一種智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置，包括傳感器單元：四個廣角攝像頭和超聲波測距傳感器；信號處理單元：環(huán)視圖生成模塊、泊車位檢測模塊；人機接口單元：輸出模塊用以顯示環(huán)視圖和檢測到的庫位、輸入模塊用以接受駕駛員輸入的各種指令。其中，泊車位檢測模塊包括庫位線檢測子模塊、障礙車檢測子模塊和泊車位輸出子模塊。本發(fā)明還公開一種智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測方法。本發(fā)明采用低成本傳感器方案，通過融合超聲波測距傳感器得到的距離值與攝像頭采集到的圖像信息，提高了泊車位檢測的正確率和精度，而且在地面存在庫位線和存在障礙車的多種情況下都能有效檢測到泊車位。
【專利說明】一種智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車【技術領域】，涉及駕駛輔助系統(tǒng)，尤其涉及到智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隨著汽車保有量的增大，停車位日益緊張，停車難這一問題變得更加嚴重。對于沒有經(jīng)驗的新手而言，把車輛安全地停入泊車位非常困難；即使對于有經(jīng)驗的駕駛員來講，把車輛停入狹小的泊車位也并不是一件容易的事情。開發(fā)智能泊車系統(tǒng)，有利于保證泊車過程的安全性，同時提高泊車過程的舒適性和便捷性。
[0003]智能泊車系統(tǒng)一般包括以下幾個模塊:泊車位檢測模塊、路徑規(guī)劃模塊、跟蹤模塊、執(zhí)行模塊和人機接口模塊。泊車位檢測模塊是智能泊車系統(tǒng)的基礎，很大程度上影響著整個泊車系統(tǒng)的性能。
[0004]目前，智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測方法主要包括以下三種:1.利用超聲波測距傳感器進行泊車位檢測。由于車輛前端或后端存在圓角，受超聲波測距傳感器本身特性的局限，在前后端圓角處存在接收不到回波的現(xiàn)象，這將造成檢測到的泊車位比實際偏大；此夕卜，這種方法也不適用于地面存在庫位線但沒有前后障礙車的情況，如停車場等。大眾汽車的泊車輔助系利用安裝在保險杠兩側(cè)的超聲傳感器，在車輛行駛時對車輛兩側(cè)進行掃描，進而檢測泊車位。該系統(tǒng)在大眾旗下途觀、邁騰、CC等車型上均有搭載。2.利用激光雷達進行泊車位檢測，其優(yōu)點在于檢測精度高，但是激光雷達的成本高昂。本田技研工業(yè)株式會社申請的專利CN10187849利用雷達裝置以規(guī)定的時間間隔發(fā)送電磁波，根據(jù)反射波的接收結(jié)果檢測電磁波在物體上反射的反射點，并根據(jù)預先存儲的自車的車身尺寸數(shù)據(jù)和反射點的排列判斷泊車空間的有無。3.利用機器視覺技術進行泊車位檢測，其難點在于圖像易受到陰影、光照等環(huán)境條件的影響。王旭東在“基于環(huán)視的自動泊車方法研究與系統(tǒng)設計”中提出了基于Radon變換的亮點特征檢測泊車位以及基于興趣窗口提取空泊車位的方法。以上方案各有優(yōu)點，不過仍然存在不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置及方法，在地面存在庫位線和存在障礙車的多種情況下都能有效檢測到泊車位。
[0006]為達到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是:
[0007]—種智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置，包括:傳感器單元:位于車輛車身上的攝像頭和測距傳感器；信號處理單元:環(huán)視圖生成模塊、泊車位檢測模塊；人機接口:輸出模塊用以顯示環(huán)視圖和檢測到的庫位，輸入模塊用以接受駕駛員輸入的各種指令。
[0008]所述泊車位檢測模塊包括泊車位線檢測子模塊、障礙車檢測子模塊、泊車位輸出子模塊；泊車位線檢測子模塊利用地面泊車位線檢測泊車位；障礙車檢測子模塊利用障礙車檢測泊車位；泊車位輸出子模塊根據(jù)泊車位線檢測子模塊和障礙車檢測子模塊的檢測結(jié)果，最終確定出泊車位。
[0009]所述傳感器單元包括位于車輛前側(cè)、后側(cè)、左側(cè)、右側(cè)的四個廣角攝像頭和位于車輛兩側(cè)的超聲波測距傳感器。
