一種車載視覺感知的信息安全系統及方法技術方案

一種車載視覺感知的信息安全系統，包括車載攝像頭、攝像頭自適應調節裝置、感知處理器和預警裝置，所述車載攝像頭包括攝像頭補光燈，用于在道路環境光線較弱時進行補光；攝像頭鏡頭；角度調節限位機構，用于限定攝像頭自適應位置調節范圍；以及鍵槽機構，用于連接所述攝像頭自適應調節裝置。本發明專利技術還公開了一種車載視覺感知的信息安全系統的使用方法，包括以下步驟：步驟1：通過車載攝像頭獲取道路環境信息；步驟2：判斷是否存在環境干擾以及干擾是否為人為攻擊；步驟3：當存在環境干擾或者人為攻擊時，進行圖像增強操作。

Information security system and method for vehicle vision perception

The information security system of a vehicle visual perception, including camera, camera adaptive adjusting device, perception processor and warning device, the camera comprises a camera light, used to fill in the road when the light is weak; camera lens; angle adjusting limiting mechanism, for defining the camera adaptive position adjustment range; and the key mechanism and for connecting the camera adaptive adjusting device. The invention also discloses a method of information security system of a vehicle visual perception, which comprises the following steps: Step 1: acquisition of road environment information through the on-board camera; step 2: determine whether the environmental interference and the interference is attacked; step 3: when there are environmental or human disturbance attack, image enhancement operation.

