一種多功能的行車輔助系統(tǒng)

杜金枝，王文賢

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241009）

引言

目前汽車的全景、夜視、行車記錄各種系統(tǒng)均各自獨立運作，消費者若需較完整的行車輔助設(shè)計，則需要分解加裝且有不同功能的輔助設(shè)計，費時費事，且如果發(fā)生事故時，僅能從上述設(shè)計模塊各自讀取數(shù)據(jù)來分析，無法提供一套完整詳細(xì)的分析，甚至還原現(xiàn)場情況。

1 總體設(shè)計

本設(shè)計基于上述技術(shù)問題設(shè)計一種新型的行車輔助系統(tǒng)，可記錄行車路徑與車體定位信息，并提供全景影像、夜視功能，以全面性地提高行車安全。該裝置圖1所示包括：裝置控制器、四個圖像采集器（三個彩色攝像頭，一個紅外攝像頭）、紅外攝像燈、顯示器、全球定位器、行車記錄器、數(shù)據(jù)存儲器（SD卡或硬盤）。裝置控制器接收并處理來自圖像采集器的影響訊號，而產(chǎn)生影像數(shù)據(jù)至顯示，以提供駕駛者的道路信息，達(dá)到行車輔助的功能?？刂破鞑捎肈SP芯片TMS320DM642包括4路視頻輸入端口，接收和處理標(biāo)準(zhǔn) PAL或者NTSC模擬視頻輸入，主頻600MHZ能夠有效提高整個系統(tǒng)的性能。分別安裝于車體左、右兩側(cè)的后視鏡下和后保險杠中部。在前保險杠中間位置安裝紅外攝像頭。三個彩色攝像頭分別對不同視角環(huán)境進(jìn)行采集，攝像頭兩兩之間有交叉覆蓋，4個攝像頭的總覆蓋區(qū)域在水平方向上覆蓋車體左、右、前后區(qū)域。顯示器連接裝置控制器，用于接收并顯示影像。紅外照射燈包括紅外發(fā)光二極管和拋物面反光鏡，用于發(fā)出特定波長的紅外光。全球定位器用于取得車體的經(jīng)緯度及時間信息，為一衛(wèi)星定位裝置（GPS）。行車記錄器用于記錄圖像采集器產(chǎn)生的影像，以及記錄所述經(jīng)緯度及時間信息。數(shù)據(jù)存儲器可存儲影像數(shù)據(jù)、處理過的畫面數(shù)據(jù)或該車體的定位信息，只要存儲位置空間足夠，即可一直存儲。

本設(shè)計的行車輔助系統(tǒng)亦可具有提供全景影像的功能，通過車身上的四個攝像頭實時讀取車身周圍的有效取像，控制器處理讀取到的圖像信息，并將拼接好的圖像實時在車載顯示屏上顯示，駕駛員從而清楚地看清楚車身周圍兩米范圍內(nèi)的環(huán)境信息。特別是能看清楚車身左右側(cè)的盲區(qū)。如圖 1所示，三個彩色攝像頭分別為1、2、3、一個紅外攝像頭4，控制器外接的存儲器用于存儲4個攝像頭獲取的實時圖像以及經(jīng)控制器處理后的全景圖像。全景攝像頭的前、左、右采用120度廣角攝像頭，后視采用170度廣角頻攝像頭。采用數(shù)字圖像處理算法實時處理四路視頻圖像，首先利用邊緣檢測算法把具有相同邊緣亮點的同一物體進(jìn)行融合處理，有效避免了重影現(xiàn)象，然后與預(yù)存在處理器內(nèi)的車體模型進(jìn)行視頻拼接、融合處理、實時補償圖像。周圍圖像經(jīng)過拼接處理后，駕駛員能夠清楚地看清車身周圍左右兩米以內(nèi)以及車尾左右側(cè)的盲區(qū)。通過控制器的控制，還可以放大區(qū)域顯示其中任何某一個方位的影像，例當(dāng)打左轉(zhuǎn)向燈時，則放大左側(cè)視頻的顯示區(qū)域的影像，右視模式和后視模式不變，即其它三個視頻窗口的大小不變；當(dāng)打右側(cè)轉(zhuǎn)向燈時，則單獨放大右側(cè)視頻的顯示區(qū)域，左視模式和后視顯示模式不變。當(dāng)打開夜視功能時，單獨放大前視頻的顯示區(qū)域。

