本發(fā)明涉及車載設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及車用多功能攝像頭系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的人選擇汽車作為出行的交通工具，因此也帶來(lái)了一系列社會(huì)問(wèn)題，例如因車燈使用不當(dāng)、雨天雨刮使用不當(dāng)?shù)仍斐傻淖曹?、撞人等交通事故，這些道路交通事故給社會(huì)、國(guó)家、家庭帶來(lái)了巨大的損失。另外，在一般行車過(guò)程中遇到此類事故，需要將事發(fā)前后的事故圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行采集為后續(xù)的事故分析與處理提供可靠證據(jù)。目前，高中檔車一般配備雨量傳感器、自動(dòng)大燈等系統(tǒng)以及行車記錄儀，但這幾類傳感器需要分別安裝，不僅增加了車輛智能性配置的成本也增加了駕駛員的車輛維護(hù)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決前述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種車用多功能攝像頭系統(tǒng)。其集自動(dòng)大燈功能、自動(dòng)雨刮功能、碰撞事故緊急錄像功能為一體。不但降低了車輛實(shí)現(xiàn)智能性的成本，減少了事故發(fā)生率，還提高了駕駛員行車過(guò)程中的安全性及舒適性。

為達(dá)到前述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：車用多功能攝像頭系統(tǒng)，其特征在于，包括：

設(shè)于汽車上的感知模塊，用于獲取視頻圖像數(shù)據(jù)并處理為多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征及多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征；

與所述感知模塊通信連接的決策模塊，用于把為多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征及多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征與經(jīng)驗(yàn)工況進(jìn)行比對(duì)，獲得當(dāng)前所屬工況，并根據(jù)當(dāng)前所屬工況生成控制信息；

與所述決策模塊通信連接的控制模塊，用于根據(jù)所述控制信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

可選的，所述感知模塊包括至少一個(gè)攝像頭，所述攝像頭包括視覺(jué)傳感器及視覺(jué)處理器，所述視覺(jué)傳感器用于獲取所述視頻圖像數(shù)據(jù)，所述視覺(jué)處理器處理所述視頻圖像數(shù)據(jù)為多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征及多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征。

可選的，所述攝像頭為激光紅外攝像頭、紅外夜視攝像頭、LED攝像頭或微光攝像頭。

可選的，所述經(jīng)驗(yàn)工況包括亮度標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布、斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布、運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布；

所述決策模塊獲取多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征及多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征；并把多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征集多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征排列分別形成三類視頻特征集；

對(duì)所述三類視頻特征集分別進(jìn)行聚類，分別獲得亮度標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯、斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯及運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯，根據(jù)所述亮度標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯獲得亮度標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布，根據(jù)所述斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯獲得斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯獲得運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布；

計(jì)算實(shí)時(shí)視頻的亮度直方圖分布與亮度標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布間的亮度歐式距離，計(jì)算實(shí)時(shí)視頻的斑點(diǎn)直方圖分布與斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布的斑點(diǎn)歐式距離，計(jì)算實(shí)時(shí)視頻的運(yùn)動(dòng)直方圖分布與運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布間的運(yùn)動(dòng)歐式距離；

比較亮度歐式距離、斑點(diǎn)歐式距離及運(yùn)動(dòng)歐式距離，當(dāng)亮度歐式距離最小時(shí)，則當(dāng)前所屬工況為亮度工況模式，當(dāng)斑點(diǎn)歐式距離最小時(shí)，則當(dāng)前所屬工況為雨刷模式，當(dāng)運(yùn)動(dòng)歐式距離最小時(shí)，則當(dāng)前所屬工況為碰撞模式。

可選的，所述控制模塊包括燈光控制模塊、雨刮控制模塊、緊急錄像模塊，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括與燈光控制模塊連接的燈，與所述雨刮控制模塊連接的雨刮，與所述緊急錄像模塊連接的視頻采集器。

