智能型車輛行駛安全輔助系統的製作方法

2023-05-01 14:43:46

專利名稱：智能型車輛行駛安全輔助系統的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種智能型車輛行駛安全輔助系統，特別是一種有關應用於手持裝 置上的智能型車輛行駛安全輔助系統。
背景技術：
智能型車輛行駛安全輔助系統以車輛為例，傳統上為使行車更為安全便利，於汽 車的內、外皆裝設有諸多安全輔助結構，其中最基本的方式即於車輛內外裝設後視鏡，後視 鏡雖可反射影像以進行監控車輛側邊及車輛後方的行車狀態，惟仍極易造成視覺死角，甚 而嚴重影響交通安全。近來隨著不同的需要，現今於車輛內、外分別設有倒車監控以及相關的雷達檢測 裝置，或是以攝影裝置進行車外攝影並呈現影像，惟均具有其缺失，其缺失包括使用時不具 便利性，具有視覺死角，且防撞警示功能有限。且雷達檢測裝置僅能提供駕駛者聲響，僅能 聽及警示聲響，無法提供視覺上的清晰判別。此外，由於檢測器及雷達，或是攝影裝置多半設置在車輛正後方，且因雷達的檢測 角度及檢測距離均有相當限制，因此其可檢測的角度亦十分有限，無法有效涵蓋行車安全 區域，更產生了諸多死角。且因使用的環境亦會受到外界嚴重幹擾，由於以聲響方式警告駕 駛者，故於外界吵雜環境中，駕駛者極易因幹擾造成誤判，反而影響行車安全。如現有的臺灣專利第90212262號的「防側撞警示裝置」，第88220406號的「具多 任務顯示功能的倒車雷達裝置」。由於其雷達設定於車輛前、後以進行檢測感知，故當有物 體接近時，即會進行檢測觸發且同時送出訊號。因此當有許多車輛行經，或是行動的物體較 多時，會觸發過多的檢測，而發出過多警告消息，會導致駕駛者無法確實判斷正確消息，甚 至造成駕駛者的誤判。另外，如現有臺灣專利第1268878號的「一種以計算機視覺為基礎 的車道檢測安全警示方法及其系統」中的技術所揭示，大部分行車安全輔助的系統皆以單 一檢測功能(如車道偏移)進行車輛的警示，而本發明技術可以通過檢測模塊的選定同時 在檢測不同行駛安全模式，更重要的地方為本發明技術的設計可以嵌入各種手持裝置，如 PDA、手機和照相機等，並將行駛檢測的消息通過網絡的模塊傳送出去，以節省製造人力與 製造時間等成本，則能有效應用行駛輔助系統達到行駛安全的目的。

發明內容
本發明揭露一種智能型車輛行駛安全輔助系統，第一較佳實施例包含，一影像擷 取裝置，系用以擷取影像；一檢測模塊，系用以選擇一安全檢測模式；一數據處理模塊，系 依據該檢測模塊選定的該安全檢測模式，驅動該影像擷取裝置擷取一影像，並傳送該影像 到該數據處理模塊進行一行駛參數運算處理。而檢測模塊為一安全檢測模式選單接口用以 提供行駛安全檢測模式的選擇。本發明的智能型車輛行駛安全輔助系統至少包含一全球定位系統用以提供行駛 速度與目前位置的信息。
本發明的安全檢測模式包含行駛偏移量檢測、掉落物體檢測、行駛前方物體檢測、 行駛側邊物體檢測、行駛側後方物體檢測。本發明利用該數據處理模塊對所選定的該安全檢測模式進行運算，如果發現行駛 情況有異常的狀況則進行警示。本發明的第二較佳實施例，揭露一種智能型車輛行駛安全輔助系統，包含一影像 擷取裝置，系用以擷取影像；一檢測模塊，系用以選擇一安全檢測模式；一數據處理模塊， 系依據該檢測模塊選定的該安全檢測模式，驅動該影像擷取裝置擷取一影像，並傳送該影 像到該數據處理模塊進行一行駛參數運算處理；一警示模塊，系針對該數據處理模塊的該 行駛參數運算結果進行警告；一儲存模塊，系依據該警示模塊啟動該儲存模塊儲存該影像 擷取裝置所擷取的影像數據及該數據處理模塊所運算的該行駛參數。