專利名稱：復(fù)合式感測裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合式感測裝置，尤其涉及一種結(jié)合異質(zhì)傳感器的復(fù)合式 感測裝置及其方法。
背景技術(shù)：
目前車輛上應(yīng)用了傳感器來輔助行車安全，最常見的有距離傳感器(超音
波、紅外線、毫米波及激光等)及影像傳感器(CCD/CMOS)。就目前的使用狀況 觀察，距離傳感器主要輔助于需要精確距離檢測的駕駛行為(如適應(yīng)性巡航
系統(tǒng)、倒車?yán)走_(dá)等)，而影像傳感器則應(yīng)用于需要人眼觀察判斷的駕駛行為(如
車道/車輛辨識、倒車攝影及盲點(diǎn)檢測等)。無論何種單一傳感器所構(gòu)成的裝置 仍出現(xiàn)部分的缺失及不完善，距離傳感器對于距離的感測精確，但無法精確知 道障礙物相對于本車輛的方位(采用雙距離傳感器可以從感測重迭區(qū)運(yùn)算出相
對物體方位角)及無法辨識物體型態(tài)；影像傳感器則針對物體辨識及相對方位 角，但對于距離估測卻產(chǎn)生很大的誤差值。再者，單一傳感器對于天候環(huán)境的 適應(yīng)均不同，如部分的距離傳感器對于天候的影響相對于影像傳感器來的優(yōu) 勢，也就在天候不良時(shí)，也能補(bǔ)償影像傳感器的不足。因此，若可同時(shí)得之障 礙物型態(tài)、方位及距離，并在適應(yīng)較多的行車環(huán)境，異質(zhì)傳感器整合勢必可以 對于行車安全的防護(hù)可以提供更完善信息。本裝置將以大型連結(jié)車為初步發(fā)展 應(yīng)用車輛，原因在于此種車輛盲點(diǎn)多，以目前單一傳感器的方式無法提供完全 的車輛防護(hù)及他人用路安全，只要應(yīng)用多組本裝置及搭配適合的人機(jī)接口設(shè)計(jì) 就可以解決上述的行車危險(xiǎn)。
中國臺灣新型專利第458073號揭露一種車輛安全防護(hù)系統(tǒng)的車距檢測裝 置，該案可測知前車與本車間的相對距離，進(jìn)而配合軟件將其前車鎖定，以供 相關(guān)服務(wù)軟件據(jù)以取得數(shù)據(jù)而提供例如安全距離與碰撞警示等服務(wù)者；該技 術(shù)雖可進(jìn)行障礙物檢測與相對距離運(yùn)算，然而卻僅進(jìn)行單一傳感器檢測及運(yùn) 算，因此仍存在前述單一類型傳感器的缺點(diǎn)。
4Hiroshi Kuroda等人于2003年"日立評論"雜志中曾發(fā)表一篇"用于安 全駕駛的車輛控制及信息系統(tǒng)(Vehicle Control and Information Systems for Safe Driving) " (HITACHI REVIEW Volume 52 Number 1 April 2003)， 其揭露一種使用影像傳感器及測距雷達(dá)以進(jìn)行輔助駕駛的車輛控制及信息系 統(tǒng)；該技術(shù)雖然使用兩種異質(zhì)傳感器，然而其中的影像傳感器用于車道辨識而 測距雷達(dá)則用于障礙物與相對距離檢測，兩傳感器之間仍為單獨(dú)運(yùn)作而無相互 信息連接的關(guān)系。
因此，本案的發(fā)明人研究出一種復(fù)合式感測裝置，其結(jié)合影像及測距元 件的優(yōu)點(diǎn)以達(dá)到提高本身車輛及其它用路人或載具的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種復(fù)合式感測裝置及其方法，其利 用異質(zhì)檢測器的互相搭配，進(jìn)而達(dá)成提供更完整障礙物信息的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種復(fù)合式感測裝置，包含 一中央控制單 元； 一距離檢測單元，與該中央控制單元電連接并檢測障礙物距離； 一影像 檢測單元，與該中央控制單元電連接并檢測障礙物方位；以及一警示單元，與 該中央控制單元電連接；
其中，該中央控制單元將該障礙物距離與該障礙物方位進(jìn)行結(jié)合，并據(jù)以 動作該警示單元。
