智能道路安全识别系统的制作方法

本发明涉及道路安全识别技术领域，具体为智能道路安全识别系统。

背景技术：

据交通部统计，约有50％的汽车交通事故是因为汽车偏离正常的行驶车道引起的，究其主要原因主要是驾驶员心神烦乱、注意力不集中或驾驶疲劳。23％的汽车驾驶员一个月内至少在转向盘上睡着一次；66％的卡车驾驶员自己在驾驶过程中打瞌睡；28％的卡车驾驶员在一个月内有在转向盘上睡着的经历。如此惊人的比例足以证明防止车道偏离的重要意义，而车辆是否偏离可通过轮胎与道路划线之间的距离来判断，当轮胎与道路划线之间的距离处于10-30cm时车辆处于较为安全的状态。

现有农村道路上经常设置有用于阻挡卡车同行的路障，避免道路被压坏，但是，驾驶汽车的使用者往往只能凭借自己的经验去判断车辆是否能够完好通过路障，经常出现车辆被剐蹭或后视镜被刮到的状况，通常后视镜距离过往车辆或障碍物5cm以上为安全距离；同时，有些农村的路坑坑洼洼，汽车行驶在这种路上时容易刮伤底盘，通常底盘距离地面10cm以上为安全距离。

为此，提出智能道路安全识别系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供智能道路安全识别系统，能够准确判断汽车轮胎与道路划线之间距离是否处于安全距离，避免车辆偏移，同时，在经过障碍物时能够测量后视镜与障碍物之间的垂直距离，避免车辆被剐蹭，还可以在路过坑洼处提醒使用者避免底盘受损，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：智能道路安全识别系统，包括汽车及汽车上的后视镜，还包括安装在汽车内部的处理器模块、通信模块、显示屏模块、警示模块、道路识别模块，所述处理器模块上安装有imu模块，所述后视镜的外表面下端设置有安装座，且安装座下端固定连接有测距构件，所述安装座的内部固定连接有无线通讯模块；

所述测距构件的数量为两组，分别安装在汽车两个后视镜上，每组所述测距构件的数量为两个，且测距构件由激光头模块与摄像头模块组成，同组一个所述测距构件的激光头模块与摄像头模块垂直面向地面，另一个所述测距构件的激光头模块与摄像头模块面向汽车正前方；

所述激光头模块射出激光照射在参照物上形成亮点；所述摄像头模块捕捉亮点，并将捕捉画面传输给无线通讯模块；

所述无线通讯模块接收捕捉画面并将其传输给道路识别模块；

所述道路识别模块接收摄像头模块发送的道路两侧以及前方信息，处理后发送车辆位置信息到处理器模块；

所述imu模块检测车辆的行驶状态，将车辆的行驶状态发送给处理器模块；

所述处理器模块接收imu模块发送的车辆行驶状态，根据车辆行驶状态发送触发信号到摄像头模块和激光头模块，接收道路识别模块发送的车辆位置信息判断车辆轮胎与道路划线之间的距离是否处于安全距离以及车辆是否能够顺利通过前方障碍物，并将车辆轮胎与道路划线之间的距离信息以及后视镜与障碍物之间的垂直距离信息通过通信模块发送给显示屏模块供使用者查看，当车辆轮胎与道路划线之间的距离不在安全距离内或车辆无法通过前方障碍物时通过通信模块向警示模块发出信号；

所述警示模块接收信号后向显示屏模块发出危险警报提醒使用者。

本发明通过胶层将安装座安装在汽车的后视镜下方，利用激光测距技术以及图像识别技术测出车辆轮胎与道路划线之间的距离以及后视镜与障碍物之间的垂直距离，根据所测距离是否处于安全范围内判断车辆是否属于安全状态，从而避免车辆偏移道路产生危险，防止出现车辆通过障碍物时被剐蹭的状况，同时，还可以在路过坑洼处提醒使用者避免底盘受损，有效提高车辆在道路行驶时安全性。

