一种车后情况监视及警示装置

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一种车后情况监视及警示装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种车辆安全领域，特别地涉及一种车后情况监视及警示装置。\n背景技术\n[0002] 随着经济的发展，车辆的数量持续增加，车辆事故的数量也在增加。其中，最为常见的事故就是“追尾”。造成“追尾”事故的原因主要在于后车与前车的距离过近而后车的速度过快。减少“追尾”事故的一个方法就是能够及时监视车后的情况，并对后车司机给出警示，使得后车司机能够保持车距以及降低车速。\n发明内容\n[0003] 针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种车后情况监视装置，包括：图像采集装置，其安装于车尾采集车后情况的图像；以及中央控制装置，其根据来自图像采集装置的车后情况的图像确定后车的存在。\n[0004] 如上所述的车后情况监视装置，其中中央控制装置包括车牌识别模块，其识别来自图像采集装置的车后情况的图像中的车牌，确定后车的存在。\n[0005] 如上所述的车后情况监视装置，其中中央控制装置包括车速识别模块，其根据来自图像采集装置的连续的车后情况的图像中的车牌的大小和位置变化以及图像采集装置安装于车尾的位置计算后车的车速。\n[0006] 如上所述的车后情况监视装置，其中中央控制装置进一步包括辅助模块，其识别来自图像采集装置的车后情况的图像中的车轮或者驾驶员，确定后车的存在。\n[0007] 如上所述的车后情况监视装置，其中中央控制装置包括车速识别模块，其根据来自图像采集装置的连续的车后情况的图像中的车牌的大小和位置变化和车轮或者驾驶员的大小和位置变化以及图像采集装置安装于车尾的位置计算后车的车速。\n[0008] 如上所述的车后情况监视装置，进一步包括激光测距仪，其连接到中央控制装置。\n[0009] 如上所述的车后情况监视装置，其中图像采集装置进一步连接到驾驶室的显示屏；其中当处于倒车状态时，图像采集装置将车后情况的视频发送到驾驶室的显示屏。\n[0010] 根据本发明的另一个方面，提出一种警示装置，包括：如上任一所述的车后情况监视装置；以及报警装置；其中，中央控制装置根据当前后车车速下本车与后车之间的距离是否小于或等于预定的阈值指示报警装置发出警报。\n[0011] 如上所述的警示装置，其中所述报警装置包括：\n[0012] 灯光报警部分，其当前后车车速下本车与后车之间的距离小于或等于预定的阈值大于所述阈值的80％时通过改变车灯的发光或颜色发出警报；\n[0013] 文字报警部分，其当前后车车速下本车与后车之间的距离小于或等于预定的阈值\n80％大于所述阈值的40％时通过文字发出警报；以及\n[0014] 声音报警部分，当前后车车速下本车与后车之间的距离小于或等于预定的阈值\n40％时通过声音大声发出警报。\n[0015] 如上所述的警示装置，其中中央控制装置和图像采集装置连接到车载记录仪，其中中央控制装置根据当前后车车速下本车与后车之间的距离是否小于或等于预定的阈值启动车载记录仪记录车后情况。\n[0016] 本发明的技术方案通过图像识别技术通过安装在车尾的图像采集装置获得的车后图像，自动识别后车的存在以及后车的速度，监视车后的情况；并且可以根据发生追尾事故的风险发出警报，从而能够降低发生追尾的风险。\n附图说明\n[0017] 下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：\n[0018] 图1是根据本发明的一个实施例的警示装置的结构示意图；以及\n[0019] 图2是根据本发明的一个实施例的警示装置发出警报的示意图。\n具体实施方式\n[0020] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。\n[0021] 在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。\n[0022] 本领域技术人员应当理解，如果本发明的装置中不包括报警装置，则成为独立的车后情况监视装置；如果本发明的装置中包括报警装置，则成为独立的警示装置。本文中在警示装置的实施例中统一进行描述，不再详细区分。\n[0023] 图1是根据本发明的一个实施例的警示装置的结构示意图。