被动红外线行人检测与回避系统技术方案

一种用于增强车辆在道路上的操作的被动红外线的行人检测和回避系统及方法，特别是用于辨识正在运行的车辆的潜在行人/车辆碰撞危险并相应地调整车辆的位置和操作，其包括至少一个被动红外线传感器数组，其安装在车辆上并与绑定在车辆操作系统中的图像处理器进行操作通信。该系统使用热成像和处理以检测可能在或横向进入车辆行车道的人员的存在。图像处理器会分析人体热信号的检测，并确定检测到的人体热信号是否正在移动，且以什么方向和速度移动，以评估对行人或骑士的任何潜在威胁，并进一步评估是否需要在车辆的操作中触发任何响应动作，以避免发生碰撞。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被动红外线行人检测与回避系统
本专利技术总体上涉及增强自动驾驶车辆以及手动驾驶车辆的操作，并且更具体地涉及一种用于辨识可能对操作中的车辆对行人造成潜在危险的情况，特别是在车辆和行人交通之间的危险，并且相应地调整车辆的位置和操作，以防止车辆与行人之间的有害相互作用，并且警告行人和骑士即将发生碰撞。
技术介绍
许多公司正在开发在现有道路上用于商业和个人用途的自动驾驶车辆，以用于各种应用，包含但不限于个人出租车服务、送货服务等。根据本专利技术，自动驾驶车辆是能够在没有人类驾驶员的情况下操作的车辆。这样的车辆可以设计为使用车载计算器和传感器系统以操作，其设计为以与存在人工操作者相同的方式以驾驶、转向、煞车和以其他方式操作车辆。可以预见，类似于出租车、公交车或货车的网络，自动驾驶的车队即将问世，从而用户可以请求自动驾驶车辆依需求接送、载送和放乘客下车，或者取货、运输和递送包裹等。另外，使用者可以拥有个人用自动驾驶车辆，并将其用于日常工作，例如通勤、办事情、载小孩上学、旅行等。当前处于开发和测试阶段的自动驾驶车辆通常利用多个系统以完全操作车辆，而无需人工操作。首先，使用标准GPS系统以规划车辆的路线。GPS系统会考虑到旅行的起点和目的地，以及其他因素，例如交通状况、封路讯息、天气状况、首选路线、收费公路等，判定车辆的最佳路线。然而，为了安全有效地运行，自动驾驶车辆还需要一种系统以识别车辆运行期间的路线动态状况。这样的系统可以称为增强GPS系统，其利用一系列技术(例如摄像机、传感器、雷达、激光雷达和激光)在运行期间提供车辆周围的三维视图。这样的系统通常可以追踪车辆周围的其他汽车；检测汽车周围、道路前方、或从前、后或侧面接近汽车的障碍物或危险；并判定道路或行车道边缘的位置、即将到来的转弯、上坡或下坡，并评估车辆前方、后方和周围的一般道路状况。自动驾驶车辆还需要车内的集中式系统以处理从GPS系统和增强GPS系统提供的信息，并利用处理后的信息以操作车辆。这类常用系统通常包含车辆中的计算器局域网络(CAN)总线，以与GPS系统、增强GPS系统和其他自动驾驶车辆操作系统通信并协调其操作。非自动驾驶车辆也利用类似的技术以辅助驾驶员。例如，汽车数十年来一直使用各种形式的巡航控制。最近，汽车已经配备自动并行停车的系统。许多现代汽车现在都配备一些系统，其可以在汽车开始偏离高速公路的车道时为驾驶员提供帮助，如果汽车离前方汽车太近，系统会剎车；如果前方道路上有物体，系统会警告驾驶员。在直到自动驾驶车辆上的引导系统达到或超过人类驾驶员的感知和分析决策能力前，仍会有许多全自动车辆无法对周围环境进行适当和动态的响应或反应的日常情况。此外，在自动驾驶车辆可以安全地依靠现有的操作系统和传感器，以安全有效地运行并消除所有风险之前，民众仍将犹豫是否该完全相信这种车辆的真正自动驾驶。实际上，“现实世界”的自动驾驶车辆测试显示，由于车辆、行人或骑士横向进入行车道而导致了许多引导失误、事故等，现有的引导系统和传感器未能及时检测、识别和/或应对这些情况，或有很高的“错误”指示率。即使在自动驾驶和驾驶车辆中都有大量的引导系统和传感器，由于各种原因，仍未能识别并避免与行人和/或骑士的交通交互。尽管各种基于光学的汽车和/或自动引导系统和传感器(例如影像、激光雷达等)在理想的视觉条件下都能表现良好，在不利的环境条件下，其功能可能会降低到无法使用的水平，例如在下雨、降雪、起雾等期间或之后不久，或者昏暗室外或在车道的低亮度区域，甚至当行人根据衣服、肤色、天气、太阳眩光等融入周围环境时。另外，而现有水平的可以在一定程度上改变自动驾驶车辆的驾驶特性的“车载”传感器、摄像头、装置和接口当前存在一种固有的极端缺陷(例如，为了非预期的障碍物和/或其他车辆而煞车，或者在车辆偏离车道时使车辆转向)，其专门协助自动驾驶车辆识别行人交通，并进一步判定何时所述行人交通准备与车辆产生负面互动，并进一步协助此类车辆自动采取行动以防止这种负面互动。因此，需要改进现有的基于光学的引导系统和传感器，以确保自动驾驶车辆在所有情况下的操作都是安全且高效的。由于在异常、意外或不可预测的情况下要求车辆做出实时决策的固有困难，这进一步证明了在任何和所有条件下自动操作车辆的最大艰巨性。即使在理想的环境条件下，车辆的CAN总线必须协调大量传感器，并且需要广泛的分析处理能力，才能仅使车辆尝试辨识操作期间预期和/或异常或未预期的物体，而几乎没有时间实际进行检测、识别和做出适当反应。由于本专利技术的主要目的是首先检测“人”，因此传统的光学装置通常会因存在无限数量的“人”的视觉表示而失败，而这些表示不可能全部存放在车上数据库中。例如，视觉处理器试图在许多变化中辨识“人”，例如：一个人坐在轮椅上推动自己、一个人坐在轮椅上被另一个人推、一个人站在自行车旁边的轮廓、一个人背着背包等等。此外，即使车辆能够辨识物体或状况，使车辆尝试找出正确的程序响应仍然是一个挑战。由于几乎无数种可能的情况需要自动驾驶车辆做出适当的响应，因此再次证明这非常困难，如果不是不可能的话，车辆中有限的车载处理能力和数据库大小以及有限的实时响应时间则有其局限性。鉴于有太多未知或无法预测的情况，仍然需要一种更好的自动驾驶车辆的引导方法，最好的出发点是提高速度、效率和效能，使车辆能够检测和识别未知、意外和不可预测的情况，并需要进行引导调整。因此，需要一种用于改进的自动驾驶车辆系统，其用于辨识道路上未知、意外和不可预测的情况或条件，从而克服现有动态引导系统的缺点和局限性。此外，需要一种系统，其利用专为特定的“人”检测和分析而设计的红外线成像传感器，以响应未知、意外和不可预测的涉及人类的情况以协助车辆安全有效地运行，无论其为行人、跑步者、骑士，还是任何导致其撞上车道和撞上移动车辆的预期路径的情况而与车辆交通冲突。
