一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置

本发明涉及车辆安全辅助驾驶装置领域，具体为一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置。

背景技术：

1、随着机动车数量的爆炸式增长，交通事故、交通拥堵、交通环境恶化等社会问题日益突出，频繁发生的交通事故给人民群众的生命财产造成了巨大损失。根据有关部门公布的交通事故数据，追尾事故在交通事故中的比例达到30％-40％，其中车辆追尾事故是最常见的一类交通事故。传统的汽车智能避碰系统忽视了驾驶员、车况和道路交通环境对行车安全状态的综合影响，从而不能适应复杂多变的道路交通环境。本发明提出的汽车驾驶安全主动防御装置通过集成机器视觉、多传感器信息融合和辅助决策，能够准确识别前车的驾驶意图，具有实时、准确、大范围的特点，对提高驾驶员安全性、缓解城市交通拥堵、减少排放污染、促进城市经济发展具有重要意义。

2、本发明首先采用图像处理的相关方法实现图像的去噪、滤波和灰度转换，再将图像处理信息与加速度传感器信息进行有效的多源异构信息融合，分析和预测前车的驾驶意图，重点是尾灯的语义识别。从而实现前方车辆急刹车的预警及主动防御。

技术实现思路

1、本发明的目的在提供一种通过判断前车行为识别前车急刹车意图从而达到提前预知前车急刹车并进行声光报警的主动防御方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置，包括中央处理器模块，所述中央处理器模块的内部固定设有视频信号处理中枢，所述视频信号处理中枢电性连接摄像头数据预处理模块，所述摄像头数据预处理模块电性连接车载摄像头以采集前车尾灯图像；所述中央处理器模块的内部固定设有前车加速度处理中枢，所述前车加速度处理中枢电性连接本车加速度传感器以采集本车加速度，所述前车加速度处理中枢电性连接雷达测速器以采集前车相对本车的相对速度；所述中央处理器模块的内部固定设有前车意图判断模块，所述前车意图判断模块电性连接前车急刹车报警模块，所述前车急刹车报警模块电性连接中控台显示模块，所述前车急刹车报警模块电性连接音响报警模块。

4、作为本发明的一种优选技术方案，所述视频信号处理中枢的图像数据处理算法包括：对于所述摄像头数据预处理模块预处理的前车尾部图像利用方向梯度直方图、位置直方图和颜色相关性特征提取尾灯对，利用尾灯区域图像的直方图特征实现基于图像分隔区域的卷积神经网络尾灯状态检测。

5、作为本发明的一种优选技术方案，所述摄像头数据预处理模块的图像数据预处理算法包括：将所述车载摄像头采集图像从rgb颜色空间转换为色调饱和度值(hsv)颜色空间，从而实现更精确的尾灯分割，解决了在rgb空间中检测红色尾灯的困难。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述前车加速度处理中枢通过处理所述本车加速度传感器采集的本车加速度与所述雷达测速器采集的前车相对速度，可以得到前车的实时加速度信息。

7、作为本发明的一种优选技术方案，前车意图判断模块的前车急刹车意图判断算法包括：一、分析前车尾灯为红灯的概率；二、分析前车急减速的概率；三、利用证据推理和模糊数学方法对前车尾灯为红灯的概率与前车急减速的概率融合，得到前车急刹车的概率。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述本车加速度传感器与所述前车急刹车报警模块电性连接。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述前车急刹车报警模块发出不同等级报警的判断算法包括：一、在车距较远且本车已减速的情况下不报警；二、在车距较近且本车未减速的情况下发出最高级报警；三、将车距和相对速度作为风险指标，将本车减速的加速度作为风险缓解指标，对当前风险进行梯度分类，并作出不同的报警。

10、本发明的有益效果是：该前方车辆急刹车的预警及主动防御装置摆脱了传统的前方车辆急刹车识别方法中对于前方车辆尾灯识别的过度依赖，通过测量前方车辆的加减速情况，根据前方车辆的加减速状态绘制前方车辆驾驶习惯行为谱，从而对于当前采集的前方车辆加速度实时分析前方车辆的驾驶意图，对驾驶员进行声光报警的主动防御，从而降低追尾事故的发生，提高汽车驾驶的安全水平。通过识别前车急刹车意图进行主动防御方法的主要优势在于：一是，驾驶意图判断可以对前方车辆的尾灯识别进行互相的补充与矫正，使得本车驾驶员可以在前车尾灯识别不明显或来不及尾灯识别时对前车的危险驾驶行为及时规避；二是，该方法对于摄像头清晰度要求不高，基于算法优化的意图识别技术可以实现摄像头、本车加速度传感器和车载雷达的多源数据融合并弥补各传感器自身数据的不足，并且改善由于单一传感器不稳定带来的数据不可靠，提高本车的行车安全。

