CN104742902A - 车辆辅助系统及车辆辅助方法 - Google Patents

车辆辅助系统及车辆辅助方法 Download PDF

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Abstract

一种车辆辅助方法，该方法包括：响应用户对一输入单元的操作，获取在侦测到用户对该输入单元操作至侦测到用户对一方向盘的操作期间内一摄像装置摄取的若干张连续的场景图像；将该些获取的场景图像分别依次建立成相应的若干三维模型；根据用户对该输入单元的操作来确定该车辆的转弯的方向，确定是否有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方；在有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方时，确定该可移动物体的移动速度；至少根据该确定的可移动物体的移动速度来确定该车辆的能转弯的角度；及控制一驱动单元驱动一制动单元限制车轮的最大转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。本发明还提供一种车辆辅助系统，能在车辆转弯时防止发生交通事故。

Description

车辆辅助系统及车辆辅助方法
技术领域
本发明涉及一种车辆辅助系统及车辆辅助方法，尤其涉及一种在车辆转弯时能防止发生交通事故的车辆辅助系统及车辆辅助方法。
背景技术
驾驶员在驾驶车辆时，需要时刻注意车辆四周的环境，特别地，当驾驶员需要改变车辆的行驶方向时，应特别注意车辆后方是否存在可移动物体，并只有在车辆后方的可移动物体与车辆之间的距离足够大时，驾驶员才会改变车辆的行驶方向。但是，当驾驶员未注意到车辆后方的可移动物体，或者在判断车辆后方的可移动物体与车辆之间的距离失误时，将可能造成车辆后方的可移动物体撞上该车辆，从而发生交通事故。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种车辆辅助系统及车辆辅助方法，能在车辆转弯时防止发生交通事故。
一种车辆辅助系统，该系统包括：一影像获取模块，用于响应用户对一输入单元的操作，获取在侦测到用户对该输入单元操作至侦测到用户对一方向盘操作的期间内一摄像装置摄取的若干张连续的场景图像；一三维建立模块，用于根据该影像获取模块获取的若干张场景图像中的各个点到摄像装置的距离，将该些获取的场景图像分别依次建立成相应的若干三维模型；一影像分析模块，用于根据用户对该输入单元的操作来确定该车辆的转弯的方向，并将该些建立的三维模型与预存的若干可移动物体的三维模型进行比较确定是否有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方；一速度确定模块，用于在有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方时，根据该些建立的三维模型、一预先存储的摄像装置的图像捕获速度及一加速度感测器所侦测的车辆的速度来确定该可移动物体的移动速度；一角度确定模块，用于根据该确定的可移动物体的移动速度、该车辆的移动速度、一预先存储的安全距离、一预先存储的转弯时间及在最后一个建立的三维模型中该车辆与可移动物体的距离差来确定该车辆的能转弯的角度；及一执行模块，用于控制一驱动单元驱动一制动单元限制车轮的最大转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。
一种车辆辅助方法，该方法包括：响应用户对一输入单元的操作，获取在侦测到用户对该输入单元操作至侦测到用户对一方向盘的操作期间内一摄像装置摄取的若干张连续的场景图像；根据该影像获取模块获取的若干张场景图像中的各个点到摄像装置的距离，将该些获取的场景图像分别依次建立成相应的若干三维模型；根据用户对该输入单元的操作来确定该车辆的转弯的方向，并将该些建立的三维模型与预存的若干可移动物体的三维模型进行比较确定是否有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方；在有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方时，根据该些建立的三维模型、一预先存储的摄像装置的图像捕获速度及一加速度感测器所侦测的车辆的速度来确定该可移动物体的移动速度；根据该确定的可移动物体的移动速度、该车辆的移动速度、一预先存储的安全距离、一预先存储的转弯时间及在最后一个建立的三维模型中该车辆与可移动物体的距离差来确定该车辆的能转弯的角度；及控制一驱动单元驱动一制动单元限制车轮的最大转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。
本发明通过确定车辆后方的可移动物体的移动速度，并相应确定该车辆的能转弯的角度，来控制该驱动单元驱动该制动单元限制车轮的最大转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度，从而能在车辆转弯时防止发生交通事故。
附图说明
图1是本发明一车辆辅助装置的方框示意图。
