CN104648387B - 汽车用驻车支援系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种汽车用驻车支援系统及其方法。按照本发明的一个方面可以提供汽车用驻车支援系统，其包括：生成顶视图或环视图形态合成影像的影像合成部；通过上述合成影像的处理，检出驻车线的驻车线检出部；计算所检出的驻车线和汽车之间距离和倾斜(倾斜度)的距离及倾斜度计算部；生成将上述车辆置于初始位置所需的移动路径，上述初始位置取决于检出的驻车线和汽车纵向中心轴平行，检出的驻车线和车辆设置间隔相隔位置的移动路径生成部。本发明提供的汽车用驻车支援系统以及方法，反映超声波传感器等的有效感应范围或感应准确度，以便汽车向设定的初始位置移动，可以完成更加准确和可靠的驻车空间识别。

Description

汽车用驻车支援系统及其方法
技术领域
本发明涉及汽车用驻车支援系统及其方法，具体而言，是指汽车驻车时引导和支持用户方向盘操作的汽车用驻车支援系统及其方法。
背景技术
驻车支援系统是帮助驾驶人员更便捷地驻车车辆的系统，通过安装在汽车上的传感器识别空间，计算所识别的驻车空间内驻车的最佳路径，自动控制方向盘或通过视听觉的方式辅助驾驶人员操作方向盘。
作为驻车支援系统的一个例子，有基于超声波传感器的驻车支援系统。基于超声波传感器的驻车支援系统通过超声波传感器识别周边的障碍物和驻车空间，生成汽车的移动路径。但是，基于超声波传感器的驻车支援系统而言，不存在障碍物的情况下难以识别驻车空间，且受驻车空间周边障碍物布置状态的影响(比如，相邻汽车对驻车线斜着驻车等)。因此，最近还考虑基于摄像头影像的驻车支援系统等。
但是，不管是超声波传感器还是摄像头都具有有效的感应范围，所以为了准确识别到驻车空间，就要求汽车位于离驻车空间的合理位置。即，远离驻车线或驻车空间的位置启动系统时，会超出有效的感应范围或降低感应准确度， 难以可靠地识别驻车空间并引导驻车。这时，对驻车支援系统的使用不熟练的用户而言，即使靠近了驻车线附近，也不能启动系统，或识别性能下降，造成用户的不便。
发明内容
本发明为实现更加可靠的驻车空间的识别以及驻车引导，提供用户更加方便的汽车用驻车支援系统和方法。
按照本发明一个侧面可以提供汽车用驻车支援系统，其包括：生成顶视图(topview)或环视图(around view)形态合成影像的影像合成部；处理合成影像，检出驻车线的驻车线检出部；计算检出的驻车线和汽车之间的距离以及倾斜度的距离及倾斜度计算部；生成将上述汽车置于初始位置所需的移动路径，上述初始位置是检出的驻车线和汽车纵向中心轴平行，检出的驻车线和汽车相隔所设定间隔的位置。
按照本发明的另一个侧面可以提供汽车用驻车支援方法，其包括：从多个摄像头拍摄的影像，生成顶视图(top view)或环视图(around view)形态合成影像的合成影像获取阶段； 基于上述的合成影像检出驻车线的驻车线检出阶段；计算检出的驻车线和汽车之间的距离和倾斜度的距离及倾斜计算阶段；生成将汽车置于初始位置所需的移动路径，上述的初始位置是根据安装在汽车的超声波传感器或摄像头的有效感应范围或感应准确度而设置的移动路径生成阶段；沿着生成的移动路径，控制汽车方向盘的驱动，或通过视听觉手段引导用户方向盘操作的移动支援阶段。
本发明具有的优点在于：
本发明提供的汽车用驻车支援系统以及方法，反映超声波传感器等的有效感应范围或感应准确度，以便汽车向设定的初始位置移动。因此，可以完成更加准确和可靠的驻车空间识别。
并且，本发明提供的汽车用驻车支援系统和方法，在识别驻车空间之前的初始阶段开始自动控制汽车的移动或给用户提供指导，以便用户享受更加便捷的驻车支援或引导。
附图说明
图1为本发明一个实施方式的汽车用驻车支援系统构成图；