可選的，所述視頻采集器存儲(chǔ)碰撞前后5秒的視頻信息。

可選的，亮度特征為視頻圖像ROI區(qū)域的梯度亮度特征、斑點(diǎn)特征為視頻圖像ROI區(qū)域的斑點(diǎn)特征、運(yùn)動(dòng)矢量特征為視頻圖像ROI區(qū)域的光流特征。

可選的，所述控制模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過(guò)總線連接，所述總線采用CAN總線、FlexRay總線、most總線、J1939總結(jié)下以及以太網(wǎng)總線中的至少一種。

可選的，所述處理包括圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、圖像去噪、圖像畸變校正、圖像ROI區(qū)域設(shè)置。

可選的，圖像ROI區(qū)域設(shè)置為行車道路的兩條道路邊界線及道路消逝線組成的ROI矩形框區(qū)域。

本發(fā)明具備如下技術(shù)效果：利用圖像算法實(shí)現(xiàn)控制遠(yuǎn)近燈光的自動(dòng)開(kāi)啟及切換、雨刮的自動(dòng)開(kāi)啟及雨刮速度的控制及碰撞畫面數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，減少了車輛傳感器安裝種類、降低了車輛智能裝備的成本、提高了車輛功能的集成性；其中，遠(yuǎn)近燈光的自動(dòng)開(kāi)啟及切換可以減少燈光使用不當(dāng)造成的各類交通事故，雨刮的自動(dòng)開(kāi)啟及雨刮速度的自動(dòng)控制可以為駕駛員提供良好的視野、降低駕駛勞動(dòng)強(qiáng)度，使駕駛員在行車過(guò)程中可以更好地集中注意力駕駛車輛，提高雨天行駛的方便性及安全性，碰撞畫面的緊急存儲(chǔ)保存了駕駛事故的畫面，可以為事故的再現(xiàn)提供可查證據(jù)；本申請(qǐng)?jiān)谝欢ǔ潭壬蠝p少了車輛實(shí)現(xiàn)智能性的成本、降低了交通事故的發(fā)生率，保障了駕駛員的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。

本發(fā)明的這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)在下面的具體實(shí)施方式、附圖中詳細(xì)的揭露。

【附圖說(shuō)明】

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明：

圖1為一種車用多功能攝像頭系統(tǒng)組成框圖。

圖2為一種車用多功能攝像頭系統(tǒng)特征標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯生成流程圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行解釋和說(shuō)明，但下述實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部?；趯?shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1。

參看圖1，車用多功能攝像頭系統(tǒng)，包括：設(shè)于汽車上的感知模塊，用于獲取視頻圖像數(shù)據(jù)并處理為多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征及多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征；與所述感知模塊通信連接的決策模塊，用于把多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征及多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征與經(jīng)驗(yàn)工況進(jìn)行比對(duì)，獲得當(dāng)前所屬工況，并根據(jù)當(dāng)前所屬工況生成控制信息；與所述決策模塊通信連接的控制模塊，用于根據(jù)所述控制信息控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

感知模塊包括至少一個(gè)攝像頭，所述攝像頭包括視覺(jué)傳感器及視覺(jué)處理器，所述視覺(jué)傳感器用于獲取所述視頻圖像數(shù)據(jù)，所述視覺(jué)處理器處理所述視頻圖像數(shù)據(jù)為為多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征及多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征。其中，攝像頭為激光紅外攝像頭、紅外夜視攝像頭、LED攝像頭或微光攝像頭。