本設(shè)計的行車輔助系統(tǒng)亦可具有提供紅外夜視顯示功能，在前側(cè)2個霧燈的旁邊各安裝一個紅外攝像頭，每個紅外燈因只允許850mm～1100mm的紅外光及小部分可見光通過，因此可以有效抑制地面強(qiáng)光的影響，有效解決了眩光問題。兩個紅外補光燈照射距離最遠(yuǎn)可以達(dá)到 150米，并可以采集到人肉眼看不見前方路面狀態(tài)，所以不會對相向而行的駕駛員或行人造成炫目。紅外攝像頭采用靈敏度高、分辨率強(qiáng)、抗強(qiáng)光、體積小、壽命長、抗震動、抗磁場等優(yōu)點的CCD攝像頭。啟動夜視功能后，DSP讀取紅外攝像頭采集到的圖像信息，同時對暗光進(jìn)行圖像增強(qiáng)和強(qiáng)光弱化算法，并在顯示器上實時顯示處理后的圖像。全景圖像、夜視圖像、倒車圖像，各模式之間可以進(jìn)行切換，并將當(dāng)前模式在顯示器上顯示。

本設(shè)計的行車輔助系統(tǒng)亦可具有提供行車記錄功能，全球定位器為一衛(wèi)星定位裝置（GPS），用以取得車體所在位置的經(jīng)緯度及時間信息，行車記錄器記錄DSP或圖像采集器產(chǎn)生的影像，以及記錄全球定位器獲得的影像所在位置的經(jīng)緯度及時間信息，且該衛(wèi)星定位裝置還包括一地理信息裝置，除了用于利用衛(wèi)星定位裝置的多個車體當(dāng)時的經(jīng)緯度與時間信息，來生成行車路徑數(shù)據(jù)外，亦連接DSP處理器與圖像采集器以取得影像數(shù)據(jù)，來作進(jìn)一步的分析，如發(fā)生事故時，可還原現(xiàn)場情況，來理清肇事責(zé)任；或是配合地理信息裝置所提供的地理模型，將行車路徑數(shù)據(jù)繪制于地址模型上，并輸出至顯示器供駕駛者參考，甚至配合影像數(shù)據(jù)來做更完整的分析；數(shù)據(jù)存儲器可存儲影像數(shù)據(jù)、處理過的畫面數(shù)據(jù)或該車體的定位信息，只要存儲位置空間足夠，即可一直存儲，達(dá)到長時間連續(xù)儲存不中斷的功能，并且提供駕駛著日后查閱或分析的功能。該功能在引擎啟動時啟動記錄功能，以實時儲存影像、定位或路徑等信息，保障駕駛者安全。

2 設(shè)計效果

本設(shè)計系統(tǒng)安裝在奇瑞G5車進(jìn)行開發(fā)驗證，夜視效果對比圖見圖2，360全景效果圖見圖3。

圖3 360度全景效果

測試結(jié)果表明，裝了夜視系統(tǒng)的汽車，在黑暗環(huán)境中能見度和清晰度有明顯提升，360度全景圖像實現(xiàn)很好的拼接效果，實現(xiàn)車輛周圍2米內(nèi)環(huán)境的實時顯示，行車記錄功能能夠?qū)崟r儲存影像、定位或路徑等信息，極大程度上提高了駕乘人員的駕駛安全性。

3 結(jié)束語

實驗證明，使用本設(shè)計，可根據(jù)車體的行車狀態(tài)（如前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、倒車等）而提供不同的輔助功能，包含全景影像輔助、夜視輔助、影像儲存記錄、車體定位信息或行車路徑信息等，且該行車處理器可于引擎啟動時即啟動記錄功能，實時儲存影像、定位或路徑等信息，可提供駕駛者最適合的道路信息，以全面性地提升行車安全。