图2为图1所示的驻车线检出部驻车线检出过程的例示图；
图3为图1所示的距离及倾斜度计算部的驻车线和车辆之间的距离及倾斜计算方法的例示图；
图4为图1所示的移动路径生成部的移动路径生成方法例示图；
图5为本发明一个实施方式的汽车用驻车支援方法顺序图。
图中：
100: 汽车用驻车支援系统； 110: 影像合成部；
120: 驻车线检出部； 130: 距离及倾斜度计算部；
140: 移动路径生成部； 150: 移动支援部；
S110: 合成影像获取阶段； S120: 驻车线检出阶段；
S130: 距离及倾斜计算阶段； S140: 移动路径生成阶段；
S150: 移动支援阶段。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
下面结合附图详细说明本发明的实施方式。但是，下面的实施方式只是为了有助于理解本发明，并不是本发明的范围受限于下面的实施方式。并且，下面的实施方式是面向该行业内掌握平均知识水平的人士，更加完整地说明本发明而提供的。有可能混淆本发明技术要点的已知的公知部分，在此不再赘述。
图1为本发明一个实施方式的汽车用驻车支援系统的构成图。
如图1所示，本发明一个实施方式的汽车用驻车支援系统(以下简称‘驻车支援系统100’)可以包括影像合成部110、驻车线检出部120、距离及倾斜度计算部130、移动路径生成部140和移动支援部150。
整体上，本实施方式的驻车支援系统100考虑到摄像头、超声波传感器的有效感应范围或感应准确度，可以将汽车引导到可完成合适的驻车空间识别的初始位置。换句话说，本实施方式的驻车支援系统100从识别驻车空间的初始阶段开始，移动辅助汽车的位置或姿势，追求更加准确的驻车空间的识别和用户便利。
影像合成部110从摄像头(C)获取影像信号，通过获取的影像信号，可以生成顶视图(top view)或环视图(around view)形态的合成影像。上述顶视图或环视图形态的合成影像意味着从汽车上方设置的位置俯视的汽车前后左右的平面影像。这种合成影像在该行业被称之为环视图监控系统(Around View Monitoring system)等。
驻车线检出部120通过影像合成部110生成的合成影像，可以检出驻车线。即，驻车线检出部120通过影像处理过程，从合成影像中检出关注的驻车线。
图2为图1所示的驻车线检出部的驻车线检出过程例示图。
图2的(b)以及(c)图示了合成影像的轮廓线影像，为了方便说明反转了明暗领域。(即，图2的(b)以及(c)中黑色线条是实际轮廓线影像中的亮色(白色)线条，用白色显示的背景是实际轮廓线影像中的暗色(黑色)领域。)
首先，如图2的(a)和(b)所示，驻车线检出部120可以从提供的合成影像中筛选出具有驻车线(L)亮度模式的备选点(Q)。
具体而言，驻车线检出部120可以设置从合成影像中寻找特征点(P)所需的多个区域(S)。并且，驻车线检出部120从合成影像生成轮廓线影像(见图2的(b))，在生成的轮廓线影像中分区间(S)进行水平方向的探索，筛选出多个特征点(P)。各特征点(P)通过各区间(S)的水平方向探索，筛选出明暗梯度(gradient)相对较高的点。
并且，驻车线检出部120从多个特征点(P)中筛选出具有驻车线(L)亮度模式的部分特征点(P)，生成驻车线(L)的备选点(Q)组合。驻车线(L)通常用白色或黄色等亮色显示，在各区间(S)的水平方向探索中以暗、亮、暗的顺序显示亮度模式的部分特征点(P)，可以被筛选为驻车线(L)的备选点(Q)。
