交通事故数据

在飞机着陆中,20世纪80年代末期至90年代初

期,人们提出了视景系统(ＶＳ,ＶｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ)概念。采用不同手段和不同综合方法构成的视景系统分为

以下几个部分:

1)传感器视景系统(ＳｅｎｓｏｒＶＳ)。前视传感器

实时检测到的驾驶舱外视见景象,可以由单传感器

生成或多传感器综合,其视景接近真实世界的自然

景象。

2)合成视景系统(ＳＶＳ)。由地形数据库存储

的地形模型构建的虚拟视景称为合成视景。

3)增强视景系统(ＥＶＳ,ＥｎｈａｎｃｅｄＶｉｓｉｏｎＳｙｓ- ｔｅｍ)。传感器视景和合成视景的叠合称为增强视景

(ＥｎｈａｎｃｅｄＶｉｓｉｏｎ)。既有实时探测到的自然视景, 也有数据库生成的虚拟视景,两者匹配叠合,即利用

虚拟视景的深刻轮廓线去增强模糊视景,包括了

ＳｅｎｓｏｒＶＳ和ＳＶＳ两个系统,它们在恶劣的气象条件

下可以增强窗外视景的可见性[1]。

随着智能交通运输系统的发展与应用,视觉增

强技术在低能见度条件下的车辆安全辅助驾驶系统

中得到应用。如美国的Ｇａｌａｘｙ科技公司开发了由

有红外传感器、显示系统、无线通信系统、ＧＰＳ等组

成的驾驶员视觉增强装置用于烟雾条件下抢险车

辆。近年来由于成像雷达传感器相对于前视红外成

像传感器具有更好的云雾及恶劣天气穿透能力,国

外开始全力发展用于恶劣天气条件下视景增强雷达

系统,并且已取得了新的重大进展。美国波音公司

与Ｎａｖ3Ｄ联合在2002年开发了一套视觉增强系统

用于低能见度条件下军用直升飞机降落导航和军用

车辆的导航,系统由图像传感器、毫米波雷达、ＧＰＳ

等组成[2]。在视觉增强系统中图像处理技术是常

用的技术手段之一。

为探测雾天的能见度,开展了理论研究,提出了

一些实用方法。

文献[3]研究了基于车载摄像机的能见度检测

方法,用于驾驶安全预警。针对雾天下拍摄图像的

退化现象,文献[4]提出了一种景物影像清晰化的

方法,用移动模板对不同深度的场景进行分割,以对

模板中的区域进行块重叠直方图均化衡处理。根据

图像的灰度分布特性,求出天空区域灰度的最佳近

似正态分布,再由这个近似正态分布估计来得到分

割天空区域的灰度值分布范围,以增强景物细节

信息。

文献[5]则根据图像本身估计出图像退化的物

理过程来增强图像。在雾天能见度较差条件下,单

视觉传感器获取道路环境图像退化较为严重时,图

像增强的效果不一定理想,因此,基于多源信息融合

的图像增强得到广泛关注。美国国防高级研究计划

局负责实施的战略计算机计划中的几个主要示范系

统(如自主式地面战车,自动目标识别系统)都将多

种侦察仪器的图像信息融合技术作为重要的研究内

容;美国德克萨斯仪器公司研究将红外热图像和微

光图像融合,来提高夜战能力。

文献[6]分析了环境和气候等因素对毫米波雷

达和红外传感器性能的影响,获得了两类传感器的

环境及气候模型。在该基础上,提出了一种基于各

传感器性能模型的红外/毫米波复合自动生成算法。

文献[7]采用短波红外摄像机和长波红外摄像

机以及彩色摄像机构成多谱图像采集系统,针对多

源图像信息融合中图像信息匹配问题,提出了采用

几何参数修正的方法。

文献[8]采用车载摄像机、ＧＰＳ等构建了视觉

增强研究平台,研究雾天驾驶员视觉增强方法。

低照度视觉增强系统目前技术已非常成熟,其

产品已实用化,如林肯领航者汽车安装有“夜眼”

