基于图像识别的汽车智能防盗防撞报警系统的探究

卢威等

摘 要：随着数字处理技术和嵌入式技术的发展与完善，芯片运算速度、集成度和数据吞吐性能逐步提高，以图像识别为依据的汽车智能防盗防撞系统逐渐被人们关注，得到了广泛的应用。为对该系统功效进行进一步了解，对基于图像识别的汽车智能防盗报警系统原理、设计和实现进行分析，以期为未来汽车防盗防撞报警系统的研究工作提供依据。

关键词：图像识别 汽车智能防盗报警系统 汽车智能防撞报警系统

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-048-02

随着我国经济不断的发展和人们生活水平不断的提高，私家车的数量越来越多，私家车的增多在给人们日常生活带来便利的同时，车辆的安全问题也逐渐显现出来，并为广大车主所重视。现在很多车主为了避免车辆丢失和受损，已经在汽车上安装了防盗防撞报警系统，但是在实际应用过程中因没有视频图像，遇到问题后仍不能有效的解决。以图像识别为基础的智能化汽车防盗与防撞报警系统的出现，使车辆安全工作迎来新的篇章，提供了更好的保障。

1 基于图像识别的汽车智能防盗报警系统

以图像识别为基础的汽车智能防盗报警系统的工作原理是基于GSM/GPS模块为主的传输和定位模块，通过传感器对汽车进行实时监测，并将监测到的信息传输至信息中心进行分析处理。当车主离开汽车时，门禁系统和防盗监测装置同时启动，如果汽车出现异常情况，系统会加速，传感器感应到异常情况后会将信息发送至系统CPU，CPU会根据两个加速度传感器的多路加速度信息状况，通过系统设定的分析、处理和分类方法生成多种类型报警信息，同时CPU控制的图像模块也会发出短信息进行报警。这种以图像识别为依据的汽车智能防盗报警系统最大的优势是能利用无线通讯增值业务，不受各种干扰便能实现人车互动，实现车辆远距离的监控、定位、远距离语音呼叫、自动报警功能。不仅能减少传统报警系统看不到、听不到、监控范围受限制问题，也能解决噪音影响而使车主无法收到报警信号问题。

1.1 防盗报警系统结构设计

以图像识别为主的汽车智能防盗报警系统是由主控部分、定位追踪、无线报警和遥控系统四部分组成的。

（1）主控部分。

防盗报警系统的主控部分，选用的是八位单片机中第一个真正指令集单片机，其性价比较好、功能性强，有128KFlash、两个十六位定时器、两个八位定时器、自带SPI、TWI通信接口、串行接口、实时时钟、模拟比较器和片内系统时钟。

（2）定位追踪。

本防盗报警系统的追踪模块是基于GSM/GPS而设计的新型芯片，其体积小、接口简单、可靠性好，可同时接收至少20个卫星发来的信息，实现车辆定位。

（3）无线报警。

无线报警模块选择过程中，需要选择性价比较高的无线模块，最好选择集射频集中、射频电路和基带为一体的模块，这样可以方便与PC机、单片机连机通讯，以便及时将标准的数据、短信息、传真信息传送至用户安全中心，便于车主采取有效策略解决问题。

（4）遥控系统。

本防盗报警系统选用的条码编码器是专门定制的无匙门禁系统，与以往的设计相比，模块体积相对较小、工作效率高且节能。汽车应用过程中，其主要应用在汽车开门器中无匙门禁系统的编码器部分集成发送器中，受车主支配。但在使用这类编解码器芯片时应该注意的是芯片的编码长度时受限制的，其码形格式可能处于不变状态，以免出现误操作。

1.2 防盗报警系统的实现

防盗报警系统软件实现部分是用C语言来编写、模块化结构编制的，系统插电后， I/O口、GSM模块、GPS模块和定时器会先进行初始化，待进入主程序之后进行主程序检测，看程序是否能为汽车安全布防和解防。无问题后进行布防，布防中单片机会自动对检测器发送来的信息进行分析，并做出准确的判断。当汽车有异常状况时，保护器会以图像的和短信的形式直接向车主发送当前汽车状态，车主受到信息后可及时对汽车进行设防或解防操作，也可以通过短信对汽车油路和电源进行控制，以减少不安全因素。

2 基于图像识别的汽车智能防撞报警系统

基于图像识别为基础的汽车智能防撞报警系统工作原理是以单目视觉测距为依据，利用高像素的相机测量前方道路状况，并通过计算机处理和道路集合模型算法对前方车辆距离进行计算，最后将计算结果结果传送给车主，车主根据实际情况进行相应处理。这种防撞系统具有实用性高、性价比高、路面反应快速等优势，适合现代化汽车防盗防撞使用。

2.1 汽车防撞报警系统的结构设计

汽车防撞系统设计过程中，首先需要用摄像机来收集一些图像进行相应处理，根据二值图阈值判定障碍物，再利用几何模型匹配测距模型与采集道路图像特征，并将模型参数代入测距模型中，最终计算出车与车之间的距离。

2.2 汽车防撞报警系统的实现

汽车防撞报警系统实现过程中可能会遇到一些问题，需要对相应问题进行如下分析，使汽车防撞报警系统更好的发挥其作用。

（1）合理对摄像机进行标定。

基于图像识别的汽车智能防盗防撞报警系统使用过程中，会利用摄像机进行拍摄和标定具体位置，以便于利用坐标计算出目标。合理确定摄像标定，利用位于图像道路边缘平行线产生的消隐点与障碍物和自身垂影关系对摄像机进行标定十分重要。摄像机定标是在视觉三维领域内，通过获取摄像机内外参数，以图像的形式展现在计算机上并利用三维图像信息分析和推断目标坐标，实现目标坐标计算。因摄像机在道路中应用，拍摄出来的图像呈平行状态，而根据摄影知识可知相同空间内的两条平行线在平面图像中相互交接的点是消隐点。这种情况下，在对汽车防撞报警系统进行设计时，应找到不附加任何其他条件且能与消隐点正交平行，实现数码相机自定标的方法。

（2）正确选择芯片。

以图像识别为基础的汽车智能防撞报警系统除了需用摄像机进行定位处理外，还需要将拍摄到的内容传传送到安全中心中进行数据处理和多机通讯。为此应该结合汽车实际情况，选择合适的芯片。选择芯片时：1）满足汽车防撞报警系统视频处理实时性需求，能在汽车出现危险状况前实现视频图像处理与控制命令操作。因此，智能汽车防撞系统处理器的芯片必须有视频图像实时处理功能；2）以图像识别为主的汽车智能防撞报警系统的处理器相对较高，在硬件电路设计过程中可能出现不同高速信号线之间电磁干扰问题。因此，选择芯片时芯片最好能最大限度的集成多功能设备接口，以达到简化电路设计作用；3）选择的芯片必须有较强的视频图像存储需求能力，视频图像一般数据量较大，一帧720*480标准视频图像，如果采用YCbCr4：2：2存储格式，其图片的数据量则为675KB，每秒未压缩的数据量都可能达到16.5MB。为了确保防撞系统功能优势的发挥，所选择的芯片必须能满足存储器高速、大容量需求。

3 结束语

综上所述，基于图像识别的汽车智能防盗防撞报警系统，将防盗和防撞两个系统综合起来，在对异常情况进行定位的同时，也能通过无线传输和摄像头拍摄，将车内异常状况以图像或短信形式发送至安全中心，为车主设防或解防提供依据，最大限度的降低车主损失。随着科学技术不断的发展，汽车智能防盗防撞报警系统将会更好满足人们实际需求。

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