一種車道線識別和安全警示的車載圖像處理裝置的製作方法
2023-09-17 08:09:40
專利名稱：一種車道線識別和安全警示的車載圖像處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及圖像處理，更具體涉及行車環境信息的圖像採 集與處理。
技術背景現有車用圖像處理裝置一般是將駕駛員盲區的圖像傳送到駕駛 室的顯示裝置，或為了檢測物體的位置，或為了防止碰撞。例如下面 的三個發明創造。專利申請號200410089462.1的發明，是一種基於圖像處理的機 動車周邊狀況動態監視的方法及裝置。該發明是將攝像機所獲得的長 方形圖像經過處理後分別成為特定形狀的圖像，並和預先拍攝和存儲 的本車俯視圖形進行合成處理，形成一幅類似從空中俯視本機動車及 其周邊狀況的完整的效果圖像，並在顯示屏上顯示。專利申請號200510124348.2的發明，是一種車載用圖像處理裝 置。該發明是根據雷達的測量結果，通過圖像處理，檢測出物體的位 置。專利申請號200510125415.2的發明，也是一種車用圖像處理系 統，該系統主要用於防止碰撞以及記錄碰撞。還被用於識別逐漸增加 的碰撞可能性或實現避免碰撞的安全裝置。目前尚未發現一種用於車道線識別和起警示作用的車載圖像處 理裝置。 發明內容本實用新型的目的是提供一種車道線識別和安全警示的車載 圖像處理裝置。該裝置包括鏡頭、CMOS傳感器、DSP系統、CAN 總線以及相關的接口電路和信號處理方法。為了達到上述目的，本實用新型採用如下技術方案 一種車道線識別和安全警示的車載圖像處理裝置包含光學鏡頭、CMOS圖像傳感器、數據信號處理器DSP、 LCD顯示器、車輛 總線及狀態信息接口、 RS232串行通訊接口轉CAN總線接口、直流 電源和震蕩器。CMOS圖像傳感器包含感光器件、P2C總線接口和PAL視屏 輸出。數據信號處理器DSP包含視屏解碼器、P2C總線接口、視屏編 碼器、輸入接口和串行通訊接口。光學鏡頭連接CMOS圖像傳感器的感光器件，CMOS圖像傳感 器IA2C總線接口的串行數據信號(SDA)和串行時鐘信號(SCL) 分別與數據信號處理器DSP P2C總線接口的串行數據信號(SDA) 和串行時鐘信號(SCL)連接，CMOS圖像傳感器的PAL視屏輸出 的圖像的視頻信號和參考地分別連接到數據信號處理器DSP的視屏 編碼器，數據信號處理器DSP的視屏編碼器、輸入接口和串行通訊 接口分別與LCD顯示器、車輛總線及狀態信息接口和RS232串行通訊接口轉CAN總線接口連接，直流電源與CMOS圖像傳感器的電源 插座連接，震蕩器與CMOS圖像傳感器的時鐘埠連接。本裝置用光學鏡頭和CMOS圖像傳感器採集車道線和周圍障礙 物圖像信息，並轉換成PAL視頻信號、DSP系統採集和處理這些視 頻信號，得到車輛與車道的位置關係，相對距離和夾角；禾,CAN 總線和裝置的輸入輸出接口 ，獲得車輛的速度和轉向信號、剎車信號， 進行警示判斷；通過IA2C總線調節CMOS傳感器的參數，控制圖像 質量，適應不同的光照條件。通過CAN總線將車輛位置參數發送到 車載ECU，供安全警示和控制使用。與現有技術相比，本實用新型的優點在於，利用數字處理晶片和 圖像傳感器結合成一個嵌入式車載圖像處理裝置，實現了攝像頭和計 算機系統的集成，結構緊湊、性能可靠、價格便宜、適合汽車使用。
圖l為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型的RS232串行通訊接口轉CAN總線接口結構示 意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型作進一步的說明。 一種車道線識別和安全警示的車載圖像處理裝置包含光學鏡頭、 CMOS圖像傳感器、數據信號處理器DSP、 LCD顯示器、車輛總線 及狀態信息接口、 RS232串行通訊接口轉CAN總線接口、直流電源 和震蕩器。CMOS圖像傳感器包含感光器件、IA2C總線接口和PAL視屏輸出。數據信號處理器DSP包含視屏解碼器、P2C總線接口、視屏編 碼器、輸入接口和串行通訊接口。上述各部件的連接關係為光學鏡頭連接CMOS圖像傳感器的 感光器件，CMOS圖像傳感器P2C總線接口的串行數據信號(SDA) 和串行時鐘信號(SCL)分別與數據信號處理器DSP IA2C總線接口 的串行數據信號(SDA)和串行時鐘信號(SCL)連接，CMOS圖像 傳感器的PAL視屏輸出的圖像的視頻信號和參考地分別連接到數據 信號處理器DSP的視屏編碼器，數據信號處理器DSP的視屏編碼器、 輸入接口和串行通訊接口分別與LCD顯示器、直流電源與CMOS圖 像傳感器的電源插座連接，震蕩器與CMOS圖像傳感器的時鐘埠 連接。