本發(fā)明屬于安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于大型卡車的去盲區(qū)安全駕駛系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

大型卡車由于車體較長(zhǎng)，在行駛過(guò)程中或倒車中，會(huì)出現(xiàn)大片區(qū)域的盲區(qū)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)事故。另一方面由于駕駛員偏離駕駛位的幅度太大而造成一些意想不到的事故。

雖然目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了一些應(yīng)用于卡車的安全駕駛系統(tǒng)，但是它們都存在一些共性問(wèn)題：

1.大多數(shù)系統(tǒng)在汽車上安裝固定的攝像頭，人體移動(dòng)的時(shí)候只能看到固定的畫面，缺乏真實(shí)感；

2.人體在遠(yuǎn)離或靠近攝像頭時(shí)，攝像頭所呈現(xiàn)的畫面沒有改變；

3.當(dāng)頭部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)較大時(shí)可能存在交通安全隱患，應(yīng)該實(shí)時(shí)提醒；

4.對(duì)人體移動(dòng)來(lái)說(shuō)，缺乏深度信息；從司機(jī)觀察角度來(lái)說(shuō)，視角比較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題做出改進(jìn)，即本發(fā)明的第一個(gè)目的在于公開了一種應(yīng)用于大型卡車的去盲區(qū)安全駕駛系統(tǒng)。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于公開了一種應(yīng)用于大型卡車的去盲區(qū)安全駕駛方法。

技術(shù)方案：一種應(yīng)用于大型卡車的去盲區(qū)安全駕駛系統(tǒng)，包括深度攝像頭、PC機(jī)、兩個(gè)魚眼相機(jī)和報(bào)警模塊，

所述深度攝像頭設(shè)于司機(jī)座位擋風(fēng)玻璃下駕駛臺(tái)前方的小平臺(tái)處，

兩個(gè)魚眼相機(jī)分別設(shè)于駕駛臺(tái)的兩側(cè)，兩臺(tái)魚眼相機(jī)的鏡頭方向向外，兩臺(tái)相機(jī)鏡頭的主光軸在一條直線上，

所述深度攝像頭的輸出端通過(guò)USB接口與所述PC機(jī)的輸出端相連，

所述魚眼相機(jī)的輸出端通過(guò)USB接口與所述PC機(jī)的輸出端相連，

所述PC機(jī)的輸出端與所述報(bào)警模塊的輸入端相連。

進(jìn)一步地，所述報(bào)警模塊為喇叭。

一種應(yīng)用于大型卡車的去盲區(qū)安全駕駛方法，包括以下步驟：

(1)、獲取駕駛員的深度信息；

(2)、對(duì)步驟(1)得到的深度信息進(jìn)行去噪處理，通過(guò)位置關(guān)系，提取駕駛員頭部位置的二值圖像，計(jì)算駕駛員頭部與魚眼相機(jī)之間的距離；

(3)、通過(guò)魚眼相機(jī)實(shí)時(shí)采集魚眼視頻流數(shù)據(jù)，將魚眼圖像基于球面模型分別校正徑向誤差、切向誤差、光心誤差，然后生成球面圖像；

(4)、以深度攝像頭探測(cè)的頭部移動(dòng)的距離構(gòu)成以深度攝像頭為坐標(biāo)中心的世界坐標(biāo)系，得到x、y、z三個(gè)坐標(biāo)值，其中：

將獲取頭部x、y、z坐標(biāo)作為球面圖像的球心，z為球面圖像的焦距；

(5)、確定視點(diǎn)方向

基于步驟(1)得到的深度信息對(duì)駕駛員的臉進(jìn)行三維建模，以垂直于魚眼相機(jī)方向的人臉方向?yàn)槌跏贾?，?dāng)人臉在三個(gè)方向上可能轉(zhuǎn)動(dòng)，垂直于人臉方向的矢量作為視線方向，結(jié)合步驟(4)得到的球面焦距信息實(shí)時(shí)生成不同視角大小的透視圖像，根據(jù)頭部平移的位置和檢測(cè)人臉的方向，實(shí)時(shí)生成不同視點(diǎn)的大視野圖像，當(dāng)頭部旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)閾值時(shí)，則通過(guò)報(bào)警模塊發(fā)生報(bào)警信息。

進(jìn)一步地，步驟(1)包括以下步驟：

(11)通過(guò)深度攝像頭實(shí)時(shí)采集深度數(shù)據(jù)視頻流；

(12)將采集的深度數(shù)據(jù)視頻流的每一幀圖像采用高斯濾波獲取濾波圖像；

(13)對(duì)所得的高斯圖像與背景圖像進(jìn)行差分得到差分圖像，

(14)將差分圖像進(jìn)行拉伸變換得到拉伸后的差分圖像；

(15)將將拉伸后的差分圖像進(jìn)行腐蝕膨脹濾波，計(jì)算圖像的平均像素值作為閾值，基于該閾值獲取二值圖像；

(16)將二值圖像中的小塊區(qū)域去除，獲取二值圖像中的大塊區(qū)域，其中：大塊區(qū)域包括駕駛員的頭部和身體部分；

(17)從二值圖像的第一行開始掃描，獲取最大程度接近橢圓的部分作為駕駛員頭部區(qū)域，即得到駕駛員的深度信息。

有益效果：本發(fā)明公開的一種應(yīng)用于大型卡車的去盲區(qū)安全駕駛系統(tǒng)及方法具有以下有益效果：

1、采用深度圖像結(jié)合RGB圖像實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)探測(cè)駕駛員的人臉定位和旋轉(zhuǎn)；