优选的，所述安装座上端与后视镜下端相贴合，且二者之间通过胶层固定连接。

该设置保证安装座与后视镜的紧密贴合。

优选的，面向车辆正前方的所述激光头模块位于后视镜外侧边沿的下方。

该设置便于测量后视镜与障碍物之间的垂直距离。

优选的，所述处理器模块利用激光测距方法计算车辆轮胎与道路划线之间的距离以及后视镜与障碍物之间的垂直距离。

优选的，同一个所述测距构件上的激光头模块射出的激光与摄像头模块的光轴平行。

该设置保证所测距离的准确性。

优选的，所述道路识别模块可识别出道路上的道路划线以及过往车辆和用来阻止卡车通过的路障。

优选的，该识别系统还包括电源模块，用于给系统供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过胶层将安装座安装在汽车的后视镜下方，利用激光测距技术以及图像识别技术测出车辆轮胎与道路划线之间的距离以及后视镜与障碍物之间的垂直距离，根据所测距离是否处于安全范围内判断车辆是否属于安全状态，从而避免车辆偏移道路产生危险，防止出现车辆通过障碍物时被剐蹭的状况，同时，还可以在路过坑洼处提醒使用者避免底盘受损，有效提高车辆在道路行驶时安全性。

附图说明

图1为本发明的整体框图；

图2为本发明的后视镜与安装座结合视图；

图3为本发明的激光头模块与摄像头模块结合视图；

图4为本发明的激光测距原理图。

图中：1、处理器模块；2、激光头模块；3、摄像头模块；4、无线通讯模块；5、道路识别模块；6、通信模块；7、imu模块；8、显示屏模块；9、警示模块；10、电源模块；11、后视镜；12、安装座；13、胶层。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：

智能道路安全识别系统，包括汽车及汽车上的后视镜11，还包括安装在汽车内部的处理器模块1、通信模块6、显示屏模块8、警示模块9、道路识别模块5，所述处理器模块1上安装有imu模块7，所述后视镜11的外表面下端设置有安装座12，且安装座12下端固定连接有测距构件，所述安装座12的内部固定连接有无线通讯模块4；

所述测距构件的数量为两组，分别安装在汽车两个后视镜11上，每组所述测距构件的数量为两个，且测距构件由激光头模块2与摄像头模块3组成，同组一个所述测距构件的激光头模块2与摄像头模块3垂直面向地面，另一个所述测距构件的激光头模块2与摄像头模块3面向汽车正前方；

所述激光头模块2射出激光照射在参照物上形成亮点；所述摄像头模块3捕捉亮点，并将捕捉画面传输给无线通讯模块4；

所述无线通讯模块4接收捕捉画面并将其传输给道路识别模块5；

所述道路识别模块5接收摄像头模块3发送的道路两侧以及前方信息，处理后发送车辆位置信息到处理器模块1；

所述imu模块7检测车辆的行驶状态，将车辆的行驶状态发送给处理器模块1；

所述处理器模块1接收imu模块7发送的车辆行驶状态，根据车辆行驶状态发送触发信号到摄像头模块3和激光头模块2，接收道路识别模块5发送的车辆位置信息判断车辆轮胎与道路划线之间的距离是否处于安全距离以及车辆是否能够顺利通过前方障碍物，并将车辆轮胎与道路划线之间的距离信息以及后视镜11与障碍物之间的垂直距离信息通过通信模块6发送给显示屏模块8供使用者查看，当车辆轮胎与道路划线之间的距离不在安全距离内或车辆无法通过前方障碍物时通过通信模块6向警示模块9发出信号；

所述警示模块9接收信号后向显示屏模块8发出危险警报提醒使用者。

本发明通过胶层13将安装座12安装在汽车的后视镜11下方，利用激光测距技术以及图像识别技术测出车辆轮胎与道路划线之间的距离以及后视镜11与障碍物之间的垂直距离，根据所测距离是否处于安全范围内判断车辆是否属于安全状态，从而避免车辆偏移道路产生危险，防止出现车辆通过障碍物时被剐蹭的状况，同时，还可以在路过坑洼处提醒使用者避免底盘受损，有效提高车辆在道路行驶时安全性。

所述安装座12上端与后视镜11下端相贴合，且二者之间通过胶层13固定连接，该设置保证安装座12与后视镜11的紧密贴合；面向车辆正前方的所述激光头模块2位于后视镜11外侧边沿的下方，该设置便于测量后视镜11与障碍物之间的垂直距离；所述处理器模块1利用激光测距方法计算车辆轮胎与道路划线之间的距离以及后视镜11与障碍物之间的垂直距离；同一个所述测距构件上的激光头模块2射出的激光与摄像头模块3的光轴平行，该设置保证所测距离的准确性；所述道路识别模块5可识别出道路上的道路划线以及过往车辆和用来阻止卡车通过的路障；该识别系统还包括电源模块10，用于给系统供电。