技术特征：

1.一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置，包括中央处理器模块（1），其特征在于：所述中央处理器模块（1）的内部固定设有视频信号处理中枢模块（2），所述视频信号处理中枢模块（2）电性连接摄像头数据预处理模块（3），所述摄像头数据预处理模块（3）电性连接车载摄像头（4）以采集前车尾灯图像；所述中央处理器模块（1）的内部固定设有前车加速度处理中枢模块（5），所述前车加速度处理中枢模块（5）电性连接本车加速度传感器（6）以采集本车加速度，所述前车加速度处理中枢模块（5）电性连接雷达测速器（7）以采集前车相对本车的相对速度；所述中央处理器模块（1）的内部固定设有前车意图判断模块（8），所述前车意图判断模块（8）电性连接前车急刹车报警模块（9），所述前车急刹车报警模块（9）电性连接中控台显示模块（10），所述前车急刹车报警模块（9）电性连接音响报警模块（11）。

2.根据权利要求1所述的一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置，其特征在于，所述视频信号处理中枢模块（2）的图像数据处理算法包括：对于所述摄像头数据预处理模块（3）预处理的前车尾部图像利用方向梯度直方图、位置直方图和颜色相关性特征提取尾灯对，利用尾灯区域图像的直方图特征实现基于图像分隔区域的卷积神经网络尾灯状态检测。

3.根据权利要求1所述的一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置，其特征在于，所述摄像头数据预处理模块（3）的图像数据预处理算法包括：将所述车载摄像头（4）采集图像从rgb颜色空间转换为色调饱和度值（hsv）颜色空间，从而实现更精确的尾灯分割，解决了在rgb空间中检测红色尾灯的困难。

4.根据权利要求1所述的一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置，其特征在于，所述前车加速度处理中枢模块（5）通过处理所述本车加速度传感器（6）采集的本车加速度与所述雷达测速器（7）采集的前车相对速度，可以得到前车的实时加速度信息。

5.根据权利要求1所述的一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置，其特征在于，前车意图判断模块（8）的前车急刹车意图判断算法包括：一、分析前车尾灯为红灯的概率；二、分析前车急减速的概率；三、利用证据推理和模糊数学方法对前车尾灯为红灯的概率与前车急减速的概率融合，得到前车急刹车的概率。

6.根据权利要求1所述的一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置，其特征在于，所述本车加速度传感器（6）与所述前车急刹车报警模块（9）电性连接。

7.根据权利要求5所述的一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置，其特征在于，所述前车急刹车报警模块（9）发出不同等级报警的判断算法包括：一、在车距较远且本车已减速的情况下不报警；二、在车距较近且本车未减速的情况下发出最高级报警；三、将车距和相对速度作为风险指标，将本车减速的加速度作为风险缓解指标，对当前风险进行梯度分类，并作出不同的报警。

技术总结本发明公开了一种前方车辆急刹车的预警及主动防御装置，该装置采用前车尾灯识别融合加速度识别的方法判断前车急刹车倾向和急刹车行为，并对驾驶员进行声光警报。在不同的光照和气候条件下，前方车辆的尾灯常出现不够清晰或看不清的情况，影响跟随车辆识别急刹车，造成碰撞事故。针对这种情况，本发明对于摄像头采集的前车尾灯图像利用识别增强技术同时融合本车加速度传感器和雷达测速对前车驾驶状态进行实时监测，可以更加准确地判断前方车辆的刹车意图，提高车辆行驶安全性。本发明融合了图像识别和加速度状态识别等不同信息源信息，能够更加深入准确地判断前车急刹车意图，优于当前的单一识别方法，能够更好地保障驾驶安全。技术研发人员：吴欣宇受保护的技术使用者：长春电子科技学院技术研发日：技术公布日：2024/7/11