【技術實現步驟摘要】
一種車載視覺感知的信息安全系統及方法
本專利技術涉及車載傳感器環境感知安全
，適用于載有視覺傳感器的車輛，具體涉及一種車載視覺感知的信息安全系統及方法。
技術介紹
隨著信息技術的不斷發展，傳統車輛已經難以滿足人們安全以及舒適的方面的需求，車輛的智能化已經成為社會的研究熱點。近年來，各種智能駕駛系統逐漸發展起來，智能駕駛系統融合了各個方面的前沿科技，包括環境感知、智能控制等。其中環境感知中系統中的視覺傳感器在車道線識別、行人檢測、交通標志識別等智能駕駛及半智能駕駛系統中得到廣泛應用。在現階段的智能車輛的研究過程中，車輛的信息安全一直缺乏關注，尤其是車載傳感器的視覺系統更缺乏安全角度的考慮。智能車輛在行駛的過程中應用機器視覺系統進行車道線識別、行人檢測、交通標志識別等過程中很容易受到周圍環境的干擾特別是一些惡意的攻擊，如人為的強光照射攝像頭等惡意干擾視覺信息源的攻擊。此外，視覺感知系統很容易受到雨水、灰塵等自然因素干擾，因此，在智能駕駛以及輔助駕駛的過程中車載傳感器存在一定的安全隱患。針對環境中光照等因素對車載攝像頭采集得到的視頻圖像質量的影響，現階段也存在有一些算法用于解決此類問題。色彩空間轉換法只能適用于光照微小變化的圖像，直方圖均衡化法對于光照強烈的圖像不適用，而γ校正法不能處理暗光和強光并存的視頻圖像。
技術實現思路
為解決以上問題，本專利技術提出了一種車載視覺感知的信息安全系統。該系統主要包括有車載視覺感知攝像頭、攝像頭自適應調節裝置、視覺感知處理器、視覺預警裝置，此外還包括有一種自適應圖像增強方法。一種車載視覺感知的信息安全系統，包括車載攝像頭、攝像頭自適應調節裝置、感知處理器和預警裝置，所述車載攝像頭包括攝像頭補光燈，用于在道路環境光線較弱時進行補光；攝像頭鏡頭；角度調節限位機構，用于限定攝像頭自適應位置調節范圍；以及鍵槽機構，用于連接所述攝像頭自適應調節裝置。所述車載攝像頭為密閉式結構，具有防水功能。所述攝像頭自適應調節裝置包括：攝像頭位置調節限位凸起機構、連接鍵、驅動電機；所述位置調節限位凸起機構與所述角度調節限位機構共同用于限定攝像頭自適應位置調節范圍；所述連接鍵用于與所述鍵槽機構配合，所述驅動電機輸出端與所述連接鍵連接。所述角度調節限位機構和位置調節限位凸起機構均為弧形凸起結構。所述預警裝置為語音播報裝置。一種保護車載視覺感知信息安全的方法，包括以下步驟：步驟1：通過車載攝像頭獲取道路環境信息，車載攝像頭與攝像頭自適應調節裝置通過鍵連接，其中，車載攝像頭在攝像頭自適應調節裝置中可旋轉至三個不同位置，在每一個位置處對應的圖像處理算法都經過實驗標定；步驟2：判斷是否存在環境干擾以及干擾是否為人為攻擊；步驟3：當存在環境干擾或者人為攻擊時，進行圖像增強操作；當干擾為人為攻擊時，通過攝像頭自適應調節裝置調節車載攝像頭的位置以避開人為攻擊，同時通過所述預警裝置發出預警。其中，所述步驟2的判斷方法具體為：對車載攝像頭采集的視頻圖像進行卷積處理，得到各區域的卷積值，處理公式為p＝I*G，上式中，G為卷積核，I為卷積核系數，p為卷積值；判斷，若相鄰的兩區域差值大于設定的閾值時，即可認為此處存在光源干擾，進一步的若干擾區域大于設定數量以上時，則認為存在有人為惡意攻擊。所述步驟3的圖像增強的具體步驟為：1)首先在獲取到視頻的一幀圖像信息后，進行圖像的灰度化，2)將灰度化后的圖像進行自適應圖像增強，主要包括對數變換和非線性圖像增強；2a：對數變換采用如下壓縮公式：I1(x,y)＝ln(e+I0(x,y))上式中I0(x,y)為車載攝像頭采集到的原始圖像的灰度值，I1(x,y)為變換后的圖像灰度值，變換后并將此值乘以比例系數k，從而使像素的灰度值分布在正常的圖像灰度范圍內；2b：采用非線性圖像增強對車載攝像頭獲取得到的圖像中較亮信息進行抑制，具體的應用公式如下：上式中I2(x,y)為非線性增強后圖像的灰度值，m為非線性變換參數，具體的計算表達式如下：為車載攝像頭獲取得到的每一幀圖像的平均灰度值，a為調整系數，需要根據實際的實驗標定，k(I)為非線性分級，分為兩級，具體的表達式如下：上式中，b、c為抑制基準，需要根據實際的實驗結果標定得到；2c：對圖像的對數變換和非線性變換的綜合，綜合的表達式如下：I(x,y)＝β*I1(x,y)+(1-β)*I2(x,y)式中的β為綜合系數，β的范圍在0與1之間，β的選取根據車載攝像頭采集的圖像信息而定；3)將自適應圖像增強后的圖像進行輸出，進一步的對輸出的圖像進行必要的圖像處理。所述三個不同位置分別為攝像頭與水平線夾角為45°、60°和30°。所述的b＝8，c＝9，β＝0.4。本專利技術的優點在于：(1)本專利技術一種車載視覺感知的信息安全系統，提出車輛智能化信息安全相關概念，針對視覺傳感器信息安全專利技術了一套視覺傳感器信息安全系統，當智能車輛視覺感知傳感器在存在有人為的惡意攻擊或自然環境干擾時，可對干擾信息做出判斷，并采取自適應保護及預警措施，極大的保護了智能車輛視覺傳感器，從而保證了獲取的視覺信息穩定可靠。(2)本專利技術一種車載視覺感知的信息安全系統，提出了一種視覺傳感器自適應保護裝置，針對不同光線對攝像頭照射時攝像頭可自適應調整角度，從而保證了獲取的圖像信息不受外界干擾信息的影響，同時保護了視覺傳感器。(3)本專利技術一種車載視覺感知的信息安全系統，提出了一種新的圖像光照增強算法，可對惡意攻擊或干擾圖像信息作出判斷，能及時自我修復并作出預警，極大的保護了智能車輛的行駛安全。附圖說明圖1為本專利技術一種車載視覺感知的信息安全系統專利技術流程圖。圖2為本專利技術一種車載視覺感知的信息安全系統攝像頭結構示意圖。圖3為本專利技術一種車載視覺感知的信息安全系統攝像頭自適應調節裝置示意圖。圖4是本專利技術一種車載視覺感知的信息安全系統車載圖像信息增強流程圖。具體實施方式下面將結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。一種車載視覺感知的信息安全系統，主要包括有車載視覺感知攝像頭、攝像頭自適應調節裝置、視覺感知處理器、視覺預警裝置，此外還包括有一種自適應圖像增強方法。所述的車載視覺感知攝像頭如圖2所示，具有較強的密封性以及防水功能，主要包括有攝像頭補光燈21、攝像頭鏡頭22、角度調節限位機構23以及鍵槽機構24。攝像頭補光燈21在道路環境光線較弱時可以進行補光，角度調節限位機構23用于限定攝像頭自適應位置調節范圍，鍵槽機構24用于連接車載攝像頭與攝像頭自適應調節裝置驅動電機。所述的攝像頭自適應調節裝置如圖3所示，主要包括有攝像頭位置調節限位凸起機構31、連接鍵32、驅動電機33。位置調節限位凸起機構31與車載攝像頭中角度調節限位機構23共同用于限定攝像頭自適應位置調節范圍，連接鍵32用于連接車載攝像頭和攝像頭自適應位置驅動電機，驅動電機33用于驅動攝像頭旋轉，從而達到控制攝像頭自適應旋轉的目的。本專利技術的流程圖如圖1所示，具體包括：步驟1：通過車載攝像頭獲取道路環境信息，車載攝像頭與車載攝像頭自適應調節機構通過鍵連接，車載攝像頭在自適應調節機構中可旋轉至三個不同位置，在每一個位置處對應的圖像處理算法都經過實驗標定，從而保證了后期視頻圖像信息處理的精準有效。步驟2：判斷是否存在環境干擾以及干擾是否為人為攻擊。環本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種車載視覺感知的信息安全系統，包括車載攝像頭、攝像頭自適應調節裝置、感知處理器和預警裝置；其特征在于，所述車載攝像頭包括攝像頭補光燈(21)，用于在道路環境光線較弱時進行補光；攝像頭鏡頭(22)；角度調節限位機構(23)，用于限定攝像頭自適應位置調節范圍；以及鍵槽機構(24)，用于連接所述攝像頭自適應調節裝置。

