一种汽车初始安全自检系统的制作方法

本发明涉及汽车安全驾驶技术领域，尤其是汽车初始安全自检系统。

背景技术：

随着经济的发展，汽车进入了越来越多的家庭，人们对汽车安全驾驶保障技术的要求越来越高，同时人们也希望车辆越来越智能，可以帮助驾驶员完成一些重复的，简单的却又必要的工作，以此来简便生活、提高安全系数、改善驾驶体验。

一般老司机都会在上车前绕着车走一圈，以此来确认周边安全。但是新手司机很少绕着车确认安全，况且在恶劣天气下也很少有人会绕车一周，而且即使绕车一周在大多数时候车底的状态也是不清楚的，比如贪玩的懵懂小孩或者是小猫，小狗的，这些都是潜在的安全隐患。

一般车辆在泊车的时候才有全景的环视投影，然而其实车辆在初始运动的时候却是驾驶员最放松的时候。此刻的车辆所处环境其实是驾驶员不熟悉的，车四周包括车底的信息如果可以集成处理明确的给到驾驶员，会极大的提高驾驶安全性，当然也方便驾驶员进一步操作。目前还没有出现这种汽车安全自检系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够在夜间、雾天或者雨天等光照不好的情况下通过对热成像仪等多传感器的融合，快速判断车辆四周包括底部的安全情况，在屏幕上显示实时全景环视画面，同时通过车身控制帮助驾驶员避免一些可能存在的安全问题的汽车初始安全自检系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种汽车初始安全自检系统，包括车载处理器、超声波传感器、视觉摄像头、热成像仪、人机交互屏、语音模块和车辆相关硬件；所述车载处理器的第一信号输入端与超声波传感器的输出端相连，车载处理器的第二信号输入端与视觉摄像头的输出端相连，车载处理器的第三信号输入端与热成像仪的输出端相连，车载处理器与人机机交互屏双向通讯，人机交互屏的输出端与语音模块的输入端相连；所述车辆相关硬件包括整车控制器、刹车系统、档位系统和车载蓄电池，车载蓄电池向车载处理器供电，车载处理器和整车控制器双向通讯。

所述超声波传感器与车载处理器由串口转usb通讯，实现两者直接通讯；视觉摄像头与车载处理器通过hdmi线实现视频信号传输；热成像仪与车载处理器通过hdmi线实现视频信号通讯；人机交互屏通过hdmi接口与车载处理器实现视频信号传输，通过usb接口实现反馈触摸屏的信息；人机交互屏提供aux接口完成与语音模块的音频通讯；车载处理器通过usb转can与车载相关硬件完成通讯。

所述超声波传感器的个数为12个，其中位于车头处4个，位于车尾处4个，位于车身两侧4个；所述视觉摄像头的个数为4个，分别加装在车头、车尾号码牌之上和左、右后视镜之下；所述热成像仪的个数为至少两个，分别加装在车辆前、后底盘下，位于前底盘下的热成像仪倾斜朝后，位于后底盘下的热成像仪倾斜朝前。

由上述技术方案可知，本发明的优点在于：第一，本发明首次提出将热成像仪的图像融合在汽车环视摄像头画面中，完成了完全意义上的汽车全景环视，真正做到无盲区的安全检测；第二，通常汽车开动前的这个环节是由驾驶员绕车一周完成的，本发明可以帮助驾驶员完成此项安全检测，必要时通过车身控制帮助驾驶员避免一些可能存在的安全问题；第三，本系统多传感器选用了成本较低的三种不同类型的传感器，以满足不同工况下系统稳定运行，超声波传感器也可作为视觉摄像头的安全冗余，热成像仪和超声波传感器其实也都冗余机制，以此来确保行车安全。

附图说明

图1为本发明的系统组成框图；

图2为本发明的安装示意图；

图3为融合有热成像信息的全景环视画面的系统界面图；

图4为本发明的工作流程图。

具体实施方式

如图1所示，一种汽车初始安全自检系统，包括车载处理器、超声波传感器、视觉摄像头、热成像仪、人机交互屏、语音模块和车辆相关硬件；所述车载处理器的第一信号输入端与超声波传感器的输出端相连，车载处理器的第二信号输入端与视觉摄像头的输出端相连，车载处理器的第三信号输入端与热成像仪的输出端相连，车载处理器与人机机交互屏双向通讯，人机交互屏的输出端与语音模块的输入端相连；所述车辆相关硬件包括整车控制器、刹车系统、档位系统和车载蓄电池，车载蓄电池向车载处理器供电，车载处理器和整车控制器双向通讯。

