车载智能报警方法和装置

1.一种车载智能报警方法，其特征在于采用一种基于单目视觉的纵向防撞预警方法与一种事故自动求救方法相结合，实现防止追尾事故发生，争取救助时间以减少伤亡，有效预防碰撞事故及引起人员伤亡，提高汽车行驶安全性。
2.根据权利要求1所述的车载智能报警方法，其特征在于所述基于单目视觉的纵向防撞预警方法是：用单目摄像机以一定间隔时间拍摄一系列车辆前方图像，然后对所捕获的图像利用高速的数字信号处理DSP芯片进行图像分析、图像识别、图像跟踪，来识别和跟踪前方车辆，并计算出前车与本车的距离、相对速度，判断与前方车辆相撞的可能性，从而发出预警。判断方法如下：首先选取前方车辆的明显特征点，利用几何关系推导法得到实时车距，然后计算出此情况下的安全距离，通过比较车距与各安全距离级别的大小，从而决定是否发出报警信号，若发出则是何种级别预警。
3.根据权利要求2的车载智能报警方法，其特征在于所述基于单目视觉的纵向防撞预警方法的操作步骤如下：
A、单目摄像机每隔一小段时间采集一幅车辆前方行进区域的图像，传送给车载终端的DSP进行处理，时间间隔根据实际的需要和DSP处理速度取值；
B、对捕获的图像进行图像预处理，包括白平衡、灰度化、二值化和图像分割，获得用于识别车道线和前方车辆的二值化图像数据；
C、从所述二值化图像数据中提取车道线、道路区域的特征信息，进行边缘检测处理，通过多特征融合技术进行前方车辆的定位，并利用序列图像NMI特征方法进一步验证车辆识别的可靠性，用红色矩形框将车尾轮廓标记出来。
D、通过寻找矩形框中的明显特征点，利用几何关系推导法计算前车与本车的实时车距。
E、判断前车与本车的车距是否小于实时计算出的安全距离；是，则判断发出何种级别预警；否，则返回步骤A。
4.根据权利要求3所述的车载智能报警方法，其特征在于所述步骤C包括以下步骤：
C1、进行图像边缘检测处理，利用Sobel和Hough算子获得车道线和道路区域；
C2、利用车辆阴影初步确定车辆存在的感兴趣区域；
C3、在上述区域内进行纹理特征、边缘特征和对称性特征的分析，确认该区域是否为车辆；
C4、利用已识别车辆的边缘信息实现车辆定位，并用矩形框将车尾轮廓标记出来；
C5、在车辆跟踪过程中，利用计算序列图像中车辆区域的NMT特征，对车辆进一步加以验证。
5.根据权利要求3所述的车载智能报警方法，其特征在于所述步骤D采用如下步骤计算前车与本车的实时车距：
D1、在识别出前方车辆的基础上，在象平面坐标系中求取该矩形框底边中点的图像平面坐标，设为u1、v1，该点就是所寻找的明显特征点，象平面坐标系是指在摄像机内所形成的象平面坐标系统；
D2、求取图像平面底边中点的图像平面坐标，设为u2、v2，该点为摄像机捕获图像中的固定点；
D3、将图像平面坐标u1、v1、u2、v2通过几何关系推导成现实世界坐标系中的道路平面坐标x1、y1、x2、y2。
D4、将摄像机最近视野与前方车辆的距离记为d2，d2＝((y1-y2)2+(x1-x2)2)0.5；而将通过测量最近视野到本车前端的固定距离记为d1；
D5、本车与前方车尾的实时距离为s，s＝d1+d2。
6.根据权利要求3所述的车载智能报警方法，其特征在于所述步骤E中安全距离的计算步骤如下：
E01、通过检测前车的刹车灯亮灭状态，可判断前车属于减速情况还是正常行驶情况，从而计算相应情况下两车应保持的安全距离；
E02、根据对每帧图像实时测距的结果，利用上一帧与当前帧的测距变化Δs和每帧时间间隔Δt，计算本车相对于前车的相对速度Δv，Δv＝Δs/Δt；
E03、若前车刹车灯灭，则I级安全距离为d＝Δv(tp+t1+t2+t3/2)+Δv2/2a+d0，II级安全距离为d＝Δv(t1+t2+t3/2)+Δv2/2a+d0；若前车刹车灯亮，即前车突然减速情况下，则I级安全距离为d＝v1(tp+t1+t2)+Δv·t3/2+Δv(2v1-Δv)/2a+d0，II级安全距离为d＝v1(t1+t2)+Δv·t3/2+Δv(2v1-Δv)/2a+d0。其中，tp为反应缓冲时间，t1为驾驶员最快反应时间，t2为制动器协调时间，t3为制动减速度增长时间，a为随时间线性变化的加速度，d0是最小安全距离，v1为从GPS模块提取的本车速度。
7.根据权利要求3所述的车载智能报警方法，其特征在于所述步骤E中判断本车的前方行车区域是否安全，该不该报警：
