专利名称：一种路面监控系统及包括该路面监控系统的车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及路面监控领域，具体地，涉及一种路面监控系统及包括该路面监控系统的车辆。
技术背景 在轮胎吊行驶过程中，吊物及车辆的摇摆具有极大的危险性，然而在轮胎吊行驶过程，路面上难免存在少量突起或凹陷等障碍物。驾驶人员在驾驶轮胎吊行驶时，往往处于高度紧张的状态，可能不会意识到这些障碍，发生对这些障碍的漏判，由此导致轮胎吊剧烈颠簸，甚至酿成安全事故。
发明内容本发明的目的是提供一种路面监控系统及包括该路面监控系统的车辆，其可克服上述背景技术所提出的问题。为了实现上述目的，本发明提供一种路面监控系统，该系统包括双目摄像机，安装于车辆上，用于采集路面图像的左图像及右图像；警示装置，用于当接收到报警信号时进行报警；以及处理器，与所述双目摄像机及警示装置相连，用于分析所采集的路面图像的左图像及右图像，并于该左图像及右图像内的针对同一可疑障碍物的可疑障碍物区域的形心所对应的实际位置与所述路面之间的垂直距离大于预设值时，输出报警信号。其中，所述双目摄像机可安装于所述车辆的驾驶室顶部。其中，所述警示装置可为显示屏或扬声器。其中，所述处理器包括图像分割模块，用于根据所采集的路面图像的左图像及右图像的色调，从该左图像及右图像中分别分割出可疑障碍物区域；匹配模块，用于提取所述可疑障碍物区域的特征，并根据该特征对所述左图像中的可疑障碍物区域与所述右图像中的可疑障碍物区域进行匹配；以及垂直距离计算模块，用于根据相匹配的可疑障碍物区域，计算该可疑障碍物区域的形心所对应的实际位置与所述路面之间的垂直距离。其中，所述图像分割模块包括道路平均色调值计算模块，用于计算所采集的路面图像内一区域的道路平均色调值；以及分割模块，用于对所述左图像及右图像分别进行分害I]，并计算每一分割区域的色调，在分割区域的色调与所述道路平均色调值之差大于一预定阈值时，确定该分割区域为可疑障碍物区域。其中，所述匹配模块包括特征向量计算模块，用于计算左图像内每一可疑障碍物区域的特征向量Pi = (Histi, Areai, Perii)以及右图像内每一可疑障碍物区域的特征向量Pj = (Hist」, Area」，Perij);以及距离计算模块,用于计算左图像内每一可疑障碍物区域的特征向量Pi = (Histi, Areai, Perii)与右图像内每一可疑障碍物区域的特征向量Pj =(HistjjAreaj,Perij)之间的距离D (i, j) = a: | Histi-Histj | +a21 Areai-Areaj | +a31 Perii-Peri」，距离最小的一对可疑障碍物区域即为相匹配的可疑障碍物区域，其中，i，j = l，2...n，a1； a2, a3为加权系数，Hist、Area以及Peri分别指可疑障碍物区域的灰度直方图、面积以及周长。其中，所述垂直距离计算模块包括形心图像坐标确定模块，用于确定所述左图像及右图像内相匹配的可疑障碍物区域的形心的图像坐标(xi6ft，Yl6ft)和(XHght，Yright);三维坐标计算模块，用于根据该两个形心的图像坐标，计算该两个形心所对应的实际位置P于所述双目摄像机坐标系下的三维坐标P(x。，y。，zc);以及垂直距离计算模块，用于根据以下
公式计算所述实际位置P与所述路面之间的垂直距离Hp HP=h~ nBfSm(f + ^m，其中，h pDisparity cos(p)
为所述双目摄像机距所述路面的高度，a为所述双目摄像机的垂直视场角，P为实际位置P与所述双目摄像机的光轴之间的夹角，Disparity = Xleft-Xright, B和f分别为所述双目摄像机的基线宽度和焦距，e为所述双目摄像机的俯仰角。其中，所述处理器还可包括图像预处理模块，用于对所采集的路面图像的左图像及右图像进行清晰度增强，并将该增强后的左图像及右图像发送至所述图像分割模块。相应地，本发明还提供一种包括上述路面监控系统的车辆。通过上述技术方案，可在车辆行驶过程中，对前方路面的可疑障碍物进行监视，并在可疑障碍物离路面过高或过低时，通过警示装置提醒驾驶员注意，以躲避潜在的危险。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图I为本发明提供的路面监控系统的结构示意图；图2a及2b分别为双目摄像机的水平视场图及垂直视场图；图3为双目测距原理图；以及图4为可疑障碍物区域的形心与所述路面之间的垂直距离计算示意图。附图标记说明10 双目摄像机20 警示装置30 处理器40 车辆31 图像分割模块32 匹配模块33 距离计算模块34 图像预处理模块
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。图I为本发明提供的路面监控系统的结构示意图。如图I所示，本发明提供了一种路面监控系统，该系统包括双目摄像机10，安装于车辆上，用于采集路面图像的左图像及右图像；警示装置20，用于当接收到报警信号时进行报警；以及处理器30，与所述双目摄像机10及警示装置20相连，用于分析所采集的路面图像的左图像及右图像，并于该左图像及右图像内的针对同一可疑障碍物的可疑障碍物区域(即，突起或凹陷于所述该左图像及右图像内的成像区域)的形心所对应的实际位置与所述路面之间的垂直距离大于预设值时，输出报警信号。所述双目摄像机10的拍摄范围应尽可能大，安装位置应尽可能高。优选地，如图2a及2b所示，所述双目摄像机10以一俯视角度安装于所述车辆40的驾驶室顶部，其光轴与地面保持相交。双目摄像机10离地面的高度h可通过测量获得，a、d、w可通过放置有精确尺寸标注的方格纸测量获得，垂直视场角a及基线宽度B可以通过标定得到，双目摄像
