基于行驶路况的发动机自动启停智能触发方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及一种基于行驶路况的发动机自动启停智能触发系统。
【背景技术】
[0002]我国石油资源短缺，对外依存度比较高，目前石油进口量以每年两位数字的百分比增长，而机动车石油消耗量与国内石油需求量的比重持续升高，石油资源即将进入捉襟见肘的状态。随着汽车的普及率越来越高，城市汽车日益增多，交通拥堵率急剧上升，造成了车辆振动、噪声以及怠速燃油浪费等问题，加上机动车尾气大量的排放，城市环境也是每况愈下，所以节能减排势在必行。在节能减排的大趋势下，首先应该从机动车的行驶状态方面的改善入手。
[0003]为了解决这一问题以实现节能减排，发动机自启停技术应运而生，其主要工作原理是在驾驶员踩下制动踏板两秒后开始工作，然后使发动机处于暂时的“休眠”状态，一旦驾驶员踩下油门踏板，发动机又重新开始工作，这样就可以避免车辆怠速时的燃油浪费，从而减少噪声，振动以及有害气体的排放。但现有的启停系统过于机械化，只考虑到了车辆的行驶状态，没有考虑车辆行驶的路况问题，尤其是在走走停停的路段，发动机频繁启停动，不仅达不到节油的目的，反而造成了燃油的浪费，降低了车辆的平稳性和舒适性，在某种程度上也加剧了发动机的磨损。在等待红灯以及堵车时，自启停系统无法满足车主对其灵活性的要求。所以很多时候车主只能被迫关闭自动启停功能，致使这一先进节能减排技术成为鸡肋。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于针对现有自启停技术中的缺陷，提供一种基于行驶路况的发动机自动启停智能触发系统，以节约汽车燃油。
[0005]本发明提供了一种基于行驶路况的发动机自动启停智能触发方法，包括以下步骤:
[0006]S1、获取刹车踏板信号，当车速为零时，通过安装在汽车后视镜上的摄像头对前方路况进行拍照，并对获取的原始图像进行初次切割，得到感兴趣区域彩色图片；
[0007]S2、对初次切割的图像进行预处理，并分别提取红色、黄色及绿色区域，判断这些区域是否有交通信号灯，若有，则判断当前路况为红绿灯状态；若无，则判断当前路况为拥堵状态；
[0008]S3、若处于红绿灯状态，则对图像进行二次切割，按一定顺序分别得到包含信号灯或者数字的图像子区域，并进行图像处理，便于对数字和信号灯的识别；
[0009]S4、对图像子区域进行形状识别，先判断是否有信号灯，若有，则判断汽车行驶方向是否为红灯；若为红灯，则对数字图像进行判断，若大于第一预设时间，则控制发动机停止转动；
[0010]S5、若当前路况为拥堵状态，则进行踏板踩动频率分析，若判断在第二预设时间内，车速为零的次数大于预设次数，则控制发动机停止转动。
[0011]本发明所述的方法中，步骤S2中对对初次切割的图像进行预处理具体为:根据摄像头拍摄角度可知红绿灯将位于图片的上半部分，因此提取图片上半部分作为感兴趣区域彩色图片，并进行二值化处理，将满足阈值条件的像素点赋值1，不满足的赋值O ;基于开闭运算，对像素值都为I的连通区域进行删选，将连通区域包含像素数小于总像素数0.2%的区域赋值为0，以达到去除噪音的目的。
[0012]本发明所述的方法中，步骤S3中对图像进行二次切割具体为:基于图像的水平和垂直投影灰度值跃变的机理进行分割，分割出多个包含信号灯或者数字的矩形区域，并根据每个矩形区域的四个角点从所述感兴趣区域彩色图片中剪切出原始对应的矩形区域。
[0013]本发明所述的方法中，步骤S4中若信号灯为箭头，则对箭头方向识别判断的方法具体为:
[0014]利用DtB和Hu不变矩混合特征匹配法对箭头的方向和数字图像进行判断，当判断结果为车辆行驶方向是红灯时，再利用Hu不变矩法从左至右对剩下区域进行形状的特征值提取，分别算出0-9这十个数字的模板特征值与提取的特征值的欧氏距离，通过比较欧氏距离与预设数字的大小，来判断数字图像的数值，当最左边数值大于O时，则开启自启停系统控制模块，控制发动机停止转动；若等于0，再判断下一区域数值，当大于预设值时，则开启自启停系统控制模块，控制发动机停止转动。
