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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明公开了具有全向碰撞感知和车内外三维场景重现的汽车黑匣子，包括：全向碰撞传感器、处理器模块、车外部多摄像头、车外部音频麦克风、车内部多摄像头、车内部麦克风，全向碰撞传感器实时检测车辆的加速度值，当数值超过设定阈值后触发碰撞预警，并将预警信号传递给处理器模块；处理器模块同时开启车外部多摄像头、车外部音频麦克风、车内部多摄像头和车内部麦克风对车内外的360度音视频信息进行采集，采集后的数据在处理器模块内进行图像拼接和三维建模，最终生成涵盖车内外音视频场景的三维视图。本发明可在外部振动的复杂行驶环境下准确检测全向的碰撞信息，并可通过视频数据三维融合技术，对事故发生时刻车内外的音视频数据进行三维建模。

主权项：1.一种具有全向碰撞感知和车内外三维场景重现的汽车黑匣子，其特征在于，包括：全向碰撞传感器1、处理器模块2、车外部多摄像头3、车外部音频麦克风4、车内部多摄像头5、车内部麦克风6、存储模块7、卫星定位模块8、通讯模块9和电源模块10；其中，所述全向碰撞传感器1实时检测车辆的加速度值，当数值超过设定阈值后触发碰撞预警，并将预警信号传递给处理器模块2；所述处理器模块2同时开启车外部多摄像头3、车外部音频麦克风4、车内部多摄像头5和车内部麦克风6对车内外的360度音视频信息进行采集，采集后的数据在处理器模块2内进行图像拼接和三维建模，最终生成涵盖车内外音视频场景的三维视图；所述存储模块7对音视频数据进行存储；所述卫星定位模块8进行实时定位；所述通讯模块9将发生事故时的数据传递到云端服务器；所述电源模块10为各个模块提供稳定的电能；采集后的数据在处理器模块2内进行图像拼接和三维建模，最终生成涵盖车内外音视频场景的三维视图，包括：车内和车外的图像三维融合按照右手坐标系，车辆的长度为Ycar轴，宽度方向为Xcar轴，垂直方向Zcar轴，且道路表面的ZV＝0，将车内外的摄像头采集到的图像平面投影到3D投影面上，根据车辆摄像头的光学原点，将3D投影曲面的PV坐标转换为相机坐标系的PC坐标，此坐标转换定义为：PC＝MV→C×PV；其中，MV→C是车辆坐标系中的变换矩阵，由车辆坐标的摄像头固定安装位置和角度确定；除了建立车内和车外三维场景，还需要建立车辆模型，具体地，根据相机安装位置的边界四边形，设计具有真实尺寸的虚拟三维影像车模型数据；在每个复合视图数据中设置虚拟三维图像车模型数据的透射率；在建立完车内和车外三维场景以及车辆模型后，还需要将车辆模型放入到车内和车外三维场景当中，这样才能构成完整的以车辆为中心的虚拟三维场景；将车辆模型放入到车内和车外三位场景中的具体过程如下：先根据车外摄像头在三维场景中投影的位置，确定车辆模型在三维场景中的中心坐标点；再将车辆模型按照比例确定其在三维场景中的外轮廓；结合中心坐标点和外轮廓尺寸后，即可实现车辆在三维场景中的投影；为了实现在任意视角位置进行音视频回放和展示，当车辆的摄像头在PC位置采集视图时，定义事件向量Vi为：该车辆采集图像的坐标记录了被摄对象的事件矢量Vi，根据车辆摄像头的内部参数进行计算；根据摄像头的角度、位置和缩放，虚拟视点应该在每个合成视图中固定；视点的位置、视点的方向和视场的范围是在变化前后进行插值计算；由此确定自由视角的位置和所展示的画面内容。

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