机俯视角沒=
权利要求1.一种路面监控系统，其特征在于，该系统包括 双目摄像机，以安装于车辆上，用于采集路面图像的左图像及右图像； 警示装置，用于当接收到报警信号时进行报警；以及 处理器，与所述双目摄像机及警示装置相连，用于分析所采集的路面图像的左图像及右图像，并于该左图像及右图像内的针对同一可疑障碍物的可疑障碍物区域的形心所对应的实际位置与所述路面之间的垂直距离大于预设值时，输出报警信号。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述双目摄像机安装于所述车辆的驾驶室顶部。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述警示装置为显示屏和/或扬声器。
4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述处理器包括 图像分割模块，用于根据所采集的路面图像的左图像及右图像的色调，从该左图像及右图像中分别分割出可疑障碍物区域； 匹配模块，用于提取所述可疑障碍物区域的特征，并根据该特征对所述左图像中的可疑障碍物区域与所述右图像中的可疑障碍物区域进行匹配；以及 垂直距离计算模块，用于根据相匹配的可疑障碍物区域，计算该可疑障碍物区域的形心所对应的实际位置与所述路面之间的垂直距离。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述图像分割模块包括 道路平均色调值计算模块，用于计算所采集的路面图像内一区域的道路平均色调值；以及 分割模块，用于对所述左图像及右图像分别进行分割，并计算每一分割区域的色调，在分割区域的色调与所述道路平均色调值之差大于一预定阈值时，确定该分割区域为可疑障碍物区域。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述匹配模块包括 特征向量计算模块，用于计算左图像内每一可疑障碍物区域的特征向量Pi=(Histi, Areai, Perii)以及右图像内每一可疑障碍物区域的特征向量P」=(HiStj, Areaj, Perij);以及 距离计算模块，用于计算左图像内每一可疑障碍物区域的特征向量Pi=(Histi, Areai, Perii)与右图像内每一可疑障碍物区域的特征向量Pj =(HiStj, Areaj, Perij)之间的距离 D(i, j) = a: |Histi-Histj | +a21 Areai-Areaj | +a31Perii-Pe|，距离最小的一对可疑障碍物区域即为相匹配的可疑障碍物区域， 其中，i，j = I, 2. . . n, a1； a2, a3为加权系数，Hist、Area以及Peri分别指可疑障碍物区域的灰度直方图、面积以及周长。
7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述垂直距离计算模块包括 形心图像坐标确定模块，用于确定所述左图像及右图像内相匹配的可疑障碍物区域的形心的图像坐标(Xleft, Yleft)和(Xright, Yright)； 三维坐标计算模块，用于根据该两个形心的图像坐标，计算该两个形心所对应的实际位置P于所述双目摄像机坐标系下的三维坐标PO^y。，^);以及 垂直距离计算模块，用于根据以下公式计算所述实际位置P与所述路面之间的垂直距离民H —h Bfs\n[0D p Dispariiy cos(/i) 其中，h为所述双目摄像机距所述路面的高度，a为所述双目摄像机的垂直视场角，3为实际位置P与所述双目摄像机的光轴之间的夹角，Disparity = Xleft_Xright，B和f 分别为所述双目摄像机的基线宽度和焦距，9为所述双目摄像机的俯仰角。
8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述处理器还包括 图像预处理模块，用于对所采集的路面图像的左图像及右图像进行清晰度增强，并将该增强后的左图像及右图像发送至所述图像分割模块。
9.一种包括路面监控系统的车辆，其特征在于，所述路面监控系统为根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的路面监控系统。
专利摘要本实用新型公开了一种路面监控系统以及包括该系统的车辆，该系统包括双目摄像机，安装于车辆上，用于采集路面图像的左图像及右图像；警示装置，用于以声或光方式发出报警信号；以及处理器，与所述双目摄像机及警示装置相连，用于分析所采集的路面图像的左图像及右图像，并于该左图像及右图像内的针对同一可疑障碍物的可疑障碍物区域的形心所对应的实际位置与所述路面之间的垂直距离大于预设值时，控制所述警示装置发出报警信号。通过上述技术方案，可在车辆行驶过程中，对前方路面的可疑障碍物进行监视，并在可疑障碍物离路面过高或过低时，通过警示装置提醒驾驶员注意，以躲避潜在的危险。
文档编号B60W30/08GK202439686SQ20112052624
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者周欣, 周润珈, 夏鄂, 李 昊 申请人:中联重科股份有限公司