汽車太陽能環景監視安全預警系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種汽車環景監視安全預警系統，該系統的組成包括主處理器(20)、付處理器(30)、存儲器(22)、警示器(23)、振動探測器(24)、多攝像頭(11～16)、通信電路(21、31)、環景顯示液晶屏(40)、太陽能電源(含太陽能電源控制50、鋰電池51-53、太陽能板52-54)；使汽車無論在停車還是在行駛都能隨時發現來自無論前、后、左、右的異物靠近或危害，能及時給出警示、同時本機錄像；讓駕駛員行車時可無盲區地掌握汽車周邊環景情況，及時得到關于本車危險的預警和提示，使駕駛員可及時采取防范措施避開該危險，用以保護自身的安全、維護自己的權益。
【專利說明】汽車太陽能環景監視安全預警系統
一【技術領域】
[0001]本發明屬于汽車安全監視與事故預警【技術領域】，通過在汽車外殼周邊(前、后、左、右)安裝攝像頭實現汽車環景監視，一方面向駕駛員提供汽車環景無盲區一屏盡覽無遺的顯示，一方面自動識別來自外部前后左右各方向的異常，預警可能的侵擾或危害，提高駕駛員安全防范能力。
二【背景技術】
[0002]一輛汽車停在車位上有可能發生車內物品被偷、車身受損、整車被盜等危害，運行在路上向前、向后、或左或右也可能受侵擾、被傷害、出事故；而僅憑司機的眼睛在每個瞬時總是只能照顧一方，不可能同時看清2個或多個方向；而汽車周邊又存在著駕駛員無法看到的盲區，則發生意外的可能性又增大很多。如果有一套裝置能將汽車周界環景(包括盲區)時時刻刻展現在駕駛員的眼前，則可大大增強駕駛員的判斷能力、應急能力，則可大大減少事故、增進汽車安全。
[0003]申請號為200610148359.9的發明專利《一種檢測汽車后視鏡盲區內物體的裝置》和申請號為03129429.4的發明專利《汽車多功能智能后視屏》都是只監視了汽車后部，僅僅是一種倒車雷達或防后部追尾的裝置；申請號為200910038400.0的發明專利《車用側視顯像系統》僅拍攝汽車兩側車外輪廓，獲取和觀察汽車轉向狀態；申請號為201210219520.2的專利《一種利用汽車后視鏡拓寬視野的制作方法》是向前拓寬對路況的觀察；申請號為201210575388.9的專利《汽車尾部環境監視系統》是一種向后部觀察以防追尾的措施。這些裝置或技術其實各自只是為駕駛員補充了某一個方向的觀察，對駕駛員來說如果只使用這些之中某一套則仍然存在盲區，仍然存在無法即時發現、更難于抗拒的危險。
三
【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種汽車環景監視安全預警系統，使汽車無論是停車還是在行駛都能將汽車四周環景完全顯示在駕駛員眼前，讓駕駛員時時刻刻無盲區地掌握汽車周邊環景情況，能得到本發明系統對外部任何方向逼近本車的危險給出預警和及時提示，使駕駛員可及時采取防范措施避開該危害；即便汽車停在某地或宿在停車場，都可隨時發現來自無論前、后、左、右的有意、無意靠近或危害而及時發出報警同時本機錄像，用以保護自己的安全、維護自己的權益。
[0005]這種汽車環景監視安全預警系統，其組成包括主處理器(20)、付處理器(30)、存儲器(22)、警示器(23)、振動探測器(24)、多攝像頭(11?16)、通信電路(21,31)、環景顯示液晶屏(40)、太陽能電源(含太陽能電源控制器50、鋰電池51-53、太陽能板52-54)等；其中攝像頭(最多6個)都與主處理器(20)連接；主處理器(20)帶有通信單元(21)可與付處理器(30)通信，連接存儲器(22)可對汽車環景異常情況錄像，還連接警示器(23)可發聲音報警，還連接振動探測器(24)以及時啟動系統工作；付處理器(30)帶有通信單元