E1、当车距大于I级安全距离时，不报警；
E2、当车距小于I级安全距离大于II级安全距离时，若检测到前方车辆有刹车减速，则以黄灯和语音提示“注意前方”来提醒驾驶员注意车况；
E3、当车距小于II级安全距离时，则以红灯和语音提示“危险！刹车！”来提醒驾驶员紧急制动；
E4、若制动有效使得车距大于安全距离，则自动解除报警。
8.根据权利要求1所述的车载智能报警方法，其特征在于所述事故自动求救方法的操作步骤如下：
F、将压力传感器安装在车内的各个安全气囊里面，不断获取气囊状态参数，其输出导线连接车载终端的中心控制模块；
G、中心控制模块对采集到的安全气囊状态参数进行分析，判断是否发生车祸；是，则报警并求救，将遇险信号通过无线网络实时发送至监控中心；否，则继续监测安全气囊参数；
H、车主在出行时若发生其他紧急事件时按手动报警按键，进行求助；
I、如果求救发生误报或者车主不想报警处理车祸，则通过按取消报警按键将信息反馈至监控中心，减少误报概率。
9.根据权利要求8所述的车载智能报警方法，其特征在于所述步骤G包括以下步骤：
G1、若气囊内压力稳定在低水平值附近，则无重大事故发生；
G2、若气囊内压力剧增，并超过危险指标，则有重大事故发生，马上一方面以声光报警形式提醒车主和附近车辆，另一方面迅速从GPS模块提取定位信息，同时启动摄像头拍摄车内乘员情况，并将这两者信息通过GPRS和Internet组成的通信网络发送到监控中心，寻求救援。
10.根据权利要求8所述的车载智能报警方法，其特征在于所述步骤H包括以下步骤：
H1、车内人员若遇身体不适或者遭受抢劫等突发情况，通过按手动报警按键实现和自动求救一样的功能，只是检测时优先级别低一等；
H2、此时报警以静音方式，等待指示灯闪烁持续3秒后，车载终端便将求救信号向监控中心持续发送。
11.根据权利要求9所述的车载智能报警方法，其特征在于还结合一种实时观察车辆状态的方法，它是构建一种能够连入Internet的实时观察车辆状态的Web GIS监控中心；它采用三层B/S模式的体系结构，由浏览器、服务器和数据库构成，服务器与浏览器的通信采取标准的HTTP协议，地图的生成与显示过程由浏览器和服务器共同完成；所述实时观察车辆状态的方法包括以下步骤：
J、用户在浏览器端向服务器请求包含GIS信息的电子地图，Web服务器收到用户的请求后，将该请求交给GIS服务器，由位于GIS服务器的MapInfo MapXtreme 2004地图引擎响应该请求，从数据库取出相应的数据，然后将包含GIS信息的电子地图以地图图像的形式返回给Web服务器，再通过互联网返回到浏览器上，展现给用户；
K、一旦通过通信网络收到事故信息，它会结合获取的实时数据和数据库的历史数据，以网页上的电子地图和数字信息两种形式，显示报警车辆的位置以及车主身份等信息。管理员获取详实信息后，迅速做出分析，通过电子地图上的医院和警力分布情况，通知最近的相关部门前往营救；
L、监控中心允许网络用户进行所属车辆信息的收发、查询等。
12.一种车载智能报警装置，应用于根据权利要求1所述的车载智能报警方法，其特征在于由车载终端(9)、监控中心(10)和客户端(11)三大部分构成；所述车载终端(9)由CCD摄像机(1)、DSP图像处理模块(2)、GPS模块(3)、GPRS模块(4)、智能报警模块(6)以及中心控制模块(5)组成，其中安放CCD摄像机(1)的配套支架固定在方向盘旁边，基本在汽车的中轴线上，CCD摄像机(1)可随时安装上去或者卸载下来，而其他模块(2、3、4、5、6)则整合在一起，置于驾驶员方便触摸的位置，这两者通过s端子线相连；所述监控中心(10)是连入Internet并带GIS服务器和数据库的计算机(7)；所述客户端(11)是带浏览器能上网的计算机(8)；所述车载终端(9)构成基于单目视觉的纵向防撞报警装置；有一个放置在安全气囊内的压力传感器检测汽车安全状态，并利用GPS模块(3)、GPRS模块(4)分别通过串口0和串口1与中心控制模块(5)进行通信，通过GPRS模块和Internet，连接所述监控中心(10)和客户端(11)构成事故自动求救装置。

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