如图1所示，所述超声波传感器与车载处理器由串口转usb通讯，实现两者直接通讯；视觉摄像头与车载处理器通过hdmi线实现视频信号传输；热成像仪与车载处理器通过hdmi线实现视频信号通讯；人机交互屏通过hdmi接口与车载处理器实现视频信号传输，通过usb接口实现反馈触摸屏的信息；人机交互屏提供aux接口完成与语音模块的音频通讯；车载处理器通过usb转can与车载相关硬件完成通讯。

如图2所示，所述超声波传感器的个数为12个，其中位于车头处4个，位于车尾处4个，位于车身两侧4个；所述视觉摄像头的个数为4个，分别加装在车头、车尾号码牌之上和左、右后视镜之下；所述热成像仪的个数为至少两个，分别加装在车辆前、后底盘下，位于前底盘下的热成像仪倾斜朝后，位于后底盘下的热成像仪倾斜朝前，这样构成了重复的成像区域，确保了车底绝对无死角检测。成像信息处理后拼接在人机交互屏屏幕的全景环视画面中。

如图3所示，融合有热成像的全景环视画面的系统界面包括：车辆全景环视画面1，安全级别2、当前警告信息3、确认安全4，解锁5，关闭画面6。车辆全景环视画面1将四个摄像头画面和热成像画面处理拼接在同一个画面中；热成像画面中有生命体征时在屏幕中的大致位置三角形标红，同时落安全锁，确保在安全之后才能移动车辆。安全级别2分为四个级别：最安全级，次安全级，低危险级，高危险级。当前警告信息3包括不同状态时的警报和提示信息。确认安全4要求驾驶员点击确认，表示驾驶员已观察了环视场景画面，确认了环境状态。解锁5用来人工解除落锁，在车底存在生命体征时会自动落锁——刹车并禁止驾驶员挂挡，当该生命体征消失后，系统会自动解锁。通常情况用来解除传感器误判的落锁，比如车底的确有类似生命体征的物体，驾驶员下车观察后，确认没有存在安全问题，此时可强制解除落锁。关闭画面6在行车时可以选择关闭全景环视画面。

如图1所示，所述车载处理器为单片机、dsp或者其他车载控制器，用于处理各传感器信息，决策相关动作。所述超声波传感器于探测车辆四周物体，原则上前后使用近距离传感器，两侧使用性能更好的远距离传感器，当然也可以都使用远距传感器。将传感器的信息通过数字通道，传入车载处理器中，判断车身四周是否安全，同时给予一定的提示。所述视觉摄像头为车载的用于成像的装置，原则上使用合适的摄像头，完成车辆四周的视觉信息采集，传输至车载处理器中而后处理合成环视场景，用于驾驶员了解四周环境。

所述热成像仪为通过热力分析来判别生命体征的装置，原则上至少两个热成像仪，分别加装在车辆前后底盘下，前底盘下热成像仪倾斜朝后，后底盘下热成像仪倾斜朝前，这样可以对车底完成几乎两遍热成像，同时避免了轮胎处的成像死角。之后将其成像信息拼接在环视场景里，对应环视的中间车辆位置，倘若存在生命体征的信号，则在成像的环视场景中的大致对应位置标红，同时语音提示，落安全锁，通过can通信禁止驾驶员挂挡，给予对应的刹车力。

所述人机交互屏用于显示相关警报和全景环视场景(包括拼接有热成像信息的场景)，用于反馈驾驶员确认信号(用于驾驶员确认安全、解安全锁或关闭画面)。

所述语音模块为相关警报提示，驾驶员对应的操作提示。

所述给与驾驶员一定提示包括多种安全等级。最安全等级，仅屏幕展示全景环视画面。次安全等级，超声波传感器探测到物体在80cm之内，给与对应的全景环视画面，语音提示“前/后/左/右有障碍物，请小心”。低危险等级，在超声波的40cm之内存在障碍物，给与对应全景环视画面，语音提示“注意，近距离障碍物”。高危险等级，车辆底部热成像仪探测到生命体征，将其成像在环视场景中，提示车底有生命体，同时落安全锁，车辆自动刹车，驾驶员不可挂挡。当车底无生命体征时，自动解锁。或者驾驶员点击触屏“解锁”按键，完成解锁，恢复车辆控制权。

