一種狹小垂直車位場(chǎng)景智能識(shí)別與泊車路徑規(guī)劃系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域，尤其是一種狹小垂直車位場(chǎng)景智能識(shí)別與泊車路徑規(guī)劃系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車擁有量不斷增加，可利用的泊車空間越來越少，停車場(chǎng)泊車位越來越緊湊，導(dǎo)致汽車尋庫時(shí)檢測(cè)到的垂直車位小于系統(tǒng)預(yù)設(shè)寬度，而此車位寬度足夠本車進(jìn)入但系統(tǒng)視為無效車位的問題，此外汽車在進(jìn)入車位后又面臨空間過小駕駛員不方便下車甚至兩側(cè)車輛均受影響的問題。
[0003]現(xiàn)有自動(dòng)泊車系統(tǒng)在垂直泊車時(shí)，當(dāng)探測(cè)到車位寬度小于系統(tǒng)預(yù)設(shè)寬度(通常系統(tǒng)預(yù)設(shè)寬度為大于車身寬度80cm左右)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)放棄該車位。但在實(shí)際泊車過程中時(shí)，當(dāng)遇到車位狹小但足夠汽車進(jìn)入時(shí)，可通過判別兩側(cè)車位中已停放車輛的車身朝向來此決策本車以哪種朝向進(jìn)入車位并進(jìn)行合理的庫內(nèi)調(diào)整以方便駕駛員開啟車門，所以此時(shí)該狹窄車位仍存在可利用的可能性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種狹小垂直車位場(chǎng)景智能識(shí)別與泊車路徑規(guī)劃系統(tǒng)及方法，以利于提高停車場(chǎng)的空間利用率和駕駛員泊車完成后下車的便利性。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0006]一種狹小垂直車位場(chǎng)景智能識(shí)別與泊車路徑規(guī)劃系統(tǒng)，包括信息采集模塊、信息處理模塊、路徑規(guī)劃模塊、單片機(jī)MCU、電源模塊；所述信息采集模塊連接信息處理模塊，所述信息處理模塊和路徑規(guī)劃模塊均與單片機(jī)MCU連接，所述電源模塊均與信息采集模塊、信息處理模塊、單片機(jī)MCU和路徑規(guī)劃模塊相連；
[0007]所述電源模塊用于提供電源；
[0008]所述信息采集模塊包括超聲波傳感器和高清攝像頭，所述超聲波傳感器用于在線采集本車與側(cè)方車位內(nèi)已停車輛的距離和側(cè)方車位的寬度，所述高清攝像頭用于采集側(cè)方車位中已停放車輛的圖像；
[0009]所述信息處理模塊包括數(shù)據(jù)處理單元和視頻圖像處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元用于實(shí)時(shí)處理超聲波傳感器采集到的距離信息；所述視頻圖像處理單元用于對(duì)高清攝像頭采集的圖像信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并得出側(cè)方已停放車輛的朝向；所述信息處理模塊將處理結(jié)果反饋給單片機(jī)MCU ；
[0010]所述路徑規(guī)劃模塊用于根據(jù)預(yù)設(shè)的泊車位場(chǎng)景規(guī)劃泊車入庫路徑，并制定相應(yīng)場(chǎng)景下的庫內(nèi)車身位置調(diào)整路徑，所述路徑規(guī)劃模塊可與單片機(jī)MCU進(jìn)行通訊；
[0011]所述單片機(jī)MCU用于將信息處理模塊所反饋的處理結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，判斷泊車位場(chǎng)景，并調(diào)用路徑規(guī)劃模塊來確定泊車入庫路徑和庫內(nèi)車身位置調(diào)整路徑。
[0012]進(jìn)一步的，所述超聲波傳感器為兩個(gè)，且分別安裝在汽車車身兩側(cè)的前排車門的中間位置；所述高清攝像頭為兩個(gè)，且分別安裝在汽車左、右兩側(cè)后視鏡下方。
[0013]一種狹小垂直車位場(chǎng)景智能識(shí)別與泊車路徑規(guī)劃方法，包括以下步驟:
