一種多功能的行車輔助系統

杜金枝，王文賢

（奇瑞汽車股份有限公司，安徽 蕪湖 241009）

引言

目前汽車的全景、夜視、行車記錄各種系統均各自獨立運作，消費者若需較完整的行車輔助設計，則需要分解加裝且有不同功能的輔助設計，費時費事，且如果發生事故時，僅能從上述設計模塊各自讀取數據來分析，無法提供一套完整詳細的分析，甚至還原現場情況。

1 總體設計

本設計基于上述技術問題設計一種新型的行車輔助系統，可記錄行車路徑與車體定位信息，并提供全景影像、夜視功能，以全面性地提高行車安全。該裝置圖1所示包括：裝置控制器、四個圖像采集器（三個彩色攝像頭，一個紅外攝像頭）、紅外攝像燈、顯示器、全球定位器、行車記錄器、數據存儲器（SD卡或硬盤）。裝置控制器接收并處理來自圖像采集器的影響訊號，而產生影像數據至顯示，以提供駕駛者的道路信息，達到行車輔助的功能?？刂破鞑捎肈SP芯片TMS320DM642包括4路視頻輸入端口，接收和處理標準 PAL或者NTSC模擬視頻輸入，主頻600MHZ能夠有效提高整個系統的性能。分別安裝于車體左、右兩側的后視鏡下和后保險杠中部。在前保險杠中間位置安裝紅外攝像頭。三個彩色攝像頭分別對不同視角環境進行采集，攝像頭兩兩之間有交叉覆蓋，4個攝像頭的總覆蓋區域在水平方向上覆蓋車體左、右、前后區域。顯示器連接裝置控制器，用于接收并顯示影像。紅外照射燈包括紅外發光二極管和拋物面反光鏡，用于發出特定波長的紅外光。全球定位器用于取得車體的經緯度及時間信息，為一衛星定位裝置（GPS）。行車記錄器用于記錄圖像采集器產生的影像，以及記錄所述經緯度及時間信息。數據存儲器可存儲影像數據、處理過的畫面數據或該車體的定位信息，只要存儲位置空間足夠，即可一直存儲。

本設計的行車輔助系統亦可具有提供全景影像的功能，通過車身上的四個攝像頭實時讀取車身周圍的有效取像，控制器處理讀取到的圖像信息，并將拼接好的圖像實時在車載顯示屏上顯示，駕駛員從而清楚地看清楚車身周圍兩米范圍內的環境信息。特別是能看清楚車身左右側的盲區。如圖 1所示，三個彩色攝像頭分別為1、2、3、一個紅外攝像頭4，控制器外接的存儲器用于存儲4個攝像頭獲取的實時圖像以及經控制器處理后的全景圖像。全景攝像頭的前、左、右采用120度廣角攝像頭，后視采用170度廣角頻攝像頭。采用數字圖像處理算法實時處理四路視頻圖像，首先利用邊緣檢測算法把具有相同邊緣亮點的同一物體進行融合處理，有效避免了重影現象，然后與預存在處理器內的車體模型進行視頻拼接、融合處理、實時補償圖像。周圍圖像經過拼接處理后，駕駛員能夠清楚地看清車身周圍左右兩米以內以及車尾左右側的盲區。通過控制器的控制，還可以放大區域顯示其中任何某一個方位的影像，例當打左轉向燈時，則放大左側視頻的顯示區域的影像，右視模式和后視模式不變，即其它三個視頻窗口的大小不變；當打右側轉向燈時，則單獨放大右側視頻的顯示區域，左視模式和后視顯示模式不變。當打開夜視功能時，單獨放大前視頻的顯示區域。

本設計的行車輔助系統亦可具有提供紅外夜視顯示功能，在前側2個霧燈的旁邊各安裝一個紅外攝像頭，每個紅外燈因只允許850mm～1100mm的紅外光及小部分可見光通過，因此可以有效抑制地面強光的影響，有效解決了眩光問題。兩個紅外補光燈照射距離最遠可以達到 150米，并可以采集到人肉眼看不見前方路面狀態，所以不會對相向而行的駕駛員或行人造成炫目。紅外攝像頭采用靈敏度高、分辨率強、抗強光、體積小、壽命長、抗震動、抗磁場等優點的CCD攝像頭。啟動夜視功能后，DSP讀取紅外攝像頭采集到的圖像信息，同時對暗光進行圖像增強和強光弱化算法，并在顯示器上實時顯示處理后的圖像。全景圖像、夜視圖像、倒車圖像，各模式之間可以進行切換，并將當前模式在顯示器上顯示。

本設計的行車輔助系統亦可具有提供行車記錄功能，全球定位器為一衛星定位裝置（GPS），用以取得車體所在位置的經緯度及時間信息，行車記錄器記錄DSP或圖像采集器產生的影像，以及記錄全球定位器獲得的影像所在位置的經緯度及時間信息，且該衛星定位裝置還包括一地理信息裝置，除了用于利用衛星定位裝置的多個車體當時的經緯度與時間信息，來生成行車路徑數據外，亦連接DSP處理器與圖像采集器以取得影像數據，來作進一步的分析，如發生事故時，可還原現場情況，來理清肇事責任；或是配合地理信息裝置所提供的地理模型，將行車路徑數據繪制于地址模型上，并輸出至顯示器供駕駛者參考，甚至配合影像數據來做更完整的分析；數據存儲器可存儲影像數據、處理過的畫面數據或該車體的定位信息，只要存儲位置空間足夠，即可一直存儲，達到長時間連續儲存不中斷的功能，并且提供駕駛著日后查閱或分析的功能。該功能在引擎啟動時啟動記錄功能，以實時儲存影像、定位或路徑等信息，保障駕駛者安全。

2 設計效果

本設計系統安裝在奇瑞G5車進行開發驗證，夜視效果對比圖見圖2，360全景效果圖見圖3。

圖3 360度全景效果

測試結果表明，裝了夜視系統的汽車，在黑暗環境中能見度和清晰度有明顯提升，360度全景圖像實現很好的拼接效果，實現車輛周圍2米內環境的實時顯示，行車記錄功能能夠實時儲存影像、定位或路徑等信息，極大程度上提高了駕乘人員的駕駛安全性。

3 結束語

實驗證明，使用本設計，可根據車體的行車狀態（如前進、左轉、右轉、倒車等）而提供不同的輔助功能，包含全景影像輔助、夜視輔助、影像儲存記錄、車體定位信息或行車路徑信息等，且該行車處理器可于引擎啟動時即啟動記錄功能，實時儲存影像、定位或路徑等信息，可提供駕駛者最適合的道路信息，以全面性地提升行車安全。