技术实现思路
本专利技术总体上针对基于被动红外线的行人检测和回避系统，其用于增强道路上的自动驾驶车辆或被驾驶车辆的操作。根据本专利技术的实施例，该系统提供了一种出色的方法以协助车辆或驾驶检测和辨识移动车辆之间的潜在相互作用，例如在道路上沿预定路径行驶的车辆与行人或骑士之间的交通。根据本专利技术的系统的操作的核心是使用至少一个安装在车辆上的前视被动红外线(IR)影像传感器，其与车辆操作系统绑定的图像处理器进行操作通信，例如，通过中央CAN总线单元与各种车辆传感器(例如前视IR传感器)持续通信，以分析和输出处理，优选为立即实时。运作中，根据本专利技术的系统提供一种自动驾驶车辆或驾驶车辆，其具有用于立即检测特定选择和过滤后的具有人的特征的热波长的装置，无论是走路、跑步或骑自行车的人，该人已经进入或正在横向穿越或即将进入行车道，并立即对这种侵扰做出反应。图像处理器搜索并分析对指示人体热信号的检测，并判定检测到的人体热信号是否正在移动，且以什么方向和速度移动，以评估对车辆或行人的任何当前或即将来临的威胁，以及是否需要在车辆的操作中触发任何响应动作，以避免两者之间的相互作用。该系统还能够确定车辆是否已经驶向已经在行车道中的静止的人。此信息可以用于在被驾驶的车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于辨识和预防移动车辆与行人之间固定或横向行人危险的方法，并且为了相应地调整车辆的运行，所述方法包括：/n使用热成像检测指示在道路的侧面或行进部分内的人的热信号；/n判定人的热信号是否在车辆的预测路径之内或在朝向其移动；/n评估车辆操作中需要采取响应动作的必要性；以及/n如果确定需要采取行动，则在车辆操作中触发响应动作。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180511 US 62/670,2091.一种用于辨识和预防移动车辆与行人之间固定或横向行人危险的方法，并且为了相应地调整车辆的运行，所述方法包括：
使用热成像检测指示在道路的侧面或行进部分内的人的热信号；
判定人的热信号是否在车辆的预测路径之内或在朝向其移动；
评估车辆操作中需要采取响应动作的必要性；以及
如果确定需要采取行动，则在车辆操作中触发响应动作。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在道路的侧面或行进部分上的人的热信号的检测包括使用设置在车辆上的热成像传感器组件。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热成像传感器组件包括安装至车辆的至少一个红外线传感器数组。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个红外线传感器数组包括安装在车辆前部的前视红外线传感器。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个红外线传感器数组包括：
左红外线传感器数组安装在车辆的左侧，用于对车辆左侧的道路和/或相邻区域热成像；以及
右红外线传感器安装在车辆的右侧，用于对车辆右侧的道路和/或相邻区域热成像。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对人的热信号的检测包括使用检测到的热辐射数据，其首先通过与人的热辐射范围相关的预定热接受窗。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预定热接受窗口可以动态改变，以补偿环境温度条件对人的热辐射范围的影响。


8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，动作判定步骤包括：
首先在检测到人体热信号时判定人体热信号是否正在运动；
然后判定运动是否大致垂直于道路；以及
然后判定运动是朝向还是远离道路。


9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对响应动作的必要性的评估包括判定人体热信号的运动速度。


10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对响应动作的必要性的评估包括判定车辆的运动速度。


11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对响应动作的必要性的评估包括判定人体热信号是否在车辆的预测路径内。


12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，车辆操作中的响应动作包括以下至少之一：
(i)向车辆的转向系统提供调整输入；
(ii)启动车辆的制动系统；
(iii)发出与车辆有关的声音警报；以及
(iv)启动与车辆相关的视觉警报。


13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对在车辆的预测路径内静止的人体热特征的响应动作的必要性的评估包括使用图像处理器，其从热成像数组中寻找表示人体热特征的多个相邻合格像素。


14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，对在车辆的预测路径内对静止的人体热信号的响应动作的必要性的评估包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿诺·查斯，
申请(专利权)人：阿诺·查斯，
类型：发明
国别省市：美国;US