[0015]本发明所述的方法中，步骤S5中进行踏板踩动频率分析具体为:
[0016]通过行车车轮转速表上的转速传感器，运用计数原理，对车速为零出现频率进行统计，并根据统计结果进行下一步分析处理。
[0017]本发明还提供了一种基于行驶路况的发动机自动启停智能触发系统，包括:
[0018]车速判断模块，用于获取刹车踏板信号，当车速为零时，通过安装在汽车后视镜上的摄像头对前方路况进行拍照；
[0019]图像处理模块，用于将摄像头获取的原始图像进行初次切割，得到感兴趣区域彩色图片；对初次切割的图像进行预处理，并分别提取红色、黄色及绿色区域；
[0020]信号灯及形状识别模块，用于判断提取的红色、黄色及绿色区域是否有交通信号灯，若有，则判断当前路况为红绿灯状态；若无，则判断当前路况为拥堵状态；若处于红绿灯状态，则通过图像处理模块对图像进行二次切割，按一定顺序分别得到包含信号灯或者数字的图像子区域，并进行图像处理，以便于对数字和信号灯的识别；该信号灯及形状识别模块还用于对图像子区域进行形状识别，先判断是否有信号灯，若有，则判断汽车行驶方向是否为红灯；若为红灯，则对数字图像进行判断；
[0021]自启停系统控制模块，用于在数字图像中的数字大于第一预设时间时，控制发动机停止转动；
[0022]踏板踩动频率分析模块，用于在当前路况为拥堵状态时，进行踏板踩动频率分析，若判断在第二预设时间内，车速为零的次数大于预设次数，则通过自启停系统控制模块，控制发动机停止转动。
[0023]本发明所述的系统中，所述图像处理模块对初次切割的图像进行预处理具体为:根据摄像头拍摄角度可知红绿灯将位于图片的上半部分，因此提取图片上半部分作为感兴趣区域彩色图片，并进行二值化处理，将满足阈值条件的像素点赋值1，不满足的赋值O ;基于开闭运算，对像素值都为I的连通区域进行删选，将连通区域包含像素数小于总像素数
0.2%的区域赋值为O，以达到去除噪音的目的。
[0024]本发明所述的系统中，所述图像处理模块对图像进行二次切割具体为:基于图像的水平和垂直投影灰度值跃变的机理进行分割，分割出多个包含信号灯或者数字的矩形区域，并根据每个矩形区域的四个角点从所述感兴趣区域彩色图片中剪切出原始对应的矩形区域。
[0025]本发明所述的系统中，在信号灯为箭头时，所述图像处理模块对箭头和箭头方向识别判断的方法具体为:
[0026]利用DtB和Hu不变矩混合特征匹配法对箭头的形状和方向进行判断，当判断结果为车辆行驶方向是红灯时，再利用Hu不变矩法从左至右对剩下区域进行形状的特征值提取；判断特征值的数值，当最左边数值大于O时，则开启自启停系统控制模块，控制发动机停止转动；若等于0，再判断下一区域数值，当大于预设值时，则开启自启停系统控制模块，控制发动机停止转动。
[0027]本发明所述的系统中，所述踏板踩动频率分析模块具体用于:通过行车车轮转速表上的转速传感器，运用计数原理，对车速为零出现频率进行统计，并根据统计结果进行下一步分析处理。
[0028]本发明产生的有益效果是:本发明通过对行驶路况的智能识别，区别出当前行驶路况是在等待红灯还是处于拥堵状态，并且识别红灯等待停留时间，避免不必要的发动机自动启停。通过将图像识别和汽车上的自启停技术相结合，能实现汽车在红绿灯等待和拥堵状况时的智能自动启停功能，使汽车自动启停功能更加实时性，精确性，最大限度节省燃油，降低排放。
【附图说明】
[0029]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0030]图1是本发明实施例基于行驶路况的发动机自动启停智能触发方法的流程图；
[0031]图2是本发明另一实施例基于行驶路况的发动机自动启停智能触发方法的流程图；
[0032]图3a是本发明一个实施例中常见路口拍摄的红灯图；
[0033]图3b是红色区域提取图；
[0034]图3c是感兴趣区域图像切割取反图；
[0035]图3d是基于图像二值化的二次切割图；
[0036]图4是