而且，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種復(fù)合式感測方法，包含步驟 (a)提供一復(fù)合式感測裝置，包括一中央控制單元以及分別與該中央控制單 元電連接的距離檢測單元、影像檢測單元以及警示單元；(b)動作該復(fù)合式感 測裝置，使得該距離檢測單元及影像檢測單元分別檢測障礙物距離與障礙物方 位；以及(c)該中央控制單元將該障礙物距離與該障礙物方位結(jié)合并據(jù)以動作 該警示單元。
本發(fā)明的復(fù)合式感測裝置將距離檢測器的回傳測得障礙物及相對距離與 影像檢測器主要辨識障礙物型態(tài)及相對方位的信息整合，故能完整顯示出障礙 物的信息，包括障礙物的形狀、大小、方位、相對距離及速度等，其外部接 口及數(shù)據(jù)格式依照需求進(jìn)行客制化，使駕駛者能取得完整的行車信息以提供更 完善的輔助安全裝置應(yīng)用。
5例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖l為本發(fā)明的復(fù)合式感測裝置的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的復(fù)合式感測裝置應(yīng)用于大型車輛時(shí)的系統(tǒng)架構(gòu)圖； 圖3為本發(fā)明的復(fù)合式感測裝置應(yīng)用于大型車輛時(shí)的檢測范圍示意圖； 圖4為本發(fā)明復(fù)合式感測方法的方法流程圖；以及
圖5為本發(fā)明復(fù)合式感測裝置所顯示信息的示意圖。
其中，附圖標(biāo)記
卜復(fù)合式感測裝置 11-復(fù)合檢測模塊
13-顯不器
21-復(fù)合式感測裝置
23-影像切換單元
30-大型連結(jié)貨車
100-處理單元
102-模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元
104-同步動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存
110-距離檢測器
112-輔助照明元件
311-左側(cè)
io-中央控制器
12-警示器 20-復(fù)合式感測裝置 22-復(fù)合式感測裝置 24-車用顯示器 31-托車
101-影像前處理單元 103-閃存 105-電源
111-影像檢測器
310-右側(cè)
312-后側(cè)
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的復(fù)合式感測裝置的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖1所示。該復(fù)合式感測
裝置l包含中央控制器IO、復(fù)合檢測模塊ll，以及警示器12;其中，該復(fù) 合檢測模塊11包括一距離檢測器110與一影像檢測器111，該距離檢測器110 用于檢測障礙物距離，該影像檢測器lll用于檢測障礙物方位及型態(tài)(例如 行人、小型車或大型車等)，且該距離檢測器110與該影像檢測器111分別與 該中央控制器10電連接。
6于圖1中，該中央控制器10還包含一處理單元100、 一影像前處理單元 101、一模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元102、 一閃存103、一同步動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存104(SD RAM)以及一電源105。該處理單元100例如為嵌入式32位運(yùn)算處理單元且主 要負(fù)責(zé)接收該影像檢測器111信號的影像處理、影像辨識、與接收該距離檢測 器110信號計(jì)算相對距離、與數(shù)據(jù)融合、系統(tǒng)流程主控及實(shí)時(shí)警示信號輸出。 該影像前處理單元101負(fù)責(zé)影像數(shù)據(jù)擷取及前處理。該模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換單元102 則用于輸出經(jīng)由處理單元100完成影像辨識及數(shù)據(jù)融合后的影像信息。該閃存 103與同步動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存104則作為系統(tǒng)運(yùn)作的暫存空間。電源105則用 于供應(yīng)復(fù)合式感測裝置1整體運(yùn)作時(shí)所需的電力。在此種架構(gòu)下，該中央控制 器10可進(jìn)行影像處理、影像辨識、距離運(yùn)算、障礙物相對位置關(guān)系運(yùn)算、異 質(zhì)數(shù)據(jù)融合、影像輸出及警示信號處理等作業(yè)。