(31)，系統中經由通信單元即時將各攝像頭的視頻圖像交由環景液晶屏(40)顯示或警示；太陽能電源由多塊太陽能板(52、54)、鋰電池(51、53)、太陽能電源控制器(50)組成，太陽能電源控制器(50)上連主處理器，下連各電池，各攝像頭電源都由此供出。
[0006]本發明系統的6只攝像頭(11?16)，對汽車前后左右周邊不同方向監視；其中前左攝像頭(11)監視汽車車頭左角前盲區；前右攝像頭(13)監視汽車車頭右角前盲區；前中攝像頭(12)監視汽車前方較遠距離之場景，彌補駕駛員視力，自動警戒前方、自動識別馬路中心異物；車左攝像頭(14)用寬視角方式監視車身左側外部場景；車右攝像頭(15)用寬視角方式監視車身右側外部場景；車左、車右攝像頭增強駕駛員對兩側的觀察力；車后攝像頭(16)監視車后外部場景，也用寬視角方式。
[0007]本發明系統中主處理器(20)帶有錄像單元(22)，由主處理器識別到所監視場景異常時才啟動錄像；具體地預警和錄像分為以下幾種情況:
[0008]汽車前行時從車頂正前方攝像頭(12)視頻識別到前方馬路中央一定距離內有達到一定大小的異物時啟動錄像，同時予以全屏顯示，提示駕駛員注意；
[0009]汽車啟動時從車頭兩側前盲區攝像頭(11)、(13)場景識別到異常時，啟動錄像同時輸出全屏顯不;
[0010]汽車倒車時從車身后方攝像頭(16)場景識別到車后異常時啟動錄像同時輸出顯示；
[0011]從車身兩側攝像頭(14)、(15)場景識別到汽車兩側異常時啟動錄像同時輸出顯
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[0012]所有以上“一定距離％—定大小”在系統安裝使用初始化時都用參數設置其值(不同車有不同)。
[0013]本發明的系統在汽車停車后則工作在另一種守護警戒方式:當主人用手機無線(如WIFI)通信方式向汽車發“布防”指令后延遲一定時間，主處理器即啟動各方向攝像頭進入警戒監視；主處理器以此時各攝像頭所對應的汽車外殼邊緣線為識別底線，發現某方向距底線一定范圍內有異物越限靠近時即啟動錄像，同時發出報警提示音，還經無線向外發報警信息；(在停車場有公用無線WIFI路由器時，用WIFI發此報警信息可到達主人手機)
[0014]當主人需開車出行時，靠近汽車后先向本系統發出“撤防”指令，系統退出警戒轉向運行監督狀態。
[0015]本發明系統中的主處理器(20)，其主要處理工作是在汽車運行時巡回對各方向攝像頭視頻中的場景進行識別；主處理器首先識別汽車當前是停還是行、是向前還是向后，這時依據提取車右攝像頭(15)視頻圖像檢查前后不同幀中景物運動方向來確定，車側景物不動則是車停，車側景物向后方移動則汽車前行，車側景物向前方移動則汽車后退。
[0016]當主處理器(20)識別到汽車開始前行，則提取前中攝像頭(12)視頻識別前方景物有否異常；當識別到汽車開始倒退，則提取車后攝像頭(16)視頻，識別后方景物有否異常；當識別到汽車進入停車狀態，則主要提取車左攝像頭(14)視頻識別駕駛員有無離開汽車，在主處理器識別到駕駛員離開或收到“布防”指令后即使系統進入停車警戒狀態。
[0017]主處理器(20)除以上多種識別功能外，還有一種非常重要的識別一汽車啟動識別。當汽車在“布防”警戒狀態下，主處理器收到“撤防”指令后即開始提取車左攝像頭
(14)的視頻識別，發現駕駛員上車以后即轉向每秒3遍輪回提取前左(11)、前右(13)和車后(16)攝像頭視頻圖像，識別車頭左右盲區和車后盲區有無異常景物，如有，力爭在汽車啟動前給出報警到駕駛員、給出報警視頻到液晶屏。