如图2的(c)至(e)所示，驻车线检出部120通过线性拟合(Line Fitting)过程，从筛选出的多个备选点(Q)中选择或检出最终驻车线(L)。具体而言，驻车线检出部120以筛选的备选点(Q)为准进行360度方向的探索，可以筛选出线(line)成分(R1, R2, R3)。并且，如图2的(e)所示，驻车线检出部120可以从筛选出的线成分(R1, R2, R3)中，将经过多数备选点(Q)的线成分选择或检出为最终驻车线(L)。
如图1所示，距离及倾斜度计算部130从驻车线检出部120检出的驻车线，可以计算汽车和驻车线之间的距离以及汽车和驻车线之间的倾斜度。
图3为图1所示的距离及倾斜度计算部的驻车线和汽车之间的距离和倾斜度计算方法例示图。
如图3所示，距离及倾斜度计算部130可以计算检出的驻车线(L)和汽车(V)之间的距离(d)。例如，距离及倾斜度计算部130可以以合成影像以及检出的驻车线(L)为准，计算影像坐标系上的驻车线(L)和汽车(V)之间的距离(d)，再转换成实际坐标系的方式，计算驻车线(L)和汽车(V)之间的距离(d)。
距离及倾斜度计算部130会根据需要在多个点计算汽车(V)和驻车线(L)之间的距离(d)。此时，可以考虑汽车(V)的超声波传感器(B)的安装位置来设置计算距离(d)所需的各个点。比如，图3所示，汽车(V)前后方分别安装超声波传感器(B)时，距离及倾斜度计算部130可以在各超声波传感器(B)的安装位置，计算汽车(V)和驻车线(L)之间的距离(d)。或者，虽未图示，但是计算距离(d)所需的各个点，也可以考虑汽车(V)的摄像头安装位置来设定。这是通过超声波传感器(B)或摄像头支援或引导驻车时，为了将汽车(V)置于各超声波传感器 (B)或摄像头可识别驻车空间的初始位置。
一方面，距离及倾斜度计算部130可以计算检出的驻车线(L)和汽车(V)之间的倾斜度(θ)。倾斜度(θ)可以是通过汽车(V)纵向中心轴(M)和检出驻车线(L)之间的角度来计算。
如图1所示，移动路径生成部140以驻车线检出部120检出的驻车线、距离及倾斜度计算部130计算的距离和倾斜度为准，生成汽车移到合适初始位置所需的移动路径。
此时，移动路径生成部140是汽车和驻车线之间的距离接近设定距离以内的同时，汽车和驻车线之间的倾斜度为0度(或汽车和驻车线平行)作为条件，生成汽车的移动路径。并且，上述的初始位置可以被设置成，考虑摄像头、超声波传感器等的有效感应范围或感应准确度，完成驻车空间识别的位置。
图4为图1所示的移动路径生成部的移动路径生成方法例示图。
如图4所示，移动路径生成部140生成的汽车(V)移动路径而言，汽车(V)和驻车线(L)之间的距离(d)接近设定距离(d0)。此时，上述的设定距离(d0)可以考虑到安装在汽车(V)上的超声波传感器(B)或摄像头(未图示)的有效感应范围或感应准确度设置。
并且，移动路径生成部140生成的汽车(V)移动路径是汽车(V)纵向中心轴(M)和驻车线(L)之间的倾斜(θ)达到0度。即，移动路径生成部140生成的汽车(V)移动路径是汽车(V)与驻车线(L)保持平行的姿势。
综上所述，移动路径生成部140可以生成将汽车(V)置于初始位置所需的移动路径。初始位置是根据安装在汽车(V)上的超声波传感器(B)或摄像头的有效感应范围内或基准值以上的感应准确度，检出驻车空间的位置来设置。
另外，图4中以汽车(V)的前行为中心生成移动路径，但是并不限定于此，移动路径生成部140可根据需要将汽车(V)后退为中心生成移动路径。
如图1所示，移动支援部150通过动路径生成部140所生成的移动路径支援汽车的移动。即，移动支援部150控制方向盘的驱动，使汽车沿着生成的移动路径置于前述的初始位置。并且，移动支援部150会根据需要通过语音、引导提示等视听觉手段，引导汽车的移动路径，支持方向盘的操作，以便汽车位于合适的初始位置。
