[发明专利]一种基于路面图像分析的驾驶安全辅助系统

权利要求书

1.一种基于路面图像分析的驾驶安全辅助系统，包括视觉检测模块(1)、分类库模块(2)、车辆参数监测模块(3)、路面最大允许摩擦力推算模块(4)、显示和提示模块(5)，其特征在于：所述视觉检测模块(1)、分类库模块(2)、车辆参数监测模块(3)、显示和提示模块(5)与路面最大允许摩擦力推算模块(4)连接；车辆参数监测模块(3)还与显示和提示模块(5)连接；所述分类库模块(2)输出给路面最大允许摩擦力推算模块(4)，视觉检测模块(1)将距离-路面图像信息输出给路面最大允许摩擦力推算模块(4)，车辆参数监测模块(3)输出信息提供给路面最大允许摩擦力推算模块(4)、显示和提示模块(5)，路面最大允许摩擦力推算模块(4)输出给显示和提示模块(5)；所述视觉检测模块(1)，通过前置的摄像头和图像处理技术获取地面信息和地面上的点与车辆之间对应的距离；分类库模块(2)，用于存储典型路面条件的知识；车辆参数监测模块(3)，通过传感器和信息处理技术获得车辆的载荷、车速、车辆加速度、车辆牵引力信息；路面最大允许摩擦力推算模块(4)，通过视觉检测模块(1)输入的距离-路面图像信息，识别出前方路面的“距离-路面类型”和最大允许的摩擦系数，并进一步计算前方路面的最大允许摩擦力；提示和显示模块(5)，根据当前路面距离-最大允许摩擦力信息、和车辆载荷信息，计算最大允许牵引力/制动力、最大允许速度信息，并显示和语音报警。

2.根据权利要求1所述的基于路面图像分析的驾驶安全辅助系统，其特征在于：所述的视觉检测模块(1)包括视觉传感器(1-1)和图像信息处理模块(1-2)；所述的视觉传感器(1-1)为前置摄像头，用于测前方路面的图像，获取数字图像信息；所述的图像信息处理模块(1-2)，对数字图像信息进行处理，提取前方一定宽度和长度构成的矩形区域内的路面图像，得到距离-路面图像信息。

3.根据权利要求1所述的基于路面图像分析的驾驶安全辅助系统，其特征在于：所述的分类库模块(2)为一个系统的存储单元，该模块将典型路面条件归纳划分成四种典型的状态，包括干燥、湿润、积水、积冰积雪，模块所存储的典型路面条件知识是上述的四种典型路面条件对应的数字图像特征。

4.根据权利要求1所述的基于路面图像分析的驾驶安全辅助系统，其特征在于：所述的车辆参数监测模块(3)包括轮胎压力传感器(3-1)、输出轮胎纵向载荷的信号处理模块(3-2)、车速传感器(3-3)、输出车速信号的信号处理模块(3-4)、车加速度传感器(3-5)、输出车加速度信号的信号处理模块(3-6)、牵引力测量传感器(3-7)和输出牵引力信号的信号处理模块(3-8)；其中牵引力测量传感器(3-7)，可安装在车辆驱动桥输入端或发动机或电动车辆的电动机的输出轴上，牵引力测量传感器(3-7)通过转矩转速传感器获得车辆牵引力信号；对于纯电动车辆，牵引力测量传感器(3-7)也通过电动机及其驱动系统输出的转矩信号，获得车辆牵引力信号。

5.根据权利要求1所述的基于路面图像分析的驾驶安全辅助系统，其特征在于：所述的路面最大允许摩擦力推算模块(4)，包括特征提取模块(4-1)、路面匹配模块(4-2)、最大允许摩擦力计算模块(4-3)和路面-最大附着系数映射模块(4-4)；所述特征提取模块(4-1)是根据所述的距离-路面图像信息，提取数字图像特征，得到“距离-路面数字图像特征”信息；所述的“距离-路面数字图像特征”信息是指前方图像中，由近及远的不同距离对应的路面特征；路面匹配模块(4-2)是将所述的“距离-路面数字图像特征”信息与分类库模块(2)存储的典型路面数字图像信息进行匹配，识别出前方路面的“距离-路面类型”；最大允许摩擦力计算模块(4-3)，储存有四种典型路面条件下对应的最大摩擦力的表格；路面-最大附着系数映射模块(4-4)，根据最大允许摩擦系数、轮胎压力传感器得到的轮胎纵向载荷，计算所关注路面允许的最大轮胎摩擦力；路面最大允许摩擦力推算模块(4)，还包括天气情况选择键，用于由驾驶员给出天气的先验信息，减少在线信息处理计算量和计算时间。

6.根据权利要求1所述的基于路面图像分析的驾驶安全辅助系统，其特征在于：所述的显示和提示模块(5)，包括计算模块(5-1)、语音模块(5-2)、显示模块(5-3)，所述的计算模块(5-1)的输出信息，提供给语音模块(5-2)和显示模块(5-3)；计算模块(5-1)，根据车辆参数监测模块提供的信息和路面允许最大摩擦力信息，计算车辆连续运行曲线和前方监测处的预测曲线的数据，包括车速、地面允许最大牵引和制动力；显示模块(5-3)所显示的信息包括车速、地面允许最大牵引和制动力、当前车辆牵引力/制动力曲线；语音模块(5-2)的内容包括前方路面情况、是否需要降低牵引力或制动力的提示。