該儲存模塊可為任何 非揮發性儲存裝置等。本發明在於可針對該數據處理模塊對所選定的該行駛檢測模式進行運算，如果發 現行駛情況有異常的狀況則進行警示並儲存該影像擷取裝置所擷取的影像數據及該數據 處理模塊所運算的該行駛參數，以節省儲存模塊的內存空間。
本發明的智能型車輛行駛安全輔助系統至少包含一全球定位系統，利用該全球定 位系統提供一行駛速度與位置的信息。本發明的智能型車輛行駛安全輔助系統至少包含一網絡模塊用以傳輸該儲存模 塊儲存的內容與該行駛速度與位置的信息，可以傳輸給特定的人與位置。本發明的第三較佳實施例系一種智能型車輛行駛安全輔助系統，包含一影像擷 取裝置，系用以擷取影像；一檢測模塊，系用以選擇一安全檢測模式；一數據處理模塊，系 依據該檢測模塊選定的該行駛檢測模式，驅動該影像擷取裝置擷取一影像，並傳送該影像 到該數據處理模塊進行一行駛參數運算處理；一儲存模塊，系儲存該影像擷取裝置所擷取 的影像數據及該數據處理模塊所運算的該行駛參數；一網絡模塊，系傳輸該儲存模塊的信 肩、ο本發明的智能型車輛行駛安全輔助系統至少包含一全球定位系統和電子地圖系 統，可以將儲存模塊的內容與道路信息、行駛速度與位置一併傳送到其它地方。本發明的智能型車輛行駛安全輔助系統可應用在手持裝置上進行至少一個以上 的行駛安全模式進行檢測。故而，關於本發明的優點與精神可以通過以下發明詳述及所附圖式得到進一步的 了解。


圖1所示為本發明的系統流程圖。圖2所示為本發明的檢測系統流程圖。圖3所示為本發明的檢測實施例圖。圖4所示為本發明的平面檢測區域圖。
具體實施例方式本發明提出一種智能型車輛行駛安全輔助系統，請參閱圖1，其系一系統流程圖，用以說明根據本發明之一較佳實施例的智能型車輛行駛安全輔助系統。如圖1所示的系統流程圖，通過手持裝置顯示檢測模式，即以所形成的檢測模塊 101種類進行挑選檢測模式。而其檢測的模式可同時檢測至少一種以上的安全模式，並依據 所挑選的模式進行儲存。通過影像擷取裝置102擷取實時影像，通過數據處理模塊103，依 照設定的檢測模式進行檢測。系統會針對數據處理模塊103所運算的影像處理信息進行判 讀，並以警示模塊104進行警示或是以儲存模塊105儲存影像信息，最後利用網絡模塊106 將影像擷取裝置所擷取的實時影像傳送出去。其中手持裝置包含手機、PDA、相機與GPS導 航等。而影像擷取裝置102為一般市面上可以做為攝影物體的裝置，例如C⑶或是CMOS等 的裝置。而警示模塊104可為屏幕影像進行顯示警告消息，亦可為聲音、LED燈光或是震動 等方式以進行警示。仍如圖1所示，以行駛偏離檢測為例，於行駛中前方實時影像通過影像擷取模塊 102擷取至數據處理模塊103，進行車道線檢測與行駛偏離量估算。在車道線檢測部分，主 要利用車道標線本身特徵，包含灰階特性、標線寬度與標線邊緣信息等等，通過這些特徵進 行找出可能的標線點，接著，利用線性逼近的方法，在畫面中，刪除誤差的噪聲點，找出符合 整體車道趨勢的點，以線性逼近的方式，完成車道線檢測的步驟。