專利名稱：感測移動體狀態(tài)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種感測移動體狀態(tài)的設(shè)備和方法。更具體地說，涉及一種非接觸式狀態(tài)感測設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
通常，移動體諸如輪船、飛機(jī)、汽車都具有導(dǎo)航系統(tǒng)，用來確定移動體的位置并提供指向期望目標(biāo)的最優(yōu)路徑。為了確定移動體的位置并提供指向期望目標(biāo)的最優(yōu)路徑，導(dǎo)航系統(tǒng)必須知道移動體的速度。因此，導(dǎo)航系統(tǒng)具有感測移動體速度的速度傳感器。
通常用在導(dǎo)航系統(tǒng)中的速度傳感器可以分為接觸式速度傳感器和非接觸式速度傳感器。前者通過一個(gè)里程表直接感測速度信息，后者通過一個(gè)加速計(jì)計(jì)算速度。
在接觸式速度傳感器中，由于里程表的誤差不會隨著時(shí)間的推移而增加，因此速度誤差保持一個(gè)恒定的量。但是，為了實(shí)現(xiàn)接觸式速度傳感器，安裝在汽車中的具有速度信息的電路必須與位于汽車外面的速度傳感器相連接，因此接觸式速度傳感器在安裝包括該速度傳感器的測量設(shè)備需要復(fù)雜并且高成本的過程。而且由于里程表的類型和電路結(jié)構(gòu)因汽車的類型的不同而不同，安裝的過程也可能因汽車的類型不同而不同，從而可能需要額外的開支。
由于這樣的有線連接對于非接觸式傳感器并不是必需的，因此非接觸式傳感器的安裝過程不僅簡單，而且無需額外的開支。但是由于非接觸式速度傳感器通過累加加速計(jì)的輸出來計(jì)算速度，加速計(jì)的任意誤差也一起被累加，因而速度誤差隨時(shí)間的推移而增加。
另外，近來改進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)能夠提供各種業(yè)務(wù)，諸如“根據(jù)汽車的燃料狀態(tài)為汽車指示一個(gè)附近的加油站”的業(yè)務(wù)，或者“在感測發(fā)動機(jī)中存在或不存在問題后為汽車指示一個(gè)附近的加油站”的業(yè)務(wù)，或者“通過無線方式通知一個(gè)附近的加油站汽車的當(dāng)前位置，以及異常狀態(tài)以使汽車接收臨時(shí)服務(wù)”的業(yè)務(wù)。然而，即使現(xiàn)有的多數(shù)信息已能由現(xiàn)有的儀表板提供，為了感測移動體的狀態(tài)，感測移動體的當(dāng)前狀態(tài)的傳感器也必須被安裝在每一移動體的相應(yīng)設(shè)備上，因此還是增加了費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。本發(fā)明的第一個(gè)目標(biāo)是為移動體提供一種狀態(tài)感測設(shè)備和方法，能夠準(zhǔn)確的感測移動體的狀態(tài)。
本發(fā)明的第二個(gè)目標(biāo)是為移動體提供一種狀態(tài)感測設(shè)備，能夠在即使移動體中沒有各種傳感器和獨(dú)立的有線連接的情況下，準(zhǔn)確的感測移動體的狀態(tài)。
本發(fā)明的第三個(gè)目標(biāo)是為移動體提供一種狀態(tài)感測設(shè)備和方法，能夠通過移動體的儀表板上的圖像信息來感測移動的狀態(tài)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供了一種移動體狀態(tài)感測設(shè)備，該設(shè)備包括一圖像信息收集單元，用于收集關(guān)于移動體的儀表板上的圖像信息；一圖像識別單元，用于分析由圖像信息收集單元所收集的圖像信息，并感測移動體的狀態(tài)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，還提供了一種狀態(tài)感測方法，該方法包括以下步驟(1)收集關(guān)于移動體的儀表板上的圖像信息；(2)分析所收集的圖像信息，并感測移動體的狀態(tài)。


通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特性和優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚，其中相同的標(biāo)號指定相同結(jié)構(gòu)的單元，其中圖1A和圖1B是表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一移動體狀態(tài)感測設(shè)備的安裝實(shí)例的視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的移動體狀態(tài)感測設(shè)備的方框圖。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的移動體狀態(tài)感測方法的流程圖。