【技術特征摘要】
1.一種車載視覺感知的信息安全系統，包括車載攝像頭、攝像頭自適應調節裝置、感知處理器和預警裝置；其特征在于，所述車載攝像頭包括攝像頭補光燈(21)，用于在道路環境光線較弱時進行補光；攝像頭鏡頭(22)；角度調節限位機構(23)，用于限定攝像頭自適應位置調節范圍；以及鍵槽機構(24)，用于連接所述攝像頭自適應調節裝置。2.根據權利要求1所述的信息安全系統，其特征在于，所述車載攝像頭為密閉式結構，具有防水功能。3.根據權利要求1所述的信息安全系統，其特征在于，所述攝像頭自適應調節裝置包括：攝像頭位置調節限位凸起機構(31)、連接鍵(32)、驅動電機(33)；所述位置調節限位凸起機構(31)與所述角度調節限位機構(23)共同用于限定攝像頭自適應位置調節范圍；所述連接鍵(32)用于與所述鍵槽機構(24)配合，所述驅動電機(33)輸出端與所述連接鍵(32)連接。4.根據權利要求3所述的信息安全系統，其特征在于，所述角度調節限位機構和位置調節限位凸起機構均為弧形凸起結構。5.根據權利要求1所述的信息安全系統，其特征在于，所述預警裝置為語音播報裝置。6.一種保護車載視覺感知信息安全的方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：通過車載攝像頭獲取道路環境信息，車載攝像頭與攝像頭自適應調節裝置通過鍵連接，其中，車載攝像頭在攝像頭自適應調節裝置中可旋轉至三個不同位置，在每一個位置處對應的圖像處理算法都經過實驗標定；步驟2：判斷是否存在環境干擾以及干擾是否為人為攻擊；步驟3：當存在環境干擾或者人為攻擊時，進行圖像增強操作；當干擾為人為攻擊時，通過攝像頭自適應調節裝置調節車載攝像頭的位置以避開人為攻擊，同時通過所述預警裝置發出預警。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟2的判斷方法具體為：對車載攝像頭采集的視頻圖像進行卷積處理，得到各區域的卷積值，處理公式為p＝I*G，上式中，G為卷積核，I為卷積核系數，p為卷積值；判斷，若相鄰的兩區域差值大于設定的閾...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王云鵬，余貴珍，王章宇，李明，馬亞龍，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：北京,11