[0010]所述四個攝像頭的安裝位置應保證四個攝像頭采集到的圖片覆蓋到車輛四周360度區(qū)域，而且相鄰兩攝像頭采集到的圖片有重疊區(qū)域。
[0011]所述人機接口輸出模塊將檢測到的泊車位疊加顯示在環(huán)視圖上，如果檢測到的泊車位不正確或者不符合駕駛員的意愿，駕駛員可以通過輸入模塊調(diào)整泊車位的位置和(或)方向，在駕駛員改變泊車位的位置和(或)方向后，將新的泊車位四個角點坐標輸出到智能泊車系統(tǒng)的路徑規(guī)劃模塊。
[0012]所述的智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置中的泊車位線檢測子模塊確定泊車位的方法，包括如下步驟:(I)圖像預處理；(2)從環(huán)視圖中提取直線；(3)對直線進行后處理，以保留地面泊車位線對應的線段，刪除其他雜亂線段；(4)得到矩形泊車位。
[0013]所述的智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置中的障礙車檢測子模塊確定泊車位的方法:根據(jù)障礙車的前后端輪廓的位置來確定泊車位。
[0014]第一輛障礙車前端輪廓在全局坐標系中的位置采用以下方法確定:(I)利用超聲波測距傳感器得到的距離值和車輛位姿信息，擬合出對應于障礙車側(cè)面輪廓的一條直線；
(2)當超聲波測距傳感器的距離值發(fā)生正跳變時，存儲這一時刻的環(huán)視圖；(3)在環(huán)視圖中設定感興趣區(qū)域(R0I)，使障礙車前端輪廓位于感興趣區(qū)域內(nèi)；(4)對所述感興趣區(qū)域圖像灰度化，做邊緣檢測，得到障礙車前端輪廓向前最凸出點(最前點)的坐標；(5)由最前點向擬合出的直線作垂線，確定出障礙車前端輪廓在全局坐標系中的位置；
[0015]若存在兩輛障礙車，則第二輛障礙車后端輪廓在全局坐標系中的位置采用以下方法確定:(6)利用超聲波測距傳感器得到的距離值和車輛位姿信息，擬合出對應于障礙車側(cè)面輪廓的一條直線；(2)當超聲波測距傳感器的距離值發(fā)生負跳變時，存儲這一時刻的環(huán)視圖；(3)在環(huán)視圖中設定感興趣區(qū)域，使障礙車后端輪廓位于感興趣區(qū)域內(nèi)；(4)對所述感興趣區(qū)域圖像灰度化，做邊緣檢測，得到障礙車前端輪廓向后最凸出點即最后點的坐標；(5)由最后點向擬合出的直線作垂線，確定出障礙車后端輪廓在全局坐標系中的位置。
[0016]由于采用了上述技術方案，本發(fā)明具有以下有益效果:采用低成本傳感器方案，通過融合超聲波測距傳感器得到的距離值與攝像頭采集到的圖像信息，提高了泊車位檢測的正確率和精度，而且在地面存在庫位線和存在障礙車的多種情況下都能有效檢測到泊車位。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置功能模塊示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測方法的流程圖。
[0019]圖3是本發(fā)明實施例中傳感器在車輛上的布置方案。
[0020]圖4是本發(fā)明實施例中拼接生成的一張環(huán)視圖。
[0021]圖5是本發(fā)明的泊車位線檢測子模塊的算法流程圖。
[0022]圖6是本發(fā)明實施例中直線后處理方法的流程圖。
[0023]圖7是本發(fā)明障礙車檢測子模塊的算法流程圖。[0024]圖8為本發(fā)明中全局坐標系和車輛坐標系的示意圖。
[0025]圖9是本發(fā)明第一輛障礙車前端輪廓確定方法的流程圖。
[0026]圖10是本發(fā)明實施例中第一輛障礙車前端輪廓確定方法示意圖。
[0027]圖11是本發(fā)明實施例中將檢測到的泊車位在環(huán)視圖中疊加顯示的效果圖。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0029]請參閱圖1和圖2。
[0030]1、傳感器單元:
[0031]傳感器單元包括:位于車輛前側(cè)、后側(cè)、左側(cè)、右側(cè)的四個廣角攝像頭和位于車輛兩側(cè)的超聲波測距傳感器。其中，四個攝像頭的安裝位置應保證四個攝像頭采集到的圖片覆蓋到車輛四周360度區(qū)域，而且相鄰兩攝像頭采集到的圖片有重疊區(qū)域。超聲波測距傳感器可以是左、右側(cè)各布置一個，也可以是左、右側(cè)分別布置多個。在實施例1中，將前攝像頭布置在車輛前方格柵處，左右攝像頭布置在左右后視鏡處，后攝像頭布置在車輛后背門上；在左右后視鏡處分別安裝一個超聲波測距傳感器。傳感器在車輛上的布置方案如圖3所示。
[0032]2、環(huán)視圖生成模塊