經(jīng)驗(yàn)工況包括亮度標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布、斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布、運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布；所述決策模塊獲取多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征及多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征；并把多個(gè)亮度特征、多個(gè)斑點(diǎn)特征集多個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量特征排列分別形成三類視頻特征集；對(duì)所述三類視頻特征集分別進(jìn)行聚類，分別獲得亮度標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯、斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯及運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯，根據(jù)所述亮度標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯獲得亮度標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布，根據(jù)所述斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯獲得斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布，根據(jù)所述運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯獲得運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布；計(jì)算實(shí)時(shí)視頻的亮度直方圖分布與亮度標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布間的亮度歐式距離，計(jì)算實(shí)時(shí)視頻的斑點(diǎn)直方圖分布與斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布的斑點(diǎn)歐式距離，計(jì)算實(shí)時(shí)視頻的運(yùn)動(dòng)直方圖分布與運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布間的運(yùn)動(dòng)歐式距離；比較亮度歐式距離、斑點(diǎn)歐式距離及運(yùn)動(dòng)歐式距離，當(dāng)亮度歐式距離最小時(shí)，則當(dāng)前所屬工況為亮度工況模式，當(dāng)斑點(diǎn)歐式距離最小時(shí)，則當(dāng)前所屬工況為雨刷模式，當(dāng)運(yùn)動(dòng)歐式距離最小時(shí)，則當(dāng)前所屬工況為碰撞模式。

控制模塊包括燈光控制模塊、雨刮控制模塊、緊急錄像模塊，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括與燈光控制模塊連接的燈，與所述雨刮控制模塊連接的雨刮，與所述緊急錄像模塊連接的視頻采集器。

視頻采集器存儲(chǔ)碰撞前后5秒的視頻信息。

前述亮度特征為視頻圖像ROI區(qū)域的梯度亮度特征、斑點(diǎn)特征為視頻圖像ROI區(qū)域的斑點(diǎn)特征、運(yùn)動(dòng)矢量特征為視頻圖像ROI區(qū)域的光流特征。

前述控制模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間通過(guò)總線連接，所述總線采用CAN總線、FlexRay總線、most總線、J1939總結(jié)下以及以太網(wǎng)總線中的至少一種。

前述處理包括圖像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、圖像去噪、圖像畸變校正、圖像ROI區(qū)域設(shè)置。

前述圖像ROI區(qū)域設(shè)置為行車道路的兩條道路邊界線及道路消逝線組成的ROI矩形框區(qū)域。

參看圖2，前述經(jīng)驗(yàn)工況中的詞匯通過(guò)如下方式獲得：

通過(guò)對(duì)同一類工況的多個(gè)(n個(gè))樣本視頻(已經(jīng)過(guò)預(yù)處理)分別進(jìn)行特征提取，然后將這n個(gè)特征數(shù)據(jù)組合成一個(gè)大集合后對(duì)其進(jìn)行聚類計(jì)算，最后得到k個(gè)聚類中心作為可以描述該類工況的標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯。其中，不同工況的特征提取需要根據(jù)工況類型進(jìn)行區(qū)分，燈光模式工況下提取樣本視頻的亮度特征可以有效的區(qū)分白天、黑夜(未開(kāi)路燈)、夜間道路開(kāi)路燈、夜間對(duì)面車輛開(kāi)大燈時(shí)車輛交匯等情景；雨刮模式工況下提取樣本視頻的斑點(diǎn)特征可以有效區(qū)分雨量的大小，斑點(diǎn)的密集程度可以很好地描述雨量情況；碰撞模式工況下拍攝的視頻每幀畫面的抖動(dòng)率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未碰撞情況下拍攝視頻的視頻幀畫面的抖動(dòng)率，因此提取樣本視頻的運(yùn)動(dòng)矢量特征描述視頻幀畫面的抖動(dòng)情況可以有效區(qū)分車輛正常行駛時(shí)拍攝的視頻和車輛碰撞時(shí)拍攝的視頻。各類工況下標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯提取過(guò)程如下：亮度工況模式需提取亮度特征，對(duì)提取的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類計(jì)算后獲取這類工況的標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯，得到的標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯用來(lái)描述該類工況；對(duì)需要開(kāi)雨刮模式的幾類工況下的視頻分別提取斑點(diǎn)特征，對(duì)提取的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行類計(jì)算后獲取這幾類工況的標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯，而得到的標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯可以描述該類工況；對(duì)碰撞模式工況下的視頻提取運(yùn)動(dòng)矢量特征聚類計(jì)算后以獲取該類工況的標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯，得到的標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯可以描述該類工況。設(shè)視頻函數(shù)為I(x,y,t)，具體計(jì)算過(guò)程如下：