(ＮｉｇｈｔＥｙｅ)摄像机可在低照度条件下,在汽车处于

倒档时工作,即使在近乎黑暗的情况下也能提供车

后近距离内的细小影像。

视觉增强系统中第二种方法主要是除去挡风玻

璃上的雨水和霜、提高汽车前照灯的智能化等,达到

增强低能见度、低照度等不利条件下的驾驶员视觉

目的[9]。该方法目前很多技术处于实际运用与不

断更新阶段,例如:

智能雨刷系统,智能雨刷系统以发光二极管对

前挡风玻璃发出光束,当雨滴打在感应区的玻璃上

时,光束所反射的光线强度,会因玻璃上的雨量或湿

气含量而有所变化,改变雨刷的刷动频率;

或透过红外线电子雨量传感器感应雨量的多

寡,并随车速的变化自动调整雨刷速度,增进驾驶人

的驾驶方便性,让驾驶更有安全性。

准确判别前挡风玻璃面积雨量,是智能雨刷系

统的关键。针对现有雨量传感器检测前挡风玻璃面

积区域有限,文献[10]采用车载摄像机获取雨天中

前挡风玻璃面积序列图像,设定感兴趣区域,利用模

板匹配的方法对连续多帧图像进行雨滴识别,从而

获取精确雨量信息。

2.1.2视觉扩展(ＤｒｉｖｅｒＶｉｓｉｏｎＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ) 视觉扩展是对驾驶员视觉进行补偿,运用视觉

等传感器扩展驾驶员视野范围,如福特公司的Ｃａｍ-

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中国安全科学学报

ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ第18卷2008年

Ｃａｒ,采用多个微小的摄像机和3个可切换的视频显

示屏为驾驶员提供了前、后视线,方便停车时的操

作,提高在拥挤的交通中行驶的安全性。ＣａｍＣａｒ的

技术特点包括:

1)前向摄像机系统。装在汽车的两侧,提供绕

过障碍物的视野。覆盖角可达22°,在300ｍ的距离

上相当于116ｍ宽的视场。

2)增强的侧面视野。ＣａｍＣａｒ摄像机系统的

第二个部分由两台后向摄像机组成,这两台摄像机

不间断地提供相邻车道的后向视野。其覆盖范围比

传统的后视镜宽广得多。这样,驾驶员在换道前就

能对后面驶来的车辆加以监测。这种后向视野事实

上没有盲点。后向摄像机装在汽车侧面,和侧视镜

差不多。其镜头可以提供一个较广阔的视野,每侧

摄像机的覆盖角为49°。

3)车后全景视图。ＣａｍＣａｒ的后向视野是通过

精确设计安装在车后的4个微型摄像机得到加强。

4个摄像机呈扇形展开,以4个分开的图像,来捕获

车后一个很宽的区域内的路面情况。这些图像被送

入一个复杂的计算机程序中进行比较和叠加,然后

合成一个无缝的全景视图,总覆盖角可达

160°[11-12]。泊车辅助系统(ＰａｒｋｉｎｇＡｓｓｉｓｔａｎｃｅＳｙｓ-

ｔｅｍ)也是一种常见的视野扩展系统。在泊车辅助系

统中传感器探测前方、侧方、后方的盲点环境信息,

包括倒车时后方障碍信息,如相对位置、距离、大小

等,以图像显示或声音提示的方式提供给驾驶员。

2.1.3显示技术

道路环境图像显示和道路环境报警设备是驾驶

员和车辆间交互的接口,其设计应具有良好的人因

特性。目前车载的信息显示设备主要有两种:低头

显示器(ｈｅａｄ-ｄｏｗｎｄｉｓｐｌａｙ)和抬头显示器(ｈｅａｄ-ｕｐ

ｄｉｓｐｌａｙ)。

低头显示器主要应用在车载导航系统和多媒体

系统中,其设计与应用比较成熟。如福特公司的

ＣａｍＣａｒ的仪表板上设有3个视频显示屏,一个中心

显示屏和两个侧面附加显示屏。显示的图像可以根

据具体情况加以改变,以便为驾驶员提供最重要的

信息。

抬头显示器多用于汽车安全辅助驾驶显示系统

中,可便于驾驶员在汽车高速行驶时,快速浏览屏幕