阅读说明：本技术 一种基于3D Sensor的汽车雷达系统及其控制方法 (3D Sensor-based automobile radar system and control method thereof ) 是由 周晓军 李骊 李朔 杨淼 王行 盛赞 于 2018-05-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于3D Sensor的汽车雷达系统及其控制方法,包含3D Sensor模块、数据处理模块、3D识别模块、输出模块和显示及语音播报终端,使用3D Sensor设备,实时获取深度数据亦可同时获取彩色图,进行物体测距,并实时进行物体特征提取,识别物体包括人、动物,动作识别,将3D数据及图像数据显示在车载设备上,并实时显示预警信息,若达到预警线时及时播放语音提示。(the invention discloses a 3D Sensor-based automobile radar system and a control method thereof, and the system comprises a 3D Sensor module, a data processing module, a 3D recognition module, an output module and a display and voice broadcast terminal, wherein 3D Sensor equipment is used for acquiring depth data in real time and acquiring color images at the same time, performing object ranging, performing object characteristic extraction in real time, recognizing objects including people and animals, performing action recognition, displaying the 3D data and image data on vehicle-mounted equipment, displaying early warning information in real time, and playing voice prompts in time if an early warning line is reached.)

一种基于3D Sensor的汽车雷达系统及其控制方法

技术领域

本发明属于3D Sensor领域，尤其涉及一种基于3D Sensor的汽车雷达系统及其控制方法。

背景技术

汽车雷达作为一个安全装置，它可以承担一些需要注意力、判断力和技术性的工作，从而降低驾驶的强度，减少驾驶员的负担，一定程度上避免了安全事故的发生，也给个人及国家减少了不必要的损失。

目前汽车雷达有着基于不同技术（比如激光、超声波、微波）的各种不同雷达，有着不同的功能（比如发现障碍物、预测碰撞、自适应巡航控制），以及运用不同的工作原理（比如脉冲雷达、FMCW雷达、微波冲击雷达）。

鉴于当前3D Sensor技术的发展，我们可以使用一种新的方式来构建汽车雷达：基于3D Sensor设备、显示设备和音频设备，通过3D Sensor的距离检测、物体检测及特征识别能力来更加智能化地构建汽车雷达系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于3D Sensor的汽车雷达系统及其控制方法，通过3D Sensor来替代基于已有技术的雷达系统，使得雷达系统功能更加丰富、系统更加智能。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种基于3D Sensor的汽车雷达系统，包含

3D Sensor模块，用于实时获取深度数据及彩色数据，并进行数据处理，生成3D数据信息；

数据处理模块，用于根据深度数据进行距离监测及从3D数据信息提取3D特征数据；

3D识别模块，用于根据提取的3D特征数据识别物体、人或动物，以及对人物进行动作识别；

输出模块，用于显示实时画面及标识物体、人或动物，并显示动作及特征数据；

语音播报终端，用于进行语音预警。

作为本发明一种基于3D Sensor的汽车雷达系统的进一步优选方案，所述3DSensor模块具体包含

红外发射器，用于发射红外光；

红外接收器，用于接收红外光；

3D识别芯片，用于生成深度数据及根据深度数据生成3D信息；

RGB摄像头，用于获取彩色数据，以便生成实时画面。

作为本发明一种基于3D Sensor的汽车雷达系统的进一步优选方案，所述3D识别模块具体包含

距离监测模块，用于根据深度数据计算距离；

3D特征提取模块，用于根据深度数据的3D信息进行3D信息提取，进而完成3D特征识别。

作为本发明一种基于3D Sensor的汽车雷达系统的进一步优选方案，所述3D识别模块具体包含

物体、人、动物识别模块，用于根据3D特征提取模块的数据与3D特征库进行特征检索，以作识别；

动作识别处理模块，用于根据3D信息进行动作识别。

作为本发明一种基于3D Sensor的汽车雷达系统的进一步优选方案，所述输出模块具体包含

3D显示组件，用于显示实时监测画面及识别到的3D特征信息；

预警系统，用于发出预警；

信息记录系统，用于识别信息记录和危险次数记录。

基于3D Sensor的汽车雷达系统的控制方法，具体包含如下步骤：

步骤1，实时获取深度数据及RGB数据；深度信息数据基于光编码，投射已知的红外模式到场景中，通过另外一个红外CMOS成像器所捕获到的该模式的变形来得到，输出视场角内的所有物体的距离信息；RGB数据由RGB相机抓取；