[0018]主處理器(20)對汽車在不同狀態時確定提取不同攝像頭視頻，以便對應汽車前行、后退、停車時分別識別不同方向行車障礙或環景異物輪廓；本裝置識別的具體步驟是:首先以汽車外殼不同方向下邊線為底線，在此底線之外來發現可能影響本車的異物，提取異物的輪廓；根據不同類型汽車的長短、寬笮等先驗知識識別異物輪廓的大小，再計算異物離本車的距離；再根據事先設定的異物在前方、后方、側面、盲區中的距離限值，判斷給出預
目O
[0019]本發明系統中還具有振動傳感器及振動信號開機機制，汽車一開動就會產生振動信號；在系統關機以后(如停車后關機或忘記了開機)，只要主人出行，由汽車開動的振動信號即可啟動系統工作，投入監視、識別、報警、預警。
四【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1——汽車環景監視安全預警系統組成，示出本發明系統的組成結構和連接方式，其組成主要包括:主處理器、多攝像頭、付處理器、通信及液晶屏、太陽能部分。
[0021]附圖2——系統各部分在汽車上的安裝位置和監視方式。
[0022]附圖3—系統對汽車環景監視、識別、預警的主要處理流程。
五【具體實施方式】
[0023]I系統總體組成與連接方式
[0024]本發明的系統由主處理器(20)、付處理器(30)、多個攝像頭(11?16)、液晶環景顯示器(40)、太陽能供電部分(50)組成；附圖1示出了它們的相互連接方式。
[0025]主處理器帶有通信單元(21)、付處理器帶有通信單元(31)，2個通信單元之間實現網絡方式通信，從而實現主、付處理器之間的數據和命令傳送，網絡方式可以是雙絞線以太網也可以是WIFI無線網；付處理器與環景液晶屏連接，特別實現6個攝像頭的視頻數據由主處理器交付處理器送到環景液晶屏顯示；液晶屏對汽車周圍環景(40)的顯示方式是:自身汽車圖像顯示在中央、前后左右共6個圖像顯示在與汽車周圍對應的方位，組成汽車環景監視圖像，如果某個方向有異常則自動展成全屏顯示。
[0026]6個攝像頭都是數字網絡型的，都通過網絡連向主處理器，都有明確的網絡地址，主處理器經網絡可以連續提取6路圖像交顯示，也可以只提取其中某一路圖像進行識別、預警并交液晶屏顯示。6個攝像頭(可以減少)分別對車頭前方、車頭左角盲區和車頭右角盲區、汽車左側、汽車右側、汽車后方進行監視攝像，主處理器自動根據汽車不同運行方式決定提取不同攝像頭視頻進行識別，識別到該方向有異常，則向駕駛員預警，同時啟動存儲器錄制報警圖像；
[0027]主處理器同時連接有存儲器(22)、警示器(23)、振動探測單元(24)，其中存儲器用于錄像，警示器用于向駕駛員報警提示，振動探測單元用于使本系統自動啟動投入工作。
[0028]付處理器主要管理液晶屏的環景顯示方式，將從通信單元(31)接收的通信幀中解析出6個攝像頭的各路視頻數據同時解壓縮，并在液晶屏上對應按所監視方位順時針方向環繞汽車顯示，成為汽車環景，或必要時對報警視頻全屏顯示；也可以按常規方式顯示成2X 3共6個相同大小的窗口。
[0029]本發明的系統中具有太陽能電源部分，其自動從太陽能獲取電源；太陽能電源控制器管理各太陽能板對鋰電池充電，提供攝像頭及各部分電路用電，可以日夜使用，使本系統不增加汽車油耗；若太陽能板和鋰電池配置充分，還可返向汽車內部電器提供電能。
[0030]2系統在汽車上安裝方式
[0031]由于太陽能板要正面接收太陽光，所以要安裝在車頂；而液晶顯示器必須放在車內駕駛員方便看視的位置，這樣一來，系統各部分注定要分成車內、車外兩個部分；車外部分包括太陽能板、鋰電池、太陽能電池控制器、各個攝像頭、主處理器和通信單元，還有振動探測單元；車內部分包括液晶屏、付處理器和通信單元、存儲器、警示器。
