即為乘員伸出車窗的肢體和障礙物的圖 像； 步驟六，微處理器選取乘員伸出車窗的肢體圖像的最遠(yuǎn)端的像素點(diǎn)作為第一特征點(diǎn)， 所述最遠(yuǎn)端對(duì)于左攝像頭采集圖像為最左端，對(duì)于右攝像頭采集圖像為最右端；微處理器 選取與該第一特征點(diǎn)在同一水平線上并距該第一特征點(diǎn)最近的障礙物圖像上的像素點(diǎn)為 第二特征點(diǎn)，微處理器采集得到第一特征點(diǎn)到攝像頭中心的像素個(gè)數(shù)Numl和第二特征點(diǎn) 到攝像頭中心的像素個(gè)數(shù)Num2 ;微處理器內(nèi)存儲(chǔ)有每個(gè)紅外線傳感器與對(duì)應(yīng)側(cè)的攝像頭 之間的橫向距離，當(dāng)微處理器接收到任何一個(gè)紅外線傳感器采集的乘員肢體伸出車窗的信 號(hào)后，微處理器提取該紅外傳感器與攝像頭之間的橫向距離D1，設(shè)第一特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)物 為第一被探測(cè)點(diǎn)，第二特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)物為第二被探測(cè)點(diǎn)，將Dl和Numl代入公式h=D tan0=Dtan(Num*R〇p+OffSet)計(jì)算得到第一被探測(cè)點(diǎn)距離攝像頭中心的縱向距離，將 Dl和Num2代入公式h=DtanΘ=Dtan(Num*Rop+Offset)計(jì)算得到第二被探測(cè)點(diǎn)距離 攝像頭中心的縱向距離，從而得到第一被探測(cè)點(diǎn)與第二被探測(cè)點(diǎn)之間的縱向距離； 步驟七，如果沒有檢測(cè)到第二被探測(cè)點(diǎn)或第二被探測(cè)點(diǎn)與第一被探測(cè)點(diǎn)之間間隔的像 素點(diǎn)數(shù)目大于等于Im時(shí)，微處理器控制綠色LED燈顯示；第二被探測(cè)點(diǎn)與第一被探測(cè)點(diǎn)之 間間隔的像素點(diǎn)數(shù)目小于Im且大于等于50cm時(shí)，微處理器控制黃色LED燈顯示；第二被探 測(cè)點(diǎn)與第一被探測(cè)點(diǎn)之間間隔的像素點(diǎn)數(shù)目小于50cm時(shí)，微處理器控制紅色LED燈顯示。
【文檔編號(hào)】B60R1/00GK104442566SQ201410641667
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】徐婷, 何立明, 馬壯林, 胡大偉, 陳剛, 楊新新, 李威 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)