参考图1，警示装置100包括中央控制装置101、图像采集装置102和报警装置103；其中图像采集装置102和报警装置103分别连接到中央控制装置101。根据本发明的一个实例，图像采集装置102一般安装在车尾，用于采集车辆后面情况的图像。根据本发明的一个实例，图像采集装置102以固定的时间间隔连续采集车辆后面的图像，并将图像发送到中央控制装置101。中央控制装置101从各个图像中识别后车，并进一步得出后车与本车之间的距离以及后车的速度，然后判断在当前后车的车速下，本车与后车之间的距离是否小于或等于预定的阈值；并且响应于前车与后车之间的距离是否小于或等于预定的阈值，中央控制装置101指示报警装置103向本车的驾驶员或者后车提出警报。\n[0024] 中央控制装置101可以以硬件或者软件的方式实施而实现与本发明有关的控制功能。例如，中央控制装置101可以包括处理器以及该处理器上运行的与本发明有关的软件，或者包括具有固件的硬件。图像采集装置102可以是各种可以适用于本发明的方案的硬件装置，包括但不限于各种照相机、摄像机、图像传感器等。根据本发明的一个实例，图像采集装置102包括红外或者微光模式，以方便在夜晚中使用。报警装置103也可以是各种类型的硬件装置以及与其配合的软件，以文字、声音、灯光、颜色或其组合向驾驶员或后车的驾驶员提出警示。\n[0025] 确定是否存在追尾的风险的关键在于测量本车与后车之间的距离以及后车相对于本车的速度。现有技术中存在使用激光测距仪的方式来判断本车与后车之间距离的方式。本发明的技术方案也可以采用激光测距仪作为补充方案。例如，如图1所示，警示装置\n100可以包括激光测距装置104，例如激光测距仪。激光测距装置104的测量具有很高的精度，但是却有着成本高和可靠性无法保证的问题。如果后车存在反射不佳或者位置不佳的情况或弯道等地理限制，激光测距装置104可能不能发挥作用。这也是无法利用激光测距装置104进行车距和车速测量的一个原因。因此，对于本发明的方案而言，激光测距装置104是可选的。同样地，现有技术中也存在使用价格昂贵的测速仪来测量后车相对于本车的速度。\n然而，测速仪可靠性同样不高，而且安装和维护也比较麻烦。因此，实践中很少采用。\n[0026] 在即使不存在测距仪和测速仪的情况下，本发明通过图像识别技术确定后车与本车之间的距离和相对速度，从而预估“追尾”的可能性和发出提示警报。根据本发明的一个实施例，中央控制装置101在接收到来自图像采集装置102的连续图像后，识别图像中的后车；并且根据连续图像中后车的变化得出本车与后车距离和相对车速。举例而言，图像采集装置102在固定的时间间隔，例如1秒或0.5秒或更短的时间，连续采集本车后面的多个图像。中央控制装置101接收连续的多个图像，从每个图像中识别出一个或多个后车。然后，根据后车在图像中的变化来确定后车距离本车的距离以及后车的速度。接下来，中央控制装置101确定本车与后车之间的距离是否小于或等于预定的阈值，并据此指示报警装置103发出警报。\n[0027] 本发明面临的第一个问题是如何识别后车。因为车辆类型很多，识别起来具有非常高的难度。根据本发明的一个实例，中央控制装置101包括车牌识别模块110。车牌识别模块110通过识别图像采集装置102采集的图像中的车牌来识别后车。虽然车辆的类型很多，但是所有车辆的车牌都是制式的，因此识别率非常高。通过图像补偿等技术，现有技术中已经能够做到从很远的距离之外，准确地识别出汽车的车牌。更进一步地，在本发明的某些实施例中，并无需要完全识别出车牌的内容。只要识别出车牌的存在，就能够准确地识别出后车。更进一步地，图像采集装置102可以具有广角视野，覆盖本车后面的很大的范围内所有的后车。这样，中央控制装置101就可以同时识别出多个车牌，从而确定多个后车的存在。\n[0028] 根据本发明的一个实例，中央处理装置也可以包括辅助模块(图中未示出)，采用其他技术手段单独或者与车牌识别模块共同使用，更好地解决后车识别的问题。具体而言，辅助模块的其他的技术手段包括：通过识别图像中车轮和/或通过识别后车的驾驶员等方式来后车的存在。根据本发明的一个实例，例如激光测距仪或者车载红外装置等设备的测量结果也可以与图像识别的结果相结合来确定后车的存在。根据本发明的一个实例，远在可能发生追尾的安全距离之外，本发明的中央控制装置101就能够准确地识别出后车的存在。\n[0029] 本发明面临的另一个问题在识别出后车后，如何确定本车与后车的距离和后车的车速。根据本发明的一个实例，中央控制装置101包括车速识别模块111。