于本發(fā)明的架構(gòu)中，復(fù)合式感測裝置1還包含與該中央控制器10電連接 的警示器12及顯示器13。該警示器12可發(fā)出聲音或燈光來警示使用者；該 顯示器13則可用于顯示障礙物影像及方位距離等信息。
又，為強(qiáng)化該復(fù)合檢測模塊11的障礙物感測能力，該復(fù)合檢測模塊11 還設(shè)有一輔助照明的輔助照明元件112。
再請參照圖2，該圖為本發(fā)明的復(fù)合式感測裝置應(yīng)用于大型車輛時(shí)的系統(tǒng) 架構(gòu)圖。于圖2中，使用三組復(fù)合式感測裝置20、 21及22來分別進(jìn)行車輛左 方、右方及后方的障礙物檢測，該些復(fù)合式感測裝置20、 21及22分別與一影 像切換單元23電連接，該影像切換單元23可將輸入的多組障礙物影像進(jìn)行切 換或切割，之后，再傳送至一車用顯示器24顯示之，使得駕駛者可據(jù)以了解 車輛左方、右方及后方的障礙物型態(tài)、位置與距離。
如此，當(dāng)安裝于大型連結(jié)貨車30的托車31兩側(cè)310、 311及后方312時(shí)， 本發(fā)明復(fù)合式感測裝置由于結(jié)合了距離檢測器與影像檢測器的優(yōu)點(diǎn)，故可解決 此類車輛的行車盲點(diǎn)，進(jìn)而達(dá)成盲點(diǎn)檢測以提升道路安全，如圖3所示，其中， ——代表距離檢測范圍，-…-代表影像檢測范圍。
再請參照圖4，該圖為本發(fā)明復(fù)合式感測裝置的復(fù)合式感測方法流程圖。 復(fù)合式感測方法使用前述的復(fù)合式感測裝置且包括步驟
41-動作該復(fù)合式感測裝置，使得該距離檢測器及影像檢測器分別檢測障 礙物距離與障礙物方位；
742- 該中央控制器將該障礙物距離與該障礙物方位結(jié)合并據(jù)以動作該警示 器(例如當(dāng)障礙物的距離離車體過近，且其方位位于車身行進(jìn)或轉(zhuǎn)彎的路線上 時(shí))；以及
43- 該顯示器顯示該障礙物距離與障礙物方位。
較佳地，本發(fā)明復(fù)合式感測裝置的距離檢測器以20次/秒以上的頻率檢 測，檢測距離范圍為0.3 10米，分辨率為15 20厘米，水平檢測角為15 度；而影像檢測器的影像擷取水平視角允許范圍較佳為60 90度，影像擷取 頻率為15 30幅/秒；實(shí)時(shí)影像輸出較佳則為15 20幅/秒；上述檢測器的 視角及檢測距離規(guī)格僅為示例，其可依照車型及安裝位置的不同而有所調(diào)整。 又，本發(fā)明復(fù)合式感測裝置較佳為于該中央控制器中內(nèi)建32MB以上的同步動 態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存與16MB以上的閃存。
因此，本發(fā)明所使用的測距元件可根據(jù)回波型態(tài)判斷障礙物的存在與否， 并將障礙物的相對距離及相對速度信息傳輸至中央控制器；而使用的影像感測 元件則可擷取圖像，并通過影像處理、光流法及影像特征辨識技術(shù)，描述出障 礙物的形狀及方位，并可同時(shí)鎖定追蹤障礙物。故本發(fā)明的復(fù)合式感測裝置將 距離檢測器的回傳測得障礙物及相對距離與影像檢測器主要辨識障礙物型態(tài) 及相對方位的信息整合，故能完整顯示出障礙物的信息，包括障礙物的形狀、 大小、方位、相對距離及速度等，其外部接口及數(shù)據(jù)格式依照需求進(jìn)行客制化， 如圖5所示，使駕駛者能取得完整的行車信息以提供更完善的輔助安全裝置應(yīng) 用。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種復(fù)合式感測裝置，其特征在于，包含一中央控制單元；一距離檢測單元，與該中央控制單元電連接并檢測障礙物距離；一影像檢測單元，與該中央控制單元電連接并檢測障礙物方位；以及一警示單元，與該中央控制單元電連接；其中，該中央控制單元是將該障礙物距離與該障礙物方位進(jìn)行結(jié)合，并據(jù)以動作該警示單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合式感測裝置，其特征在于，還包括與該中央控制 單元電連接的顯示單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的復(fù)合式感測裝置，其特征在于，該顯示單元顯示該障礙物距離與障礙物方位。