[0014](I)啟動(dòng)電源模塊，信息采集模塊中的超聲波傳感器在線實(shí)時(shí)探測(cè)本車與側(cè)方車位內(nèi)已停車輛的距離和側(cè)方車位的寬度，高清攝像頭實(shí)時(shí)拍攝側(cè)方車位中已停放車輛的圖像；
[0015](2)信息處理模塊中的數(shù)據(jù)處理單元處理本車與側(cè)方車位內(nèi)已停車輛的距離和側(cè)方車位的寬度信息，視頻圖像處理單元處理高清攝像頭實(shí)時(shí)拍攝側(cè)方車位中已停放車輛的圖像，并將結(jié)果傳送至單片機(jī)MCU ;
[0016](3)單片機(jī)MCU根據(jù)信息的同時(shí)性對(duì)數(shù)據(jù)處理單元和視頻圖像處理單元的信息進(jìn)行整合，得出車位的可利用性信息，判別此時(shí)的泊車位場(chǎng)景；并根據(jù)判別的泊車位場(chǎng)景對(duì)路徑規(guī)劃模塊發(fā)出指令；
[0017](4)路徑規(guī)劃模塊接收單片機(jī)MCU傳送的指令，并將泊車入庫路徑信息傳回至單片機(jī)MCU ;單片機(jī)MCU調(diào)用泊車入庫路徑，發(fā)出指令由執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行，完成泊車入庫過程；
[0018](5)車輛入庫后，單片機(jī)MCU再根據(jù)當(dāng)前泊車位場(chǎng)景以及超聲波傳感器測(cè)量的當(dāng)前車輛與兩側(cè)車輛之間距離信息，調(diào)用路徑規(guī)劃模塊的車身位置調(diào)整路徑，發(fā)出指令指導(dǎo)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按此路徑完成庫內(nèi)車身位置的調(diào)整，泊車完成。
[0019]進(jìn)一步的，步驟(2)中所述視頻圖像處理單元的處理過程為離線訓(xùn)練過程和識(shí)別過程；所述離線訓(xùn)練過程利用大量的車輛正面樣本和車輛背面樣本，一方面從大量類Haar特征中選取對(duì)分類識(shí)別起關(guān)鍵作用的特征，另一方面為識(shí)別過程準(zhǔn)備用于兩類分類識(shí)別的AdaBoost分類器；所述識(shí)別過程為首先對(duì)高清攝像頭采集的圖像進(jìn)行提取，然后根據(jù)離線訓(xùn)練得到的關(guān)鍵類Haar特征和AdaBoost分類器對(duì)圖像進(jìn)行特征提取和分類識(shí)別，最后輸出側(cè)方已停放車輛朝向的檢測(cè)結(jié)果。
[0020]進(jìn)一步的，步驟(4)中所述路徑規(guī)劃模塊接受單片機(jī)MCU傳送的指令時(shí)，首先選擇與此泊車場(chǎng)景相對(duì)應(yīng)的泊車入庫路徑。
[0021]進(jìn)一步的，步驟(5)中所述調(diào)用路徑規(guī)劃模塊的車身位置調(diào)整路徑為汽車向車位的非駕駛室一側(cè)調(diào)整。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023](I)本發(fā)明結(jié)合超聲波傳感器、高清攝像頭、數(shù)據(jù)處理單元、視頻圖像處理單元和路徑規(guī)劃模塊技術(shù)為狹小車位的自動(dòng)垂直泊車提供新的路徑規(guī)劃方法，提高了停車場(chǎng)的空間利用率。
[0024](2)本發(fā)明中的庫內(nèi)車身調(diào)整路徑為保證汽車泊車完成后駕駛員一側(cè)具有較大空間，提高了駕駛員泊車完成后下車的便利性，避免了傳統(tǒng)泊車路徑導(dǎo)致空間狹小車門無法打開的現(xiàn)象。
[0025](3)本發(fā)明使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)，可在汽車上廣泛使用。
【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0027]圖1是本發(fā)明的場(chǎng)景智能識(shí)別與泊車路徑規(guī)劃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖2是本發(fā)明的場(chǎng)景智能識(shí)別與泊車路徑規(guī)劃方法的流程圖。