2、基于人臉的旋轉(zhuǎn)信息，若旋轉(zhuǎn)過(guò)大即pitch，poll，Yaw即x，y，z三軸超過(guò)60度則認(rèn)為旋轉(zhuǎn)過(guò)大，則考慮到安全隱患問(wèn)題實(shí)時(shí)報(bào)警；

3.將采集兩路魚眼圖像可觀察到駕駛臺(tái)外360度的方位，為駕駛員提供了很好的去盲區(qū)效果，實(shí)現(xiàn)了安全駕駛。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明公開的一種應(yīng)用于大型卡車的去盲區(qū)安全駕駛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為基于人臉的相機(jī)坐標(biāo)系圖；

圖3a為人臉繞著相機(jī)坐標(biāo)系的x軸旋轉(zhuǎn)的示意圖；

圖3b為人臉繞著相機(jī)坐標(biāo)系的y軸旋轉(zhuǎn)的示意圖；

圖3c為人臉繞著相機(jī)坐標(biāo)系的z軸旋轉(zhuǎn)的示意圖。

具體實(shí)施方式：

下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，一種應(yīng)用于大型卡車的去盲區(qū)安全駕駛系統(tǒng)，包括深度攝像頭、PC機(jī)、兩個(gè)魚眼相機(jī)和報(bào)警模塊，

深度攝像頭設(shè)于司機(jī)座位擋風(fēng)玻璃下駕駛臺(tái)前方的小平臺(tái)處，

兩個(gè)魚眼相機(jī)分別設(shè)于駕駛臺(tái)的兩側(cè)，兩臺(tái)魚眼相機(jī)的鏡頭方向向外，兩臺(tái)相機(jī)鏡頭的主光軸在一條直線上，

深度攝像頭的輸出端通過(guò)USB接口與PC機(jī)的輸出端相連，

魚眼相機(jī)的輸出端通過(guò)USB接口與PC機(jī)的輸出端相連，

PC機(jī)的輸出端與報(bào)警模塊的輸入端相連。

其中：深度攝像頭選取了韓國(guó)meerecompany公司的Cube eye深度攝像頭。

進(jìn)一步地，報(bào)警模塊為喇叭。

一種應(yīng)用于大型卡車的去盲區(qū)安全駕駛方法，包括以下步驟：

(1)、通過(guò)深度攝像頭實(shí)時(shí)采集深度數(shù)據(jù)視頻流，將深度圖像預(yù)處理，然后通過(guò)背景差分的方法獲取駕駛員的深度信息；

(2)、對(duì)步驟(1)得到的深度信息進(jìn)行去噪處理，通過(guò)位置關(guān)系，提取駕駛員頭部位置的二值圖像，計(jì)算駕駛員頭部與魚眼相機(jī)之間的距離；

(3)、通過(guò)魚眼相機(jī)實(shí)時(shí)采集魚眼視頻流數(shù)據(jù)，將魚眼圖像基于球面模型分別校正徑向誤差、切向誤差、光心誤差，然后生成球面圖像；

(4)、以深度攝像頭探測(cè)的頭部移動(dòng)的距離構(gòu)成以深度攝像頭為坐標(biāo)中心的世界坐標(biāo)系，得到x、y、z三個(gè)坐標(biāo)值，其中：

將獲取頭部x、y、z坐標(biāo)作為球面圖像的球心，z為球面圖像的焦距；

(5)、確定視點(diǎn)方向

基于步驟(1)得到的深度信息對(duì)駕駛員的臉進(jìn)行三維建模，以垂直于魚眼相機(jī)方向的人臉方向?yàn)槌跏贾担?dāng)人臉在三個(gè)方向上可能轉(zhuǎn)動(dòng)，垂直于人臉方向的矢量作為視線方向，結(jié)合步驟(4)得到的球面焦距信息實(shí)時(shí)生成不同視角大小的透視圖像，根據(jù)頭部平移的位置和檢測(cè)人臉的方向，實(shí)時(shí)生成不同視點(diǎn)的大視野圖像，當(dāng)頭部旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)閾值時(shí)，則通過(guò)報(bào)警模塊發(fā)生報(bào)警信息。

進(jìn)一步地，如圖3所示，步驟(1)包括以下步驟：

(11)通過(guò)深度攝像頭實(shí)時(shí)采集深度數(shù)據(jù)視頻流；

(12)將采集的深度數(shù)據(jù)視頻流的每一幀圖像采用高斯濾波獲取濾波圖像；

(13)對(duì)所得的高斯圖像與背景圖像進(jìn)行差分得到差分圖像，

(14)將差分圖像進(jìn)行拉伸變換得到拉伸后的差分圖像，即將差分圖像中最大值映射到255，最小值映射到0；

(15)將將拉伸后的差分圖像進(jìn)行腐蝕膨脹濾波，計(jì)算圖像的平均像素值作為閾值，基于該閾值獲取二值圖像，即大于該閾值為255小于該閾值為0；

(16)將二值圖像中的小塊區(qū)域去除，獲取二值圖像中的大塊區(qū)域，其中：大塊區(qū)域包括駕駛員的頭部和身體部分；

(17)從二值圖像的第一行開始掃描，獲取最大程度接近橢圓的部分作為駕駛員頭部區(qū)域，即得到前景深度信息。

圖2是基于人臉的相機(jī)坐標(biāo)系圖。圖3a～3c為人臉繞著相機(jī)坐標(biāo)系的x軸、y軸和z軸旋轉(zhuǎn)的示意圖。

上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做了詳細(xì)說(shuō)明。但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。