如图4所示，本发明的工作流程如下：

(1)驾驶员上汽车的钥匙电，汽车初始安全自检系统自动开启，超声波传感器、视觉摄像头、热成像仪同时工作，分别将采集的信息传输到车载处理器中；

(2)进行安全级别划分：车载处理器首先判断热成像信息中车底是否存在生命体征，如果有则为“高危险”级别；如果没有生命体征则判断超声波的数据：

当确认80cm内无障碍物时，为“最安全”级；当40cm内无障碍物时，为“次安全”级；当40cm之内存在障碍物时，为“低危险”级，每次安全级别服从危险级高的；

(3)进行语音模块报音：“最安全”级无语音报音；“次安全”级进行低频率警报音；“低危险”级进行高频率警报音；“高危险”级进行警告；

(4)进行车身状态控制：当处于“高危险”级时，落安全锁，车载处理器接管车辆，控制刹车，禁止驾驶员挂挡；当处于非“高危险”级的其他安全级别时，不接管车辆；

(5)进行驾驶员操作：处于“高危险”级时，此时车辆“落锁”，危险消失，安全级别降低，自动解锁，恢复人工接管车辆；或者，人工点击人机交互屏的屏幕“解锁”，强制解安全锁，恢复接管车辆；

当处于非“高危险”级的其他安全级别时，语音模块发出提示驾驶员确认安全的警报，此时驾驶员控制车辆；驾驶员可选择点击“关闭画面”关闭车辆全景环视画面1。

(6)车辆全景环视画面显示：视觉摄像头的4组画面处理拼接成环视状，热成像画面中生命体征标红处理，然后拼接在全景环视画面中，形成车辆全景环视画面供驾驶员参考；

(7)车辆初始安全自检完成。

如图4所示：

首先驾驶员上汽车的钥匙电，初始安全自检系统自动开启，多路传感器同时工作，相关采集信息传输到车载处理器中加以处理分析，之后决策相关动作。

安全级别划分：首先判断热成像信息中车底是否存在生命体征，如果有则为高危险级别，语音和屏幕发出警告，同时落锁(自动刹车并禁止驾驶员挂挡)；如果没有生命体征则判断超声波的数据。当确认80cm内无障碍物时，最安全级，屏幕显示，但无语音；当40cm内无障碍物时，次安全级，屏幕显示，语音低频警报；当40cm之内存在障碍物时，低危险级，屏幕警报，语音高频警报。每次安全级别服从危险级高的。

视觉摄像头的4组画面处理拼接成环视状，热成像画面中生命体征需标红处理，然后拼接在全景环视画面中，形成车辆全景环视画面1供驾驶员参考。

驾驶员操作：非“高危险级”时，驾驶员需手动点击“确认安全”按钮，解除系统的语音提示“请确认安全”，以及当前警告信息3“请确认安全”，此时的系统并不强制控制车辆刹车和档位。当“高危险级”时，驾驶员需手动点击“解锁”，不需重复点击“确认安全”，即可解除语音和屏幕警报，同时获取车辆的刹车及挂挡权限；期间车底生命体征自动消失的话，则恢复到上述非“高危险级”状态，需驾驶员手动确认安全。驾驶员可选择点击“关闭画面”关闭车辆全景环视画面1。

车辆初始安全自检完成，驾驶员确认后的车辆状态为：车辆完全由驾驶员接管；车辆全景环视画面1可为安全驾驶提供方便，也可以选择关闭，或者由其他车载屏幕功能画面接入。

综上所述，本发明首次提出将热成像仪的图像融合在汽车环视摄像头画面中，完成了完全意义上的汽车全景环视，真正做到无盲区的安全检测；本发明可以帮助驾驶员完成此项安全检测，必要时通过车身控制帮助驾驶员避免一些可能存在的安全问题；本系统多传感器选用了成本较低的三种不同类型的传感器，以满足不同工况下系统稳定运行，超声波传感器也可作为视觉摄像头的安全冗余，热成像仪和超声波传感器其实也都有冗余机制，以此来确保行车安全。