[0032]在汽車頂蓋四周用帶屏蔽和護套的線纜連接各攝像頭，攝像頭底部都裝設磁體，使緊緊吸附在汽車外殼上，吸力保證汽車高速行使時攝像頭不松脫；在汽車頂蓋線纜圍住的中部附一層柔皮(革、布、膠墊)，基于此附著安裝一定功率的太陽能板，太陽能板底下附設鋰電池及充電控制器；把太陽能板鋪在車頂接收陽光，把儲能的鋰電池做成薄片安裝在太陽能板的背面，使減小體積和少占位置；太陽能板和電池布放在車頂，可減輕太陽對汽車的暴曬，還減少車內制冷耗電。系統以此太陽能對鋰電池充電儲能，同時向各攝像頭、無線通信模塊供電、向警示器供電。
[0033]車外和車內如果不打算用線纜連接，則車內部分擬由汽車電池供電。
[0034]在車外、車內不方便用有線連接的情況下，車外車內通信擬用寬帶無線方式，通信單元使用無線WIFI電路；車內外可用有線連接時，通信單元改用RJ45以太網絡接口。
[0035]附圖2示出系統中太陽能板及各攝像頭在汽車頂部的安裝位置；頂部4個方塊(不限定如此)表示太陽能板，汽車前方車頭左、右兩角各安裝I只攝像頭(11、13)，使專注監視汽車車頭左、右角盲區；車頂前方中部較高位置安裝I只攝像頭(12)，固定一定焦距，使監視汽車前方一定距離之內(如30米)場景，彌補駕駛員視力不足，自動警戒前方、同時識別馬路中心異物；車身頂部兩側各I只攝像頭(14、15)監視汽車兩側一定范圍內(如2米)景物，彌補駕駛員側向視力；車頂后方中部I只攝像頭(16)監視汽車后方景物，尤其識別一定距離(如10米)之內正在靠近的景物。
[0036]3攝像頭監視與報警錄像方式
[0037]本發明系統中各攝像頭視頻都連接到主處理器，由其識別到某攝像頭所監視場景異常時才啟動錄像；具體地分為以下幾種情況:
[0038]從車頂正前方攝像頭視頻識別到前方馬路中央一定距離內出現超過一定大小的異物時向錄像器給出啟動錄像指令，同時交付處理器控制予以全屏顯示，使警示器輸出提示駕駛員注意；
[0039]從車頭前方兩角盲區前左或前右攝像頭視頻識別到所監視區出現異物時啟動錄像，同時使警示器輸出預警，使付處理器控制屏幕給出對應異物場景全屏顯示；
[0040]從車身兩側車左或車右攝像頭視頻識別到所監視區出現異物時啟動對應錄像，同時使警示器向駕駛員輸出報警，并使付處理器給出全屏顯示。
[0041]從車身后方攝像頭視頻識別到后方一定距離內出現異物時啟動對應錄像，也使警示器向駕駛員輸出報警，并使全屏顯示。
[0042]4汽車停車期間守護警戒方式[0043]駕駛員停完車用手機向汽車中本系統發“布防”指令，可使主處理器啟動各方向攝像頭進入警戒監視；
[0044]如果駕駛員停完車離開時忘記發“布防”指令，但沒有關閉本系統，則主處理器延遲一段時間后發現汽車處于停車狀態，則自動使系統及各攝像頭進入警戒監視狀態。
[0045]在停車警戒方式下，主處理器巡回提取各方向攝像頭視頻識別有否異物(或人)靠近汽車，當發現一定距離范圍內異物靠近越過限值時即啟動錄像，主處理器同時啟動警示器發出報警聲音，還可啟動遠程向主人手機報警；
[0046]主人需開車出行時在靠近車位限值之前，擬先向主處理器發出“撤防”指令，主處理器使各攝像頭退出警戒狀態；在停車警戒期間主處理器巡回到車左攝像頭視頻時，如發現駕駛員未“撤防”而上車開車，主處理器自動發出報警和錄像，真的駕駛員會補充發出“撤防”指令而使系統退出警戒狀態進入行車監視狀態。
[0047]5系統主處理器對攝像頭監視場景的識別處理
[0048]附圖3示出全系統全過程簡要識別處理流程。