圖4A和圖4B是關(guān)于傳統(tǒng)的汽車儀表板的典型視圖。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的從模擬儀表板的圖像中感測狀態(tài)的方法的示圖。
具體實(shí)施例方式
通過借助附圖在下文中將說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在以下描述中，將不詳細(xì)描述眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)，因?yàn)椴槐匾募?xì)節(jié)將導(dǎo)致本發(fā)明的介紹含混不清。
圖1A和圖1B的視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一移動體狀態(tài)感測設(shè)備的安裝實(shí)例。圖1A是表示一安裝在儀表板正面的移動體狀態(tài)感測設(shè)備實(shí)例的正視圖。圖1B是表示一移動體狀態(tài)感測設(shè)備實(shí)例從儀表板的一側(cè)觀察的側(cè)視圖。
參考圖1A和圖1B，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動體狀態(tài)感測設(shè)備包括安裝在儀表板20的前表面上的一個(gè)小型照相機(jī)10，該小型照相機(jī)10放置在離儀表板20一預(yù)定距離處的位置，用于從儀表板20收集圖像信息。這里小型照相機(jī)10所收集的圖像信息包括移動體的狀態(tài)信息。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的移動體狀態(tài)感測設(shè)備的方框圖。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的移動體狀態(tài)感測設(shè)備包括圖像收集單元110，圖像識別單元120和狀態(tài)輸出單元130。
圖像收集單元110收集關(guān)于移動體的儀表板20的各種圖像信息，圖像收集單元110的一個(gè)代表性實(shí)施例是圖1A和圖1B所示的小型照相機(jī)10。
圖像識別單元120分析由圖像收集單元110所收集的圖像信息，然后感測移動體的狀態(tài)。這里能夠感測到的移動體的狀態(tài)包括在移動體的儀表板上顯示的所有信息，諸如剩余燃料量、運(yùn)行的正?；虍惓５取＠纾?dāng)汽車需要加油時(shí)，大多數(shù)的汽車會通過儀表板上的一個(gè)汽油報(bào)警燈使司機(jī)意識到這點(diǎn)。近來的汽車能夠通過安裝在儀表板上的各種電子設(shè)備通知司機(jī)汽車的運(yùn)行狀態(tài)。為了感測移動體的上述各種狀態(tài)，圖像識別單元120采用現(xiàn)有的圖像識別技術(shù)，例如基于外形的識別技術(shù)或基于特征的識別技術(shù)。
更可取的是，根據(jù)儀表板的類型或移動體的狀態(tài)輸出方法的不同在圖像識別單元120中采用不同的圖像識別技術(shù)。例如，當(dāng)儀表板的類型被分為如圖4A所示的數(shù)字型和如圖4B所示的模擬型時(shí)，數(shù)字型儀表板采用基于外形的識別技術(shù)更好，而模擬型儀表板采用基于特征的識別技術(shù)更好。
具體地說，數(shù)字型儀表板的情況下，由于必須識別儀表板上顯示的數(shù)字，因此最好采用基于外形的識別技術(shù)，該技術(shù)將數(shù)字表示的速度的參考圖像數(shù)據(jù)和由照相機(jī)所拍取速度數(shù)據(jù)相比較，然后識別該數(shù)字。在模擬型儀表板的情況下，由于必須識別代表速度的指針的旋轉(zhuǎn)角度，因此最好采用基于特征的識別技術(shù)，該技術(shù)提取由指針?biāo)硎镜闹羔樶樇馕恢没蚍较颍缓笞R別該旋轉(zhuǎn)角度。
基于外形的識別技術(shù)的代表性實(shí)施例是自相關(guān)技術(shù)和采用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，基于特征的識別技術(shù)的代表性實(shí)施例是邊沿檢測技術(shù)和曲線擬合技術(shù)。
圖像識別單元120通過這樣的圖像識別技術(shù)從儀表板的圖像信息中感測移動體的狀態(tài)。狀態(tài)輸出單元130輸出由圖像識別單元120所感測的狀態(tài)至外面。例如，當(dāng)狀態(tài)輸出單元130是一個(gè)輸出移動體的速度信息的設(shè)備，狀態(tài)輸出單元130則將速度信息輸出至導(dǎo)航系統(tǒng)中一個(gè)確定移動體的位置信息或需要移動體的速度信息來計(jì)算最優(yōu)路徑的設(shè)備。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的移動體狀態(tài)感測方法的流程圖。