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的復(fù)合式感測裝置，其特征在于，該顯示單元進(jìn)行實(shí)時(shí)影像的顯示。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合式感測裝置，其特征在于，該警示單元以聲音作 為警示。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合式感測裝置，其特征在于，該警示單元是以燈光 作為警示。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合式感測裝置，其特征在于，該中央控制單元用于 進(jìn)行影像處理、障礙物識別、定位及相對距離運(yùn)算運(yùn)算功能。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的復(fù)合式感測裝置，其特征在于，該影像檢測單元檢測 障礙物型態(tài)。
9. 一種復(fù)合式感測方法，其特征在于，包含步驟(a) 提供一復(fù)合式感測裝置，包括一中央控制單元以及分別與該中央控 制單元電連接的距離檢測單元、影像檢測單元以及警示單元；(b) 動作該復(fù)合式感測裝置，使得該距離檢測單元及影像檢測單元分別 檢測障礙物距離與障礙物方位；以及(c) 該中央控制單元將該障礙物距離與該障礙物方位結(jié)合并據(jù)以動作該 警示單元。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的復(fù)合式感測方法，其特征在于，該復(fù)合式感測裝 置還包括與該中央控制單元電連接的顯示單元。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的復(fù)合式感測方法，其特征在于，還包括步驟(d) 該顯示單元顯示該障礙物距離與障礙物方位。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的復(fù)合式感測方法，其特征在于，顯示單元進(jìn)行實(shí) 時(shí)影像的顯示。
13 親坦忉劃亜步Q的有4^咸、lll卡、〉主甘i去^PA;;女塾S幽；I)'吉 丄u畫t^、 j/hi j、 " n j i~i ,、'Ci、 v、j yv i" :^s" rj i丄j 賃 曰zj 、 ~^乂 u ^ /音作為警示。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9的復(fù)合式感測方法，其特征在于，該警示單元以燈 光作為警示。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9的復(fù)合式感測方法，其特征在于，該中央控制單元 用于進(jìn)行影像處理、障礙物識別、定位及相對距離運(yùn)算運(yùn)算功能。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9的復(fù)合式感測方法，其特征在于，該影像檢測單元 檢測障礙物型態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合式感測裝置及方法，包含一中央控制單元；一距離檢測單元，與該中央控制單元電連接并檢測障礙物距離；一影像檢測單元，與該中央控制單元電連接并檢測障礙物方位；以及一警示單元，與該中央控制單元電連接；其中，該中央控制單元將該障礙物距離與該障礙物方位進(jìn)行結(jié)合，并據(jù)以動作該警示單元。
文檔編號G01C21/26GK101487710SQ20081000106
公開日2009年7月22日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者李維民, 蘇協(xié)泰, 鄭國祥, 陳隆泰 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院