步骤2，对步骤1获取的深度数据及RGB数据进行数据分析，进行距离监测，障碍物监测；

步骤3,，对检测到的障碍物进行特征提取；具体：由3D识别芯片输出3D数据信息，对深度数据分块进行特征检测，迭代至最优值，汇总特征，得到特征数据；

步骤4，将提取的特征数据进行物体识别，并实时测算距离；其中，实时测算距离具体指将特征物体对应的特征区域进行深度距离统计，将区域内的距离最小值定为该物体的距离；

步骤5，对于动物及人，可进行活体检测，动作识别，监测障碍物行为；

步骤6，3D建模，并经预警系统进行实时监测，获得预警信息；

步骤7，障碍物进入预警范围，经3D显示组件显示预警信息并进行语音播报，实时提示。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明功能性强，传统的汽车雷达功能较少，且有探测盲区，遇到过于低矮的障碍物、地面凹凸不平、过细的障碍物时，雷达是不会做出反应的，一般来说低于探头中心10~15cm以下的障碍物就有可能被探头所忽视，而且障碍物距离车位距离越近，这一高度值也就会随之降低，危险性也随之增大，而基于3D Sensor 的汽车雷达盲区较少，且在小物体监测方面有很大的优势，在无灯光情况下亦能进行周围物体监测识别；

2、本发明更具有扩展性，传统的汽车雷达只能检测障碍物，且无法显示障碍物（必须借助影像配合使用），基于3D Sensor 的汽车雷达不仅可以检测距离及障碍物且能进行显示（若与彩色图配合显示效果更佳），还能进行物体（包括人、动物）识别，更加智能化地给予驾驶员实时的车外环境信息，以便更好地驾驶。

附图说明

图1是本发明的系统结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于3D Sensor的汽车雷达系统，其特征在于：包含

3D Sensor模块，用于实时获取深度数据及彩色数据，并进行数据处理，生成3D数据信息；

数据处理模块，用于根据深度数据进行距离监测及从3D数据信息提取3D特征数据；

3D识别模块，用于根据提取的3D特征数据识别物体、人或动物，以及对人物进行动作识别；

输出模块，用于显示实时画面及标识物体、人或动物，并显示动作及特征数据；

语音播报终端，用于进行语音预警。

使用3D Sensor设备，实时获取深度数据（亦可同时获取彩色图），进行物体测距，并实时进行物体特征提取，识别物体（包括人、动物），动作识别，将3D数据及图像数据显示在车载设备上，并实时显示预警信息，若达到预警线时及时播放语音提示。

所述3D Sensor模块具体包含

红外发射器，用于发射红外光；

红外接收器，用于接收红外光；

3D识别芯片，用于生成深度数据及根据深度数据生成3D信息；

RGB摄像头，用于获取彩色数据，以便生成实时画面。

作为本发明一种基于3D Sensor的汽车雷达系统的进一步优选方案，所述3D识别模块具体包含

距离监测模块，用于根据深度数据计算距离；

3D特征提取模块，用于根据深度数据的3D信息进行3D信息提取，进而完成3D特征识别。

所述3D识别模块具体包含

物体、人、动物识别模块，用于根据3D特征提取模块的数据与3D特征库进行特征检索，以作识别；

动作识别处理模块，用于根据3D信息进行动作识别。

所述输出模块具体包含

3D显示组件，用于显示实时监测画面及识别到的3D特征信息；

预警系统，用于发出预警；

信息记录系统，用于识别信息记录和危险次数记录。

基于3D Sensor的汽车雷达系统的控制方法，具体包含如下步骤：

步骤1，实时获取深度数据及RGB数据；深度信息数据基于光编码，投射已知的红外模式到场景中，通过另外一个红外CMOS成像器所捕获到的该模式的变形来得到，输出视场角内的所有物体的距离信息；RGB数据由RGB相机抓取；

步骤2，对步骤1获取的深度数据及RGB数据进行数据分析，进行距离监测，障碍物监测；

步骤3,，对检测到的障碍物进行特征提取；具体：由3D识别芯片输出3D数据信息，对深度数据分块进行特征检测，迭代至最优值，汇总特征，得到特征数据；

步骤4，将提取的特征数据进行物体识别，并实时测算距离；其中，实时测算距离具体指将特征物体对应的特征区域进行深度距离统计，将区域内的距离最小值定为该物体的距离；

步骤5，对于动物及人，可进行活体检测，动作识别，监测障碍物行为；

步骤6，3D建模，并经预警系统进行实时监测，获得预警信息；

步骤7，障碍物进入预警范围，经3D显示组件显示预警信息并进行语音播报，实时提示。

综上所述，本发明功能性强，传统的汽车雷达功能较少，且有探测盲区，遇到过于低矮的障碍物、地面凹凸不平、过细的障碍物时，雷达是不会做出反应的，一般来说低于探头中心10~15cm以下的障碍物就有可能被探头所忽视，而且障碍物距离车位距离越近，这一高度值也就会随之降低，危险性也随之增大，而基于3D Sensor 的汽车雷达盲区较少，且在小物体监测方面有很大的优势，在无灯光情况下亦能进行周围物体监测识别；

本发明更具有扩展性，传统的汽车雷达只能检测障碍物，且无法显示障碍物（必须借助影像配合使用），基于3D Sensor 的汽车雷达不仅可以检测距离及障碍物且能进行显示（若与彩色图配合显示效果更佳），还能进行物体（包括人、动物）识别，更加智能化地给予驾驶员实时的车外环境信息，以便更好地驾驶。