參照圖3，所描述的根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的移動體狀態(tài)感測方法中，首先，為了感測根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的移動體的狀態(tài)，在步驟210，利用圖1A和圖1B所示的安裝在儀表板20的前表面上的小型照相機(jī)10收集儀表板的圖像信息。然后，在步驟S220對所搜集的圖像信息通過已知的圖像識別技術(shù)進(jìn)行分析，移動體的狀態(tài)在步驟S230被感測，然后在步驟S240狀態(tài)數(shù)據(jù)被輸出。這里，由于步驟中所采用的圖像識別技術(shù)的實(shí)施例參考圖2已經(jīng)進(jìn)行了描述，因此此處省略對圖像識別技術(shù)的進(jìn)一步描述。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的從模擬儀表板的圖像中感測狀態(tài)的方法的示圖。
圖5的視圖示出了一個(gè)利用模擬儀表板指針30的旋轉(zhuǎn)信息感測速度的方法的實(shí)施例。參考圖5，在利用模擬儀表板指針30的旋轉(zhuǎn)信息感測速度的過程中，首先根據(jù)小型照相機(jī)所收集的圖像信息對儀表板指針30所旋轉(zhuǎn)的位置信息進(jìn)行檢測。然后，根據(jù)檢測到的指針30的位置距離移動體在速度為零時(shí)指針的靜止位置(虛線)計(jì)算旋轉(zhuǎn)角度α。然后通過計(jì)算的角度α感測移動體的速度。這里，通過計(jì)算指針的靜止位置(虛線)和由圖像信息檢測到的指針30的旋轉(zhuǎn)角度，來計(jì)算指針順時(shí)針旋轉(zhuǎn)離開靜止位置的角度α。
為了通過如圖5所例示的模擬儀表板指針30的旋轉(zhuǎn)信息方式來感測移動體的速度，最好是速度感測裝置中已經(jīng)存儲了與指針的旋轉(zhuǎn)角度相應(yīng)的速度信息。舉例說明，最好是速度感測裝置中已經(jīng)存儲了與儀表板指針30的旋轉(zhuǎn)角度相應(yīng)的移動體的速度信息如“當(dāng)指針的旋轉(zhuǎn)角度為10°時(shí)，移動體的速度為20km/h”，或者“當(dāng)指針的旋轉(zhuǎn)角度為20°時(shí)，移動體的速度為40km/h”。然后根據(jù)由儀表板的圖像信息利用圖像識別技術(shù)所檢測到的儀表板30的旋轉(zhuǎn)角度確定移動體的速度。
進(jìn)一步，為了通過模擬儀表板指針30的旋轉(zhuǎn)信息感測移動體的速度，速度感測裝置可能存儲有儀表板的最大速度信息和當(dāng)速度為最大時(shí)的儀表板指針的旋轉(zhuǎn)角度，并可能以無線電的方式感測移動體在指針的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度(即由圖像信息所檢測到的旋轉(zhuǎn)角度)和當(dāng)速度為最大時(shí)的儀表板指針的旋轉(zhuǎn)角度之間的速度。例如，當(dāng)儀表板的最大速度為“MAX_speed”，儀表板指針的旋轉(zhuǎn)角度為“MAX_α”，通過圖像識別技術(shù)從儀表板的圖像信息所檢測的指針30的旋轉(zhuǎn)角度是“α”，移動體的速度SPEED可由以下公式1來計(jì)算。
公式1SPEED=αMAX_α×MAX_speed]]>另外，如果為數(shù)字儀表板，可以通過利用已知的圖像識別技術(shù)分析所獲取的圖像信息來檢測速度信息。因此，關(guān)于根據(jù)數(shù)字儀表板檢測速度信息的方法的描述在此省略。
根據(jù)上面所描述的本發(fā)明，由于顯示在儀表板上的移動體的狀態(tài)信息通過圖像識別技術(shù)進(jìn)行識別，因此即使在移動體中沒有各種傳感器和獨(dú)立的有線連接的情況下，移動體的狀態(tài)也可以被準(zhǔn)確的感測。而且，如果當(dāng)前發(fā)明應(yīng)用到導(dǎo)航系統(tǒng)中，可以為導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶提供更準(zhǔn)確的位置信息和路徑指導(dǎo)。
盡管本發(fā)明是參照其特定的優(yōu)選實(shí)施例來描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種移動體狀態(tài)感測設(shè)備，該狀態(tài)感測設(shè)備包括一圖像信息收集單元，用于收集關(guān)于移動體的儀表板的圖像信息；以及一圖像識別單元，用于分析由所述圖像信息收集單元所收集的圖像信息，并感測移動體的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的移動體狀態(tài)感測設(shè)備，其中所述的圖像信息收集單元安裝在距離移動體的儀表板的前表面的預(yù)定距離的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的移動體狀態(tài)感測設(shè)備，其中所述的圖像信息收集單元是一個(gè)小型照相機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的移動體狀態(tài)感測設(shè)備，其中所述的圖像識別單元采用圖像識別技術(shù)分析所述收集的圖像信息。