接著，參考影像中車道與 物體的相對位置，將物體中心與車道中心的距離點數，利用真實三維世界坐標與二維影像 作標的轉換，估算出物體中心與車道中心的距離以產生一數值，該數值需跟系統設計者所 設定的偏移安全記錄門坎值與警示門坎值比較。如圖2所示的檢測系統流程圖，在影像經過數據處理模塊202中的影像信息處理 206後，當超過數據處理模塊202中的警示門坎值208，表示物體即將要偏離車道，因此，系 統立即發出警示訊號，該警示訊號可為聲響、燈號或是振動的方式，提醒駕駛者注意。當偏 離值到達警示門坎值208的前，會先到達數據處理模塊202中的安全記錄門坎值207，而安 全記錄門坎值207會小於或等於偏移警示門坎值208，當偏移值超過安全記錄門坎值207 時，將啟動儲存模塊204，並儲存由影像擷取裝置201所擷取的實時影像畫面。另外，在影像 擷取裝置201儲存所擷取的實時影像畫面時，系統可將畫面進行實時影像壓縮，再儲存於 預設的非揮發性儲存裝置，並利用網絡模塊205將儲存的影像進行傳輸。而仍如圖2所示，在行駛前方物體檢測的部份，物體檢測首先會針對預計檢測的物體在影像中特性分析，作為檢測辨識的依據。以前方車輛為例，影像中的車輛擁有較道路 表面複雜的邊緣特性，包含垂直與水平邊緣特性。接著針對有垂直與水平邊緣信息出現的 區域進行統計，可以找出一個具有聯集特性的區域，並且左右對稱的區域，此區域便會是車 輛所在位置。最後，利用車輛底部出現的陰暗區域特性完成前方車輛檢測後，可以依據該車 輛在影像中的位置，估算出該車與自身車輛的相對距離，當距離短於前方車距的安全記錄 門坎值207時，啟動記錄功能。當與前車距離短於警示門坎值208，則通過警示模塊203對 駕駛者進行相關警示動作，以增進行駛安全。而如圖3所示的檢測實施例圖，判斷距離有兩種方式，第一種是以對應的方式，依 照車輛底部在畫面上位置，以事先量測的對照表格直接對應。而第二種是利用攝影機所設 的參數，如架設高度、架設俯角以及鏡頭焦距等等，參考世界三維(3D)坐標與二維(2D)影 像關係，進行估算。故第二種距離估算方式雖較為準確，卻需要較多的計算時間與程序。以圖4所示車輛的平面檢測區域圖為例，包括駕駛者盲點、行駛側邊、以及行駛側後方物體等的檢測方法，雖皆很類似，但只是在偵側區域有所不同。在設定出相對應的區域 作為影像辨識的範圍，利用車道線檢測技術，修正此辨識的範圍，畢竟車輛在車道中的位置 不會固定不變。以車輛為例，在此辨識的範圍中，在日間利用車輛底部陰暗區域作檢測，而 夜間則是採用成對的車頭燈特性。在車輛底部陰暗區域辨識部分，該陰暗區域必須具有連 續性，因為車底產生的陰暗區域是有連續性的，避免因為路面髒汙或零碎陰影所造成的誤 判。然而實際車輛底部陰影的灰階值，會比車體造成陰影的灰階值低，利用此特性，可針對 灰階值較低的區域，將其辨識為實際車輛底部位置。垂直邊緣特性被用來修正車輛左右的 邊緣位置，由於非車輛造成的陰影，無明顯垂直邊緣特性，因此通過垂直邊緣判斷，可排除 非車輛造成的陰影。當距離短於側方物體距安全記錄門坎時，啟動記錄功能。當與側方物 體距離短於警示門坎值，通過警示模塊對駕駛進行相關警示動作，增進行駛安全。 在實時影像記錄的同時，同時參考全球定位系統(GPS)訊號與電子地圖系統，通 過經緯度的信息轉換成物體所在位置與所在的道路，以文本文件紀錄的方式或是以水印 內嵌在影像中的方式記錄，除了在意外發生後，可以將這些資料作為協助事故現場重建使 用外，(含影像以及相關的物體所在位置信息)，還可以將這些實時的數據，通過無線網絡 (3G、Wi-Fi、Wi MAX等)傳送給外界，如車隊管理單位、所指定的家人，讓車輛目前狀況能夠 在所允許情形下充分被掌握。