一方面，汽车通过移动支援部150移到前述的初始位置后，通过超声波传感器或摄像头完成驻车空间的识别或驻车引导。这种过程可以通过已公知的基于超声波传感器的驻车支援系统或基于影像的驻车支援系统等完成。但是，本实施方式的驻车支援系统100在识别驻车空间之前的初始阶段，将汽车引导到合适的初始位置，实现更加可靠的驻车空间识别以及驻车引导，这点上区别于已公知的驻车支援系统。
补充说明以下，传统的驻车支援系统需要用户亲自将汽车开到驻车线附近的状态下，开始识别驻车空间并引导驻车。在这个情况下，开始识别驻车空间的初始位置完全取决于用户的操作。因此，有时候驻车线和汽车相隔设定间隔以上的状态或汽车倾斜于驻车线的状态下启动系统，这样容易超出超声波传感器或摄像头的有效感应范围或降低感应准确度。尤其，新手而言，将汽车置于适合启动系统的合适位置或姿势比较困难，这会造成使用的不便。
相反，本实施方式的驻车支援系统100而言，当汽车移到驻车线附近时，将汽车引导到适当的初始位置，以便之后的驻车空间识别或驻车引导更加顺利，谋求用户便利。
图5为本发明一个实施方式的汽车用驻车支援方法顺序图。
本实施方式的汽车用驻车支援方法(以下简称‘驻车支援方法’)可以通过前述实施方式的驻车支援系统100来体现。
如图5所示，本发明实施方式的汽车用驻车支援方法(以下简称‘驻车支援方法’)可以包括，合成影像获取阶段(S110)、驻车线检出阶段(S120)、距离及倾斜计算阶段(S130)、移动路径生成阶段(S140)、移动支援阶段(S150)。
合成影像获取阶段(S110)合成从摄像头获取的汽车前后左右的影像，生成顶视图或环视图形态的合成影像。合成影像获取阶段(S110)可以通过前述的影像合成部110来体现。
驻车线检出阶段(S120)中基于生成的合成影像，可以检出驻车线。驻车线的检出过程从合成影像中筛选出具有驻车线亮度模式的备选点，通过线性拟合过程来完成。这种驻车线的检出可以通过前述的驻车线检出部120来体现。详细的驻车线检出过程可以参照图2进行。
一方面，距离及倾斜计算阶段(S130)中对检出的驻车线，计算汽车和驻车线之间的距离和倾斜度。距离和倾斜度是在影像坐标系计算距离和倾斜后，转换成实际坐标系的过程来完成的。参照图3前述的距离及倾斜度计算部130来计算距离和倾斜度。
移动路径生成阶段(S140)中生成将汽车置于初始位置所需的移动路径。此时，上述的初始位置可考虑安装在汽车的超声波传感器或摄像头的有效感应范围或感应准确度来设置。并且，上述的移动路径的条件可以设置成，汽车纵向中心轴与驻车线平行，汽车与驻车线之间的距离接近设定距离以内。移动路径生成阶段(S140)可参照图4，前述的移动路径生成部140来体现。
移动支援阶段(S150)可以执行沿着生成的移动路径，将汽车置于初始位置的过程。移动支援阶段(S150)可以是按照生成的移动路径自动控制方向盘的方式，或者通过视听觉方法引导驾驶人员方向盘操作的方式实施，通过前述的移动支援部(150)来体现。
如上所述，本发明实施方式的驻车支援系统和方法考虑超声波传感器等的有效感应范围或感应准确度，引导汽车移到设定的初始位置。因此，可以实现更加准确和可靠的驻车空间识别。并且，本发明实施方式的驻车支援系统和方法，在识别驻车空间之前的初始阶段开始，自动控制汽车移动或给用户提供指南，以便用户更加轻松便捷的享受驻车支援或指南。
以上介绍了本发明的实施方式，在该技术领域掌握一般知识的从业人员可以在不超出本发明思想范畴的范围内，可以通过对本发明的构成、要素的附加、变更、删除等进行各种多样的修改和变更，修改和变更本发明。且这些修改和变更也都属于本发明的权利范围之内。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (15)

1.一种汽车用驻车支援系统，其特征在于，包括：
生成顶视图或环视图形态合成影像的影像合成部；
处理上述的合成影像，检出驻车线的驻车线检出部；