[0029]圖3是本發(fā)明的泊車位場(chǎng)景中車輛停放朝向識(shí)別算法流程圖。
[0030]圖4是離線訓(xùn)練過程中的類Haar矩形特征圖。
[0031]圖5是離線訓(xùn)練過程中的AdaBoost分類決策樹狀圖。
[0032]圖6是場(chǎng)景一情況下利用本發(fā)明的泊車路徑規(guī)劃處的最優(yōu)車身停放位置示意圖。
[0033]圖7是本發(fā)明中自動(dòng)泊車開車入庫的路徑圖。
[0034]圖8是場(chǎng)景二情況下利用本發(fā)明的泊車路徑規(guī)劃處的最優(yōu)車身停放位置示意圖。
[0035]圖9是本發(fā)明中自動(dòng)泊車倒車入庫的路徑圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，需要指出的是，下面僅以一種最優(yōu)化的技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案以及設(shè)計(jì)原理進(jìn)行詳細(xì)闡述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0037]根據(jù)本發(fā)明中功能設(shè)計(jì)的要求，本實(shí)施例中視頻圖像處理單元采用北京嵌視科技有限公司開發(fā)的QS-PTE9核心板，MCU選用Infineon公司生產(chǎn)的XC866增強(qiáng)型MCU。
[0038]如圖1所示，本發(fā)明所述的一種狹小垂直車位場(chǎng)景智能識(shí)別與泊車路徑規(guī)劃系統(tǒng)，包括信息采集模塊、信息處理模塊、路徑規(guī)劃模塊、單片機(jī)MCU、電源模塊；所述信息采集模塊連接信息處理模塊，所述信息處理模塊和路徑規(guī)劃模塊均與單片機(jī)MCU連接，所述電源模塊均與信息采集模塊、信息處理模塊、單片機(jī)MCU和路徑規(guī)劃模塊相連；
[0039]電源模塊用于為上述所述的信息采集模塊、信息處理模塊、單片機(jī)MCU和路徑規(guī)劃模塊提供電源。信息采集模塊包括兩個(gè)超聲波傳感器和兩個(gè)高清攝像頭，兩個(gè)超聲波傳感器分別安裝在汽車兩側(cè)的前排車門的中間位置，兩個(gè)高清攝像頭分別安裝在汽車兩側(cè)后視鏡的下方；超聲波傳感器用于在線采集本車與側(cè)方車位內(nèi)已停車輛的距離和側(cè)方車位的寬度，高清攝像頭用于采集側(cè)方車位中已停放車輛的圖像；并將采集到的距離、寬度和圖像信息傳輸至信息處理模塊。
[0040]信息處理模塊包括數(shù)據(jù)處理單元和視頻圖像處理單元，數(shù)據(jù)處理單元用于實(shí)時(shí)處理超聲波傳感器采集到的距離和寬度信息；視頻圖像處理單元用于對(duì)高清攝像頭采集的圖像信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理并得出側(cè)方已停放車輛的朝向；信息處理模塊用于將信息采集模塊采集到的信息處理所得結(jié)果反饋至單片機(jī)MCU。
[0041]路徑規(guī)劃模塊通過讀取側(cè)方傳感器距離信息依靠軟件編程實(shí)現(xiàn)路徑的規(guī)劃，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的泊車位場(chǎng)景規(guī)劃泊車入庫路徑，并制定相應(yīng)場(chǎng)景下的庫內(nèi)車身位置調(diào)整路徑。
[0042]單片機(jī)MCU用于將信息處理模塊所反饋的處理結(jié)果判斷泊車位場(chǎng)景，并調(diào)用路徑規(guī)劃模塊來確定泊車入庫路徑和庫內(nèi)車身位置調(diào)整路徑。
[0043]圖2所示為本發(fā)明所示狹小垂直車位場(chǎng)景智能識(shí)別與泊車路徑規(guī)劃方法的流程圖，汽車駕駛員駕車駛?cè)胪＼噲?chǎng)并按下電源按鈕，自動(dòng)垂直泊車系統(tǒng)啟動(dòng)，汽車開始自動(dòng)尋庫，信息采集模塊中的超聲波傳感器實(shí)時(shí)探測(cè)本車與側(cè)方車位內(nèi)已停車輛的距離和側(cè)方車位的寬度，高清攝像頭實(shí)時(shí)拍攝側(cè)方車位中已停放車輛的圖像。
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