[0049]無論汽車是處于停車狀態(51)(系統未停)而得到“撤防”指令的啟動還是系統處于停機狀態(52)(系統停機)而得到振動信號的啟動都進入系統激活啟動過程(61)，主處理器輪流提取“前中12、前左11、前右13、車左14、車右15、車后16”各攝像頭視頻送付處理器20控制液晶屏40作環景顯示；
[0050]同時主處理器從“車左14”攝像頭視頻識別駕駛員是否上車，如上車，則使系統進入“汽車啟動盲區識別(63) ”，巡回提取“前左U、前右13、車后16”攝像頭視頻識別這幾個盲區有無異物(65)，如有則轉入啟動 報警的異常處理(64)環節:在此首先將對應盲區異常情況送全屏顯示，并且發出警示音、還啟動錄像；接著返回(63)繼續提取各盲區視頻予以識別，這個過程中至少每秒巡回一遍。
[0051]在盲區識別沒有異常以后，汽車進入正?；顒舆^程，系統趕緊進入對汽車運行狀態判斷(70)，這里對汽車運行狀態分為前行、后退、停止三種(轉向歸入前行處理)，主處理器依據提取車左14視頻來識別；
[0052]如果汽車“前行”，主處理器執行行車識別(71)，自動從車前攝像頭12提取視頻，識別汽車前方一定范圍內有無異物輪廓(72)，如有則進入異常處理(73):將車前12的視頻予以全屏顯示，同時發出警示和錄像；接著循環轉到(70)判斷汽車運行狀態；如前行中沒有發現異常，則同樣轉向(70)繼續判斷行車狀態。
[0053]若汽車開始后退狀態，則系統進入倒車識別(78)環節，主處理器提取“車后16”視頻，從中識別約10米范圍內有否異物輪廓(79)，如有則進入倒車異常處理:將攝像頭車后
(16)的視頻送全屏顯示，同時發警示音并錄像；再轉到后退狀態判別(70)，如汽車仍在后退則繼續識別；如無異常就轉回汽車運行狀態判別(70)，隨時適應汽車運行狀態變化。
[0054]若在(70)識別到汽車進入停車狀態，則系統進入停車警戒識別:主處理器巡回提取車左(14)、車右(15)、車前(12)、車后(16)各攝像頭視頻分別識別汽車周邊約2米范圍內有否異物或人靠近，如有，則執行異常處理(76):送該視頻全屏顯示，并發出警示和錄像，然后又返回繼續停車警戒識別(74);如沒有發現異常，則走進停車結束判斷(77):檢查有否收到“撤防”指令，沒有“撤防”就轉到繼續停車警戒(74);—有“撤防”，系統大回環走向系統啟動(61)后狀態，重新判別汽車運行狀態選擇識別；在停車結束判斷(77)狀態中如果沒有收到“撤防”指令(可能駕駛員忘記發送)，則系統等到振動信號到達才回環轉入系統啟動(61)之后的工作。
【權利要求】
1.一種汽車環景監視安全預警系統，其組成包括主處理器(20)、付處理器(30)、多攝像頭(11~16)、通信電路(21、31)、存儲器(22)、警示器(23)、振動探測器(24)、環景液晶屏(40)、太陽能電源(含太陽能電源控制器50、鋰電池51-53、太陽能板52-54)等； 其中攝像頭(最多6個)各自都與主處理器(20)連接；主處理器(20)帶有通信單元(21)可與付處理器(30)通信，帶有存儲器(22)可對汽車環景異常情況錄像，帶有警示器(23)可發聲音報警，還帶有振動探測器使系統關機后在汽車開動時能啟動系統；付處理器(30)帶有通信單元(31)，系統中經由該單元即時將各攝像頭的視頻圖像交由液晶屏(40)顯示或警示；太陽能電源由多塊太陽能板(52、54)、鋰電池(51、53)、太陽能電源控制器(50)組成，太陽能電源控制器(50)上連主處理器，下連各電池，各攝像頭電源也由此供出。
