CN201118837Y - 一种车道线识别和安全警示的车载图像处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种车道线识别和安全警示的车载图像处理装置，涉及行车环境信息的图像采集与处理。该装置包含光学镜头、图像传感器、数据信号处理器、显示器和两路总线接口。本装置用光学镜头和图像传感器将车道线及障碍物的图像转换成数字信号、由数据信号处理器采集和处理，得到车辆与车道的位置关系，障碍物的类型以及相对距离和速度；通过I^2C总线控制图像传感器的参数，通过CAN总线发送到车载电子控制单元，供安全警示和控制使用；另一路CAN总线和CCP协议进行参数标定。优点是将数字处理芯片与图像传感器结合成嵌入式车载图像处理装置，实现了摄像头和计算机系统的集成，结构紧凑、性能可靠、价格便宜、适合汽车使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及图像处理，更具体涉及行车环境信息的图像采集与处理。
背景技术
现有车用图像处理装置一般是将驾驶员盲区的图像传送到驾驶室的显示装置，或为了检测物体的位置，或为了防止碰撞。例如下面的三个发明创造。
专利申请号：200410089462.1的发明，是一种基于图像处理的机动车周边状况动态监视的方法及装置。该发明是将摄像机所获得的长方形图像经过处理后分别成为特定形状的图像，并和预先拍摄和存储的本车俯视图形进行合成处理，形成一幅类似从空中俯视本机动车及其周边状况的完整的效果图像，并在显示屏上显示。
专利申请号：200510124348.2的发明，是一种车载用图像处理装置。该发明是根据雷达的测量结果，通过图像处理，检测出物体的位置。
专利申请号：200510125415.2的发明，也是一种车用图像处理系统，该系统主要用于防止碰撞以及记录碰撞。还被用于识别逐渐增加的碰撞可能性或实现避免碰撞的安全装置。
目前尚未发现一种用于车道线识别和起警示作用的车载图像处理装置。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种车道线识别和安全警示的车载图像处理装置。该装置包括：镜头、CMOS传感器、DSP系统、CAN总线以及相关的接口电路和信号处理方法。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种车道线识别和安全警示的车载图像处理装置包含：光学镜头、CMOS图像传感器、数据信号处理器DSP、LCD显示器、车辆总线及状态信息接口、RS232串行通讯接口转CAN总线接口、直流电源和震荡器。
CMOS图像传感器包含：感光器件、I^2C总线接口和PAL视屏输出。
数据信号处理器DSP包含视屏解码器、I^2C总线接口、视屏编码器、输入接口和串行通讯接口。
光学镜头连接CMOS图像传感器的感光器件，CMOS图像传感器I^2C总线接口的串行数据信号(SDA)和串行时钟信号(SCL)分别与数据信号处理器DSP I^2C总线接口的串行数据信号(SDA)和串行时钟信号(SCL)连接，CMOS图像传感器的PAL视屏输出的图像的视频信号和参考地分别连接到数据信号处理器DSP的视屏编码器，数据信号处理器DSP的视屏编码器、输入接口和串行通讯接口分别与LCD显示器、车辆总线及状态信息接口和RS232串行通讯接口转CAN总线接口连接，直流电源与CMOS图像传感器的电源插座连接，震荡器与CMOS图像传感器的时钟端口连接。
本装置用光学镜头和CMOS图像传感器采集车道线和周围障碍物图像信息，并转换成PAL视频信号、DSP系统采集和处理这些视频信号，得到车辆与车道的位置关系，相对距离和夹角；利用CAN总线和装置的输入输出接口，获得车辆的速度和转向信号、刹车信号，进行警示判断；通过I^2C总线调节CMOS传感器的参数，控制图像质量，适应不同的光照条件。通过CAN总线将车辆位置参数发送到车载ECU，供安全警示和控制使用。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于，利用数字处理芯片和图像传感器结合成一个嵌入式车载图像处理装置，实现了摄像头和计算机系统的集成，结构紧凑、性能可靠、价格便宜、适合汽车使用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的RS232串行通讯接口转CAN总线接口结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步的说明。