工作原理：该智能道路安全识别系统使用时，首先，使用者将该系统安装在汽车的相应位置上，其中，安装座12通过胶层13紧密贴合在后视镜11的下端，车辆启动运行时，imu模块7检测车辆的行驶状态，将车辆的行驶状态发送给处理器模块1，系统开始运行，当车辆行驶在道路上时，面向下方的激光头模块2在射出激光照射在地面上形成亮点，相应的摄像头模块3捕捉亮点，并将捕捉画面传输给无线通讯模块4，过程中，摄像头模块3以汽车前轮为锁定目标，采用tld目标跟踪算法对锁定的目标进行不断的学习，以获取目标最新的外观特征，从而及时完善跟踪，以达到最佳的状态，然后，无线通讯模块4接收捕捉画面并将其传输给道路识别模块5，道路识别模块5接收摄像头模块3发送的道路两侧以及前方信息，其中，道路识别模块5可识别出道路上的道路划线以及过往车辆和用来阻止卡车通过的路障，处理后发送车辆位置信息到处理器模块1，处理器模块1接收imu模块7发送的车辆行驶状态，根据车辆行驶状态发送触发信号到摄像头模块3和激光头模块2，接收道路识别模块5发送的车辆位置信息判断车辆轮胎与道路划线之间的距离是否处于安全距离以及车辆是否能够顺利通过前方障碍物；

处理器模块1在判断时采用激光测距技术与图像识别技术，激光头模块2的激光束是与摄像头模块3的光轴平行，激光束的中心落点在在摄像头模块3的视域中是最亮的点，射向地面的激光束照射到摄像头模块3视域中的目标上，那么摄像头模块3可以捕捉到这个点，通过简单的图像处理的方法，可以在这侦图像中找到激光束照射形成的最亮点，这个落点越接近图像的道路划线，车辆就越靠近道路划线，以亮点与图像中心点的距离为单位计算汽车前轮与道路划线的距离，本发明中同一个测距构件上的激光头模块2射出的激光束与摄像头模块3的光轴之间距离为h＝2cm，同时，当汽车行驶在坑坑洼洼的道路上时，射向地面的激光束照射到摄像头模块3视域中的目标上，那么摄像头模块3可以捕捉到这个点，通过简单的图像处理的方法，可以在这侦图像中找到激光束照射形成的最亮点，从而可以计算出y轴上方向上从落点到图像中心的象素的个数，这个落点越接近图像的中心，被测物体距离机器人就越远，由图4可以计算距离d，再将所测距离减去激光头模块2到底盘的固有距离得到此时的底盘距离地面的距离；

其中，d＝h/tanθ，等式中h是一个常量，是摄像头与激光发射器之间的垂直距离，可以直接测量获得。θ可通过下式计算，θ＝num*rop+offset其中：num是从图像中心到落点的像素个数；rop是每个像素的弧度值；offset是弧度误差；合并以上等式可以得到θ＝h/tan(num*rop+offset)，首先测量出d的精准值，再根据d＝h/tanθ计算出θ，根据θ＝num*rop+offset得到只含参数rop与offset的方程，在不同的距离多次测量d的精准值计算θ，求解方程得到rop与offset的值。

面向车辆前方的激光头模块2发出激光束射在参照物上，摄像头模块3捕捉画面，处理器模块1通过简单的图像处理的方法，可以在这侦图像中找到激光束照射形成的最亮点，这个落点越接近图像中的障碍物或过往车辆，车辆就越靠近障碍物或过往车辆，再以亮点与图像中心点的距离为单位计算汽车后视镜11与障碍物或过往车辆的距离；

将所计算出的车辆轮胎与道路划线之间的距离信息、底盘距离地面的距离信息以及后视镜11与障碍物之间的垂直距离信息通过通信模块6发送给显示屏模块8供使用者查看；

当车辆轮胎与道路划线之间的距离或底盘距离地面的距离不在安全距离内或车辆无法通过前方障碍物时通过通信模块6向警示模块9发出信号，警示模块9接收信号后向显示屏模块8发出危险警报提醒使用者。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。