2.如權利要求1所述系統的6只攝像頭(11~16)，對汽車前后左右周邊不同方向監視；其中前左攝像頭(11)監視汽車車頭左角前盲區；前右攝像頭(13)監視汽車車頭右角前盲區；前中攝像頭(12)監視汽車前方較遠距離之場景，彌補駕駛員視力，自動警戒前方、自動識別馬路中心異物；車左攝像頭(14)用寬視角方式監視車身左側外部場景；車右攝像頭(15)用寬視角方式監視車身右側外部場景；車左、車右攝像頭增強駕駛員對兩側的觀察力；車后攝像頭(16)監視車后外部場景，也用寬視角方式。
3.如權利要求1所述的系統，其中主處理器(20)帶有錄像單元(22)，由主處理器識別到所監視場景異常時才啟動錄像；具體地分為以下幾種情況: 從車頂正前方攝像頭(12)視頻識別到前方馬路中央有異物時啟動錄像，同時予以全屏顯示，并發警示提示駕駛 員注意； 從車頭兩側前盲區攝像頭(11) (13)場景識別到盲區異常時發出警示并啟動錄像，同時輸出全屏顯不； 從車身兩側攝像頭(14) (15)場景識別到兩側異常時發出警示并啟動錄像，同時輸出全屏顯示； 從車身后方攝像頭(16)場景識別到車后異常時發出警示并啟動錄像，同時輸出全屏顯不O
4.如權利要求1所述的系統，該系統在汽車停車后可工作在另一種守護報警方式:在主人用手機無線WIFI (或其它)通信方式向汽車發“布防”指令后延遲一定時間，主處理器即啟動各方向攝像頭進入警戒監視；主處理器以此時各攝像頭所對應的汽車外殼邊緣線為識別底線，發現某方向距底線一定范圍內有異物越限靠近時即啟動錄像，同時發出報警提示音，還經WIFI向外發報警信息；在停車場有公用無線WIFI路由器時，此報警信息可到達主人手機； 當主人需開車出行時，先向系統發出“撤防”指令，系統退出警戒轉向運行監督狀態。
5.如權利要求1所述的系統中含有主處理器(20)，其主要處理工作是在汽車運行時巡回對各方向攝像頭視頻中的場景進行識別；主處理器首先識別汽車當前是停還是行、是向前還是向后，這是依據提取車右攝像頭(14)視頻圖像檢查前后不同幀中景物運動方向來確定的。
6.如權利要求5中所述主處理器(20)對汽車停、行、進、退的識別，當識別到汽車開始前行，則提取前中攝像頭(12)視頻識別前方景物有否異常；當識別到汽車開始倒退，則提取車后攝像頭(16)視頻，識別后方景物有否異常；當識別到汽車進入停車狀態，則主要提取車左攝像頭(14)視頻識別駕駛員有無離開汽車，在主處理器識別到駕駛員離開或收到“布防”指令后即使系統進入停車警戒狀態。
7.如權利要求6中所述主處理器(20)各種識別功能，還有一種非常重要的識別一汽車啟動識別。當汽車在“布防”警戒狀態下，主處理器收到“撤防”指令后即開始提取車左攝像頭(14)的視頻識別，發現駕駛員上車以后即轉向每秒3遍輪回提取前左(11)、前右(13)和車后(16)攝像頭視頻圖像，識別車頭左右盲區和車后盲區有無異常景物，如有，力爭在汽車啟動前給出報警到駕駛員、給出報警視頻到液晶屏。
8.如權利要求6中所述主處理器(20)對汽車在不同狀態時確定提取不同攝像頭視頻，以便對應汽車前行、后退、停車時分別識別行車障礙或環景異物輪廓；自動測出異物輪廓大小、及與汽車的距離，根據事先設定的異物輪廓在汽車前方、后方、側面、盲區中不同距離限值，給出預警。
9.如權利要求1所述系統，設置了振動傳感器及振動信號開機機制，汽車一開動就會產生振動信號；在系統關機以后(如停車后關機或忘記了開機)，只要主人出行，由汽車開動的振動信號即可啟動系統工作，投入監視、識別、報警、預警。
【文檔編號】B60R25/00GK103552506SQ201310542989
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】賀貴明 申請人:賀貴明