计算检出的驻车线和汽车之间距离和倾斜度的距离及倾斜度计算部；以及
生成将上述汽车置于初始位置所需的移动路径的移动路径生成部，上述的初始位置是检出的驻车线和汽车纵向中心轴平行，检出的驻车线和汽车相隔设定间隔的位置。
2.根据权利要求1所述的汽车用驻车支援系统，其特征在于，还包括，
沿着生成的移动路径，控制上述汽车方向盘的驱动，或通过视听觉手段引导用户操作方向盘的移动支援部。
3.根据权利要求1所述的汽车用驻车支援系统，其特征在于，
上述驻车线检出部在合成影像中设置多个区间，在每个区间进行水平方向的探索，筛选出多个特征点。
4.根据权利要求3所述的汽车用驻车支援系统，其特征在于，
上述各特征点是合成影像的轮廓线影像中，明暗梯度达到设置值以上的点。
5.根据权利要求3所述的汽车用驻车支援系统，其特征在于，
上述驻车线检出部从多个特征点中筛选具有驻车线亮度模式的多个备选点。
6.根据权利要求5所述的汽车用驻车支援系统，其特征在于，
上述驻车线亮度模式是指在各个区间进行水平方向探索时，以各个备选点为中心，以暗、亮、暗的顺序依次重复亮度模式。
7.根据权利要求5所述的汽车用驻车支援系统，其特征在于，
上述驻车线检出部通过多个备选点的线性拟合检出驻车线，
上述线性拟合以各备选点为中心向360度方向探索，筛选出多条线成分后，从上述的多条线成分中筛选出经过多个备选点的线成分作为驻车线。
8.根据权利要求1所述的汽车用驻车支援系统，其特征在于，
上述距离及倾斜度计算部在多个点计算检出的驻车线和汽车之间的距离，
上述多个点的各点通过安装在汽车上的超声波传感器或摄像头位置来设置。
9.根据权利要求1所述的汽车用驻车支援系统，其特征在于，
上述的初始位置考虑到安装在汽车上的超声波传感器或摄像头的有效感应范围或感应准确度来设置。
10.一种汽车用驻车支援方法，其特征在于，包括：
从多个摄像头拍摄的影像中，生成顶视图或环视图形态的合成影像的合成影像获取阶段；
基于上述的合成影像，检出驻车线的驻车线检出阶段；
计算检出的驻车线和汽车之间的距离以及倾斜度的距离及倾斜计算阶段；
生成将汽车置于初始位置所需的移动路径的移动路径生成阶段，其中所述初始位置考虑到安装在汽车上的超声波传感器或摄像头的有效感应范围或感应准确度而设置；以及
沿着生成的移动路径，控制汽车的方向盘驱动，或通过视听觉手段引导用户的方向盘操作的移动支援阶段。
11.根据权利要求10所述的汽车用驻车支援方法，其特征在于，
上述驻车线检出阶段包括：
在合成影像中设置多个区间的阶段；在各个区间内进行水平方向的探索，筛选出明暗梯度达到设置值以上的多个特征点的阶段。
12.根据权利要求11所述的汽车用驻车支援方法，其特征在于，
上述驻车线检出阶段包括，从多个特征点中筛选出具有驻车线亮度模式的多个备选点的阶段；
上述驻车线亮度模式是指在各个区间内进行水平方向的探索时，以各备选点为准，以暗、亮、暗的顺序依次重复亮度模式。
13.根据权利要求12所述的汽车用驻车支援方法，其特征在于，
上述驻车线检出阶段包括：
以上述的各个备选点为中心进行360度方向的探索，筛选出多条线成分的阶段；上述的多条线成分中经过多个备选点的线成分作为驻车线检出的阶段。
14.根据权利要求10所述的汽车用驻车支援方法，其特征在于，
上述移动路径的生成条件包括，
检出的驻车线和汽车的纵向中心轴平行，检出的驻车线和汽车相隔设定间隔。
15.根据权利要求10所述的汽车用驻车支援方法，其特征在于，
就上述的距离和倾斜计算阶段而言，
在多个点计算，检出的驻车线和汽车之间的距离，多个点的各点是根据安装在汽车上的超声波传感器或摄像头位置来设定的。
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