前述步驟2具體為:

步驟1.特征提取

1.1亮度工況模式下的視頻亮度特征的計(jì)算

視頻的亮度特征可表示為G_f(x,y,t)，G_fx、G_fy、G_fz計(jì)算公式如下：

G_fx＝I(x+1,y,t)-I(x-1,y,t)

G_fy＝I(x,y+1,t)-I(x,y-1,t)

G_fz＝I(x,y,t+1)-I(x,y,t-1)

1.2雨刮工況模式下的斑點(diǎn)特征的計(jì)算如下：

其中，

1.3碰撞工況模式下的運(yùn)動(dòng)矢量特征F_f(x,y,t)的計(jì)算如下：

步驟2.將同類特征合并成一個(gè)大集合。

2.1將提取的亮度工況模式的n個(gè)視頻的亮度特征進(jìn)行并集如下：

Feature G_f(x,y,t)＝[G_f(x,y,t)]₁∪[G_f(x,y,t)]₂∪…[G_f(x,y,t)]_n

2.2將提取的雨刮工況模式的n個(gè)視頻的斑點(diǎn)特征進(jìn)行并集如下：

2.3將提取的碰撞工況模式的n個(gè)視頻的運(yùn)動(dòng)矢量特征進(jìn)行并集如下：

Feature F_f(x,y,t)＝[F_f(x,y,t)]₁∪[F_f(x,y,t)]₂∪…[F_f(x,y,t)]_n

步驟3.對(duì)三類特征集合分別利用k-means算法進(jìn)行聚類分別得到描述三類工況的K個(gè)亮度標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯MG_f(x,y,t)、斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯MF_f(x,y,t)。

步驟4.計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯M在同類工況視頻提取的Feature上出現(xiàn)的頻率得到相應(yīng)的亮度標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布Hist_Stand_G、斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布Hist_Stand_L、運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布Hist_Stand_F，利用該直方圖分布作為標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布描述相應(yīng)的工況。

系統(tǒng)工況判斷采用的技術(shù)方案為：

步驟1.對(duì)實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行預(yù)處理后，分別提取它的亮度特征、斑點(diǎn)特征、運(yùn)動(dòng)矢量特征，將這三類特征按順序排列在一個(gè)視頻特征集中，視頻特征集排列如下：

步驟2.計(jì)算步驟1中獲取的視頻特征集Feature_Video在三類工況的亮度標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯MG_f(x,y,t)、斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)詞匯MF_f(x,y,t)上的亮度直方圖分布Hist_Video_G、斑點(diǎn)直方圖分布Hist_Video_L、運(yùn)動(dòng)直方圖分布Hist_Video_F。

步驟3.分別計(jì)算亮度直方圖分布Hist_Video_G、斑點(diǎn)直方圖分布Hist_Video_L、運(yùn)動(dòng)直方圖分布Hist_Video_F與亮度標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布Hist_Stand_G斑點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布Hist_Stand_L、運(yùn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)直方圖分布Hist_Stand_F之間的亮度歐式距離Dist_Video_G、斑點(diǎn)歐式距離Dist_Video_L、運(yùn)動(dòng)歐式距離Dist_Video_F，比較亮度歐式距離Dist_Video_G、斑點(diǎn)歐式距離Dist_Video_L、運(yùn)動(dòng)歐式距離Dist_Video_F的大小得到最小歐式距離Min_Dist：然后做如下判斷:

If Dist_Video_G＝Min_Dist；

當(dāng)前所屬工況∈“亮度工況模式”；

If Dist_Video_L＝Min_Dist；

當(dāng)前所屬工況∈“雨刮模式”；

If Dist_Video_F＝Min_Dist；

當(dāng)前所屬工況∈“碰撞模式”。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，熟悉該本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白本發(fā)明包括但不限于附圖和上面具體實(shí)施方式中描述的內(nèi)容。任何不偏離本發(fā)明的功能和結(jié)構(gòu)原理的修改都將包括在權(quán)利要求書的范圍中。