一种车道线识别和安全警示的车载图像处理装置包含光学镜头、CMOS图像传感器、数据信号处理器DSP、LCD显示器、车辆总线及状态信息接口、RS232串行通讯接口转CAN总线接口、直流电源和震荡器。
CMOS图像传感器包含感光器件、I^2C总线接口和PAL视屏输出。
数据信号处理器DSP包含视屏解码器、I^2C总线接口、视屏编码器、输入接口和串行通讯接口。
上述各部件的连接关系为：光学镜头连接CMOS图像传感器的感光器件，CMOS图像传感器I^2C总线接口的串行数据信号(SDA)和串行时钟信号(SCL)分别与数据信号处理器DSP I^2C总线接口的串行数据信号(SDA)和串行时钟信号(SCL)连接，CMOS图像传感器的PAL视屏输出的图像的视频信号和参考地分别连接到数据信号处理器DSP的视屏编码器，数据信号处理器DSP的视屏编码器、输入接口和串行通讯接口分别与LCD显示器、直流电源与CMOS图像传感器的电源插座连接，震荡器与CMOS图像传感器的时钟端口连接。
由附图2可知，车辆总线及状态信息接口和RS232串行通讯接口转CAN总线接口连接，MAX232是专用串行通讯接口芯片，MC9S12DP256是16位带CAN功能的单片机，RXD，Rxd，RXD0代表芯片的数据接受端口，TXD，Txd，TXD0代表芯片的数据发送端口。Gnd为参考地端口。
以下为本实用新型实现车道偏离警示功能的原理和工作过程。CMOS传感器选用美国美光MT9V125，数字信号处理器选用TI公司的DM642，DM642通过I^2C总线控制CMOS传感器MT9V125的参数，调整适合光照条件的工作状态，利用镜头和CMOS传感器MT9V125采集车辆行驶前方的车道线图像信息。CMOS传感器MT9V125的PAL制式视频信号通过TVP5150APBS视频解码器连接DM642，DM642存储图像信号并进行处理，得到车道线的信息，进而计算出车辆与车道线的相对位置，夹角等几何数据。利用本装置的数据输入接口，CAN总线，获得车辆行驶速度，转向信号(驾驶员是否转向)等，然后进行车辆是否偏离的安全判断并发出警示。下列是车道线识别的过程：
1、划分灰度图的感兴趣区(ROI)；
2、进行基于微分的图像增强和滤波；
3、利用最大熵法确定阈值；
4、二值化，车道线上的像素滤波和确定；
5、霍夫变换，确定车道线和车辆与车道线的位置关系；
本实用新型电路CAN总线接口，是利用DM642的通用异步串行通讯UART接口通过RS232转CAN专用模块实现。CAN总线接口连接车辆电子控制单元，获取车辆运行的速度。
本实用新型电路数字输入接口是利用DM642的通用输入输出模块据实现。数字输入输出连接车辆信号电路，获取车辆运行的状态信号，转向信号刹车信号等；
本实用新型电路通过上述接口可以获取车辆相对于车道线位置、夹角，车辆速度，驾驶员刹车、转向信号。DM642通过软件实现如下功能：当车速大于60公里/小时，车辆接近一边车道线且夹角大于设定阈值时，或者车辆已经越线时，判断出车辆偏离是否有意，如果无意，则装置发出警告信息，进而实现车道偏离警示功能。
Claims (1)
1、一种车道线识别和安全警示的车载图像处理装置，其特征在于，该装置包含光学镜头、CMOS图像传感器、数据信号处理器DSP、LCD显示器、车辆总线及状态信息接口、RS232串行通讯接口转CAN总线接口、直流电源和震荡器；CMOS图像传感器包含感光器件、I^2C总线接口和PAL视屏输出；数据信号处理器DSP包含视屏解码器、I^2C总线接口、视屏编码器、输入接口和串行通讯接口；
光学镜头连接CMOS图像传感器的感光器件，CMOS图像传感器I^2C总线接口的串行数据信号和串行时钟信号分别与数据信号处理器DSP I^2C总线接口的串行数据信号和串行时钟信号连接，CMOS图像传感器的PAL视屏输出的图像的视频信号和参考地分别连接到数据信号处理器DSP的视屏编码器，数据信号处理器DSP的视屏编码器、输入接口和串行通讯接口分别与LCD显示器、车辆总线及状态信息接口和RS232串行通讯接口转CAN总线接口连接，直流电源与CMOS图像传感器的电源插座连接，震荡器与CMOS图像传感器的时钟端口连接。
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