[0033](I)矯正畸變
[0034]為了獲得較大的視野范圍，本發(fā)明中位于車身四周的四個攝像頭使用魚眼廣角攝像頭。魚眼攝像頭采集到的圖像存在著較大的畸變，首先需要對其進行校正畸變。
[0035]在實施例2中，只考慮攝像機的徑向畸變和切向畸變，根據(jù)標定得到的攝像機畸變參數(shù)，利用下式對四個攝像頭采集到的圖像分別進行校正畸變:
【權(quán)利要求】
1.一種智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置，其特征在于:包括:傳感器單元:位于車輛車身上的攝像頭和測距傳感器；信號處理單元:環(huán)視圖生成模塊、泊車位檢測模塊；人機接口:輸出模塊用以顯示環(huán)視圖和檢測到的庫位，輸入模塊用以接受駕駛員輸入的各種指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置，其特征在于:所述泊車位檢測模塊包括泊車位線檢測子模塊、障礙車檢測子模塊、泊車位輸出子模塊；泊車位線檢測子模塊利用地面泊車位線檢測泊車位；障礙車檢測子模塊利用障礙車檢測泊車位；泊車位輸出子模塊根據(jù)泊車位線檢測子模塊和障礙車檢測子模塊的檢測結(jié)果，最終確定出泊車位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置，其特征在于:所述傳感器單元包括位于車輛前側(cè)、后側(cè)、左側(cè)、右側(cè)的四個廣角攝像頭和位于車輛兩側(cè)的超聲波測距傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置，其特征在于:所述四個攝像頭的安裝位置應保證四個攝像頭采集到的圖片覆蓋到車輛四周360度區(qū)域，而且相鄰兩攝像頭采集到的圖片有重疊區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置，其特征在于:所述人機接口輸出模塊將檢測到的泊車位疊加顯示在環(huán)視圖上，如果檢測到的泊車位不正確或者不符合駕駛員的意愿，駕駛員可以通過輸入模塊調(diào)整泊車位的位置和或方向，在駕駛員改變泊車位的位置和或方向后，將新的泊車位四個角點坐標輸出到智能泊車系統(tǒng)的路徑規(guī)劃模塊。
6.權(quán)利要求1所述的智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置中的泊車位線檢測子模塊確定泊車位的方法，其特征在于:包括如下步驟:(1)圖像預處理；(2)從環(huán)視圖中提取直線；(3)對直線進行后處理，以保留地面泊車位線對應的線段，刪除其他雜亂線段；(4)得到矩形泊車位。
7.權(quán)利要求1所述的智能泊車系統(tǒng)的泊車位檢測裝置中的障礙車檢測子模塊確定泊車位的方法，其特征在于:根據(jù)障礙車的前后端輪廓的位置來確定泊車位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法:其特征在于:第一輛障礙車前端輪廓在全局坐標系中的位置采用以下方法確定:(1)利用超聲波測距傳感器得到的距離值和車輛位姿信息，擬合出對應于障礙車側(cè)面輪廓的一條直線；(2)當超聲波測距傳感器的距離值發(fā)生正跳變時，存儲這一時刻的環(huán)視圖；(3)在環(huán)視圖中設定感興趣區(qū)域，使障礙車如端輪廊位于感興趣區(qū)域內(nèi)；(4)對所述感興趣區(qū)域圖像灰度化，做邊緣檢測，得到障礙車前端輪廓向前最凸出點即最前點的坐標；(5)由最前點向擬合出的直線作垂線，確定出障礙車前端輪廓在全局坐標系中的位置； 若存在兩輛障礙車，則第二輛障礙車后端輪廓在全局坐標系中的位置采用以下方法確定:(6)利用超聲波測距傳感器得到的距離值和車輛位姿信息，擬合出對應于障礙車側(cè)面輪廓的一條直線；(7)當超聲波測距傳感器的距離值發(fā)生負跳變時，存儲這一時刻的環(huán)視圖；(8)在環(huán)視圖中設定感興趣區(qū)域，使障礙車后端輪廓位于感興趣區(qū)域內(nèi)；(9)對所述感興趣區(qū)域圖像灰度化，做邊緣檢測，得到障礙車前端輪廓向后最凸出點即最后點的坐標；(10)由最后點向擬合出的直線作垂線，確定出障礙車后端輪廓在全局坐標系中的位置。
【文檔編號】B60R16/02GK103600707SQ201310545995
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】陳慧, 范夢陽 申請人:同濟大學