车速识别模块111在识别出后车的车牌的基础上，根据车牌在图像中的大小和位置以及本车上图像采集装置\n102的安装位置就可以准确地计算出本车与后车之间的距离。由于车牌是制式的，在单一图像中即通过连续图像中本车与后车之间距离的变化就能够很容易地计算出后车相对于本车的距离的变化，从而得出二者之间相对速度。根据本发明的一个实例，由于大多数车辆的车轮间距大约在2.5-3米之前，车速识别模块111通过识别图像中后车的车轮以及车轮之间的间距，也可以估计出利用同样的方法估计出本车与后车之间的距离。同样地，通过识别图像中驾驶员也可以估计出本车与后车之间的距离。这样也可以相对准确地估计出后车相对于本车的相对速度。根据本发明的一个实例，上述多种估计方法可以联合使用，以提高准确度。根据本发明的一个实例，例如激光测距仪或者车载红外装置等设备的测量结果也可以与图像识别的结果相结合来确定后车相对于本车的距离和相对速度。\n[0030] 中央控制装置进一步包括报警决策模块112。报警决策模块112根据追尾的风险来确定指示报警装置103发出警报。\n[0031] 根据本发明的一个实施例，通过安全距离来估计追尾的风险。例如，当前车突然制动后，后车随之制动而不至撞到前车的距离，即安全距离。以下仅用于举例的目的说明如何得出安全距离。\n[0032] 表1是不同车速下不同反应时间得到的反应距离。\n[0033] 表1\n[0034]\n[0035] 表2是不同的路面附着系数和不同的车速得到不同的反应距离。\n[0036] 表2\n[0037]\n[0038] 一般而言，驾驶员反应时间为0.3-1秒，制动器的制动时间为0.2-0.8秒。利用表1可以得出驾驶员反应时间和制动器的制动时间分别对应的距离再将二者相加即可得出后车的反应距离。而制动后的制动距离可以通过表2得出。将后车的反应距离和制动距离相加就可以得出实际需要的安全距离。\n[0039] 根据本发明的一个实例，如果后车是大型车辆，单纯的“距离+速度”的判断方式可能不够不准确。根据本发明的一个实例，通过识别车牌中的文字和车牌的颜色来判断后车的类型。然后，在计算安全距离时，考虑后车的车重而适当地延长所需的安全距离。例如，如果后车是大型车辆，安全距离可以延长20％-50％，优选35％。这种采用“后车类型+距离+速度”的方式，可以很大程度上提高警报准确性，保证行车安全。\n[0040] 现有的报警装置存在的另一个普遍问题在于频繁报警，造成干扰。根据本发明的一个实施例，报警决策模块112根据追尾风险的高低，采用多级警报的方式指示报警装置\n103提出报警。\n[0041] 图2是根据本发明的一个实施例的车后情况监视和警示装置发出警报的示意图。\n如图2所示，并参考图1，报警装置103包括灯光报警部分、文字报警部分和/或声音报警部分。不同的报警部分对应不同级别的阈值。根据本发明的一个实施例，第一级阈值表示可能有风险，灯光报警部分改变车尾部灯光或者其他灯光部分的颜色或发光模式，提示后车；第二级阈值表示有风险，文字报警部分弹出LED显示屏，用文字提示后车；第三级阈值表示不立即采取措施会发生危险，声音报警部分用声音大声报警。\n[0042] 根据本发明的一个实例，根据本车与后车之间的实际距离与安全距离之间的关系决定来确定阈值的级别。例如，如果本车与后车之间的实际距离与安全距离，无需报警；如果本车与后车之间的实际距离在安全距离的80％与安全距离之间，则表明超过第一级阈值；如果本车与后车之间的实际距离在安全距离的40％与安全距离的80％之间，则表明超过第二级阈值；如果本车与后车之间的实际距离小于安全距离的40％，则表明超过第三级阈值。本领域技术人员应当理解，以上的阈值级别仅仅处于举例的目的。其他的方式也可以应用于本发明的方案中。由此，本发明的报警方式既提高了报警的准确性，也不会由于频繁使用声光等提示方式而干扰使用者。\n[0043] 根据本发明的一个实例，为了避免发生事故后判断责任困难，本发明的图像采集装置102连接到车载记录仪105以自动地记录车后的情况。例如，当中央控制装置101超过第一级阈值、或第二级阈值、或第三级阈值时，自动地启动车载记录仪105记载图像采集装置\n102所获取的图像或视频。\n[0044] 根据本发明的另一个实例，本发明的图像采集装置也可以连接到驾驶室的显示屏以用于倒车时使用。例如，当中央控制装置101发现车辆处于倒车状态，则将图像采集装置设定在摄像模式并将获取的视频流发送到驾驶室的显示屏上，从而代替倒车影像。\n[0045] 上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。