由附圖2可知，車輛總線及狀態信息接口和RS232串行通訊接 口轉CAN總線接口連接，MAX232是專用串行通訊接口晶片， MC9S12DP256是16位帶CAN功能的單片機，RXD， Rxd， RXDO 代表晶片的數據接受埠， TXD， Txd， TXDO代表晶片的數據發送 埠。 Gnd為參考地埠。以下為本實用新型實現車道偏離警示功能的原理和工作過程。 CMOS傳感器選用美國美光MT9V125,數位訊號處理器選用TI公司的 DM642, DM642通過IA2C總線控制CMOS傳感器MT9V125的參數， 調整適合光照條件的工作狀態，禾U用鏡頭和CMOS傳感器MT9V125採集車輛行駛前方的車道線圖像信息。CMOS傳感器MT9V125的PAL 制式視頻信號通過TVP5150APBS視頻解碼器連接DM642， DM642存儲圖像信號並進行處理，得到車道線的信息，進而計算出車輛與車道 線的相對位置，夾角等幾何數據。利用本裝置的數據輸入接口， CAN 總線，獲得車輛行駛速度，轉向信號(駕駛員是否轉向)等，然後進 行車輛是否偏離的安全判斷並發出警示。下列是車道線識別的過程1、 劃分灰度圖的感興趣區(ROI);2、 進行基於微分的圖像增強和濾波；3、 利用最大熵法確定閾值；4、 二值化，車道線上的像素濾波和確定；5、 霍夫變換，確定車道線和車輛與車道線的位置關係； 本實用新型電路CAN總線接口，是利用DM642的通用異步串行通訊UART接口通過RS232轉CAN專用模塊實現。CAN總線接 口連接車輛電子控制單元，獲取車輛運行的速度。本實用新型電路數字輸入接口是利用DM642的通用輸入輸出模 塊據實現。數字輸入輸出連接車輛信號電路，獲取車輛運行的狀態信 號，轉向信號剎車信號等；本實用新型電路通過上述接口可以獲取車輛相對於車道線位置、 夾角，車輛速度，駕駛員剎車、轉向信號。DM642通過軟體實現如 下功能當車速大於60公裡/小時，車輛接近一邊車道線且夾角大於 設定閾值時，或者車輛已經越線時，判斷出車輛偏離是否有意，如果 無意，則裝置發出警告信息，進而實現車道偏離警示功能。
權利要求1、一種車道線識別和安全警示的車載圖像處理裝置，其特徵在於，該裝置包含光學鏡頭、CMOS圖像傳感器、數據信號處理器DSP、LCD顯示器、車輛總線及狀態信息接口、RS232串行通訊接口轉CAN總線接口、直流電源和震蕩器；CMOS圖像傳感器包含感光器件、I^2C總線接口和PAL視屏輸出；數據信號處理器DSP包含視屏解碼器、I^2C總線接口、視屏編碼器、輸入接口和串行通訊接口；光學鏡頭連接CMOS圖像傳感器的感光器件，CMOS圖像傳感器I^2C總線接口的串行數據信號和串行時鐘信號分別與數據信號處理器DSPI^2C總線接口的串行數據信號和串行時鐘信號連接，CMOS圖像傳感器的PAL視屏輸出的圖像的視頻信號和參考地分別連接到數據信號處理器DSP的視屏編碼器，數據信號處理器DSP的視屏編碼器、輸入接口和串行通訊接口分別與LCD顯示器、車輛總線及狀態信息接口和RS232串行通訊接口轉CAN總線接口連接，直流電源與CMOS圖像傳感器的電源插座連接，震蕩器與CMOS圖像傳感器的時鐘埠連接。
專利摘要本實用新型公開了一種車道線識別和安全警示的車載圖像處理裝置，涉及行車環境信息的圖像採集與處理。該裝置包含光學鏡頭、圖像傳感器、數據信號處理器、顯示器和兩路總線接口。本裝置用光學鏡頭和圖像傳感器將車道線及障礙物的圖像轉換成數位訊號、由數據信號處理器採集和處理，得到車輛與車道的位置關係，障礙物的類型以及相對距離和速度；通過I^2C總線控制圖像傳感器的參數，通過CAN總線發送到車載電子控制單元，供安全警示和控制使用；另一路CAN總線和CCP協議進行參數標定。優點是將數字處理晶片與圖像傳感器結合成嵌入式車載圖像處理裝置，實現了攝像頭和計算機系統的集成，結構緊湊、性能可靠、價格便宜、適合汽車使用。
文檔編號H04N7/18GK201118837SQ200720088218
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月16日 優先權日2007年11月16日
發明者濤 於, 劉金漢, 彭國華, 徐家明 申請人:東風汽車有限公司