5.如權(quán)利要求4所述的移動體狀態(tài)感測設(shè)備，其中為了分析關(guān)于模擬儀表板的圖像信息，所述圖像識別單元采用基于特征的圖像識別技術(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的移動體狀態(tài)感測設(shè)備，其中所述的圖像識別單元通過分析關(guān)于模擬儀表板的指針轉(zhuǎn)離代表速度為零時(shí)的位置的旋轉(zhuǎn)角度的信息感測移動體的速度。
7.如權(quán)利要求6所述的移動體狀態(tài)感測設(shè)備，其中所述的圖像識別單元中存儲了與儀表板指針的旋轉(zhuǎn)角度相應(yīng)的速度信息，并基于所存儲的信息和旋轉(zhuǎn)角度信息感測移動體的速度。
8.如權(quán)利要求6所述的移動體狀態(tài)感測設(shè)備，其中所述的圖像識別單元存儲儀表板的最大速度信息和當(dāng)速度為最大時(shí)的儀表板指針的旋轉(zhuǎn)角度，并根據(jù)指針的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度和當(dāng)速度為最大時(shí)的儀表板指針的旋轉(zhuǎn)角度之間的比值計(jì)算移動體的速度。
9.如權(quán)利要求4所述的移動體狀態(tài)感測設(shè)備，其中為了分析關(guān)于數(shù)字儀表板的圖像信息，所述的圖像識別單元采用基于外形的圖像識別技術(shù)。
10.一種移動體狀態(tài)感測方法，該方法包括以下步驟收集關(guān)于移動體的儀表板的圖像信息；以及分析所收集的圖像信息并感測移動體的狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求10所述的狀態(tài)感測方法，其中在收集步驟，關(guān)于移動體的儀表板的圖像信息由安裝在距離移動體的儀表板的前表面的預(yù)定距離位置處的小型照相機(jī)收集。
12.如權(quán)利要求10所述的狀態(tài)感測方法，其中在分析步驟，所收集的圖像信息采用圖像識別技術(shù)進(jìn)行分析。
13.如權(quán)利要求12所述的狀態(tài)感測方法，其中在分析步驟，采用基于特征的圖像識別技術(shù)分析關(guān)于模擬儀表板的圖像信息。
14.如權(quán)利要求13所述的狀態(tài)感測方法，其中所述的儀表板為模擬儀表板，以及其中在分析步驟，移動體的速度通過分析關(guān)于模擬儀表板的指針旋轉(zhuǎn)離開代表速度為零時(shí)的位置的旋轉(zhuǎn)角度的信息來感測。
15.如權(quán)利要求14所述的狀態(tài)感測方法，其中在分析步驟，與儀表板指針的旋轉(zhuǎn)角度相應(yīng)的速度信息事先被存儲，移動體的速度基于所存儲的信息和旋轉(zhuǎn)角度信息被感測。
16.如權(quán)利要求14所述的狀態(tài)感測方法，其中在分析步驟，儀表板的最大速度信息和當(dāng)速度為最大時(shí)的儀表板指針的旋轉(zhuǎn)角度被存儲，移動體的速度并根據(jù)指針的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度和當(dāng)速度為最大時(shí)的儀表板指針的旋轉(zhuǎn)角度之間的比值來計(jì)算移動體的速度。
17.如權(quán)利要求12所述的狀態(tài)感測方法，其中在分析步驟，采用基于外形的圖像識別技術(shù)來分析關(guān)于數(shù)字儀表板的圖像信息。
全文摘要
一種對移動體狀態(tài)感測的設(shè)備和方法。根據(jù)該設(shè)備和方法，首先收集關(guān)于移動體的儀表板的圖像信息，并通過利用圖像識別技術(shù)分析所收集的圖像信息從而來感測移動體的狀態(tài)，因此移動體的狀態(tài)即使在移動體中沒有里程表或單獨(dú)的有線連接的情況下也能夠被準(zhǔn)確的感測。而且，當(dāng)該設(shè)備和方法應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)中時(shí)，可以為導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶提供更準(zhǔn)確的位置信息和路徑指導(dǎo)。
文檔編號G07C5/08GK1573292SQ20031010430
公開日2005年2月2日 申請日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者李潤德, 洪炫秀 申請人:三星電子株式會社