本發明技術亦可通過網絡模塊接收外界所提供的信息，以車輛行駛為例，車 輛行駛於道路上，可以通過智能型車輛行駛安全輔助系統的網絡模塊接收由路側系統 (Roadside Unit)或是交通管理控制單位所發布的道路交通消息，包括前方道路壅塞、前方 道路發生事故等等的警示信息，更進一步的，除了文字或是語音的消息的外，該網絡模塊更 可接收架設於道路附近的攝影機所發布的實時影像，讓用路人除了掌握到文字消息之外， 更提供實時影像而掌握道路實時狀況。路側系統可進一步包含利用感應器(雷射、微波、攝 影機)進行實時交通參數(車流量、壓佔率、平均車速等等)與事件檢測(壅塞程度、事故 車輛等等)自動化，相關檢測信息可以無線方式傳送至該行車輔助系統，讓該用路人完全 掌握前方道路的實時路況。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利範圍； 凡其它未脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述的申請專 利範圍內。
權利要求
一種智能型車輛行駛安全輔助系統，其特徵是一影像擷取裝置，用以擷取影像；一檢測模塊，用以選擇一行駛檢測模式；一數據處理模塊，驅動該影像擷取裝置擷取一影像，傳送該影像到該數據處理模塊並依據該檢測模塊選定的該行駛檢測模式，進行一行駛參數運算處理；一儲存模塊，儲存該影像擷取裝置所擷取的影像數據及該數據處理模塊所運算的該行駛參數；以及一網絡模塊，傳輸該儲存模塊的信息。
2.根據權利要求1所述的智能型車輛行駛安全輔助系統，其特徵是其中該數據處理 模塊可使用一電子地圖系統提供一行駛道路信息。
3.根據權利要求1所述的智能型車輛行駛安全輔助系統，其特徵是其中該數據處理 模塊可使用一全球定位系統提供一行駛速度信息。
4.根據權利要求3所述的智能型車輛行駛安全輔助系統，其特徵是其中該全球定位 系統更提供一行駛位置信息。
5.根據權利要求1所述的智能型車輛行駛安全輔助系統，其特徵是其中該網絡模塊 傳輸一行駛道路信息。
6.根據權利要求1所述的智能型車輛行駛安全輔助系統，其特徵是其中該網絡模塊 傳輸該行駛速度信息。
7.根據權利要求1所述的智能型車輛行駛安全輔助系統，其特徵是其中該網絡模塊 傳輸該行駛位置信息。
8.根據權利要求1所述的智能型車輛行駛安全輔助系統，其特徵是其中該網絡模塊 可接收一外界信息並進行警示。
全文摘要
本發明是關於一種智能型車輛行駛安全輔助系統，特別是一種有關應用於手持裝置上的智能型車輛行駛安全輔助系統。本發明的技術可以同時檢測一種以上的安全模式，如行駛偏移量檢測、掉落物體檢測、行駛前方物體檢測、行駛側邊物體檢測、行駛側後方物體檢測，並依據不同模式的檢測結果進行警示。本發明亦可針對不同模式的檢測結果進行實時影像的儲存，並配合全球定位系統與電子地圖的信息將相關信息傳送到其它地方以進行實時通知。
文檔編號G08G1/16GK101844542SQ20091016117
公開日2010年9月29日 申請日期2009年8月4日 優先權日2008年9月10日
發明者吳炳飛, 彭信元, 林玟欣, 陳昭榮, 陳盈翰 申請人:財團法人交大思源基金會