图2是如图1所示的车辆辅助装置的角度确定模块确定车辆的能转弯角度的原理示意图。
图3是本发明一车辆辅助方法的流程图。
主要元件符号说明
车辆辅助装置 1
输入单元 2
摄像装置 3
加速度感测器 4
驱动单元 5
制动单元 6
车轮 7
方向盘 8
车辆辅助系统 10
中央处理器 20
存储器 30
影像获取模块 11
三维建立模块 12
影像分析模块 13
速度确定模块 14
角度确定模块 15
执行模块 16
角度获取单元 9
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，是本发明一实施方式的车辆辅助装置1的应用方框示意图。该车辆辅助装置1应用于一车辆上。该车辆辅助装置1外接于一输入单元2、一摄像装置3、一加速度感测器4、一驱动单元5、一制动单元6、两车轮7及一方向盘8。该车辆辅助装置1包括一车辆辅助系统10。该车辆辅助系统10响应用户对该输入单元2的操作，根据该摄像装置3所摄取的场景图像确定该车辆的后方是否有可移动物体，并在该车辆的后方有可移动物体时，确定该可移动物体相对于该车辆的移动速度，并根据该加速度感测器4所侦测的车辆的移动速度来确定该可移动物体的移动速度，并根据该车辆的移动速度及该可移动物体的移动速度来确定该车辆的能转弯角度，并控制该驱动装置驱动该制动单元6限制该些车轮7的转弯角度不大于该确定的车辆的能转弯角度。该车辆辅助装置1还包括至少一中央处理器20及一存储器30。
在本实施方式时，该输入单元2为一灯光控制杆（图中未示），用于控制对应的方向灯（图中未示）的点亮，来提示其他车辆或者人注意该车辆即将转弯，如将灯光控制杆向前拨动控制右边的方向灯亮而表示向右转向，将灯光控制杆向后拨动控制左边的方向灯亮表示向左转向。其中，驾驶员在对该输入单元2进行操作后才驱动该方向盘来控制该车辆转弯。请参考图2，该摄像装置3固定安装于该车辆的后方，用于摄取该车辆后方的环境的图像，并生成场景图像。在本实施例中，所述摄像装置3为一种深度摄影机（Depth-sensing Camera），如时间飞行（Time of Flight，TOF）摄影机，用于摄取场景图像，该场景图像中包括被摄物体的景深信息。所述被摄物体的景深信息是指被摄物体各点与摄像装置3的距离信息。
在本实施方式中，该车辆辅助系统10包括一影像获取模块11、一三维建立模块12、一影像分析模块13、一速度确定模块14、一角度确定模块15及一执行模块16。该车辆辅助系统10的若干个模块的计算机处理程序被存储在该存储器30中，并被配置成由一个或多个中央处理器20执行，以完成本发明。该存储器30用于存储该摄像装置3摄取的场景图像。该存储器30中还存储有多个不同的三维可移动物体模型、该摄像装置3的图像捕获速度、一安全距离及该车辆的转弯时间。该些三维可移动物体模型通过该类型摄像装置3在执行本发明前所摄取的可移动物体影像所建立的。其中，可移动物体包括但不限于车辆和人。
该影像获取模块11用于响应用户对该输入单元2的操作，获取在侦测到用户对该输入单元2操作至侦测到用户对该方向盘8操作的期间内，该摄像装置3摄取的若干张连续的场景图像。如前所述，该摄像装置3摄取的每张场景图像包括被摄物体的景深信息，即被摄物体各点与该摄像装置3的距离信息。
该三维建立模块12用于根据该影像获取模块11获取的若干张场景图像中的各个点到摄像装置3的距离，将该些获取的场景图像分别依次建立成相应的三维模型。
该影像分析模块13用于根据用户对该输入单元的操作来确定该车辆的所转弯的方向（如左边），并根据该些建立的三维模型确定是否有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方。具体如下：该影像分析模块13将每个建立的三维模型与存储于存储器30中的若干个不同的三维可移动物体模型进行比较，来判断是否有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方。如果每个三维模型的车辆的转弯的方向的部分（如左部分）中至少存在与其中一个三维可移动物体模型相同的部分，则该影像分析模块13确定当前有可移动物体出现在该些建立的三维模型中的车辆的转弯的方向的部分（如车辆的左后方）中，并确定该车辆的转弯的方向的后方有可移动物体。如果该些三维模型的车辆的转弯的方向的部分中任意一个三维模型中不存在与三维可移动物体模型相同的部分，则该影像分析模块13确定没有可移动物体出现在该三维模型的车辆的转弯的方向的部分中，并确定没有可可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方。
该速度确定模块14用于在有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方时，根据该些建立的三维模型、该摄像装置3的图像捕获速度及该加速度感测器所侦测的车辆的移动速度来确定该可移动物体的移动速度。具体的：该速度确定模块14选择该若干个依次建立的三维模型中的任意两个连续或不连续的三维模型，并确定该选择的两个三维模型中每一个三维模型的可移动物体与该摄像装置3之间的最小距离，并根据该两个选择的三维模型的最小距离之间的差值确定该可移动物体在该两个选择的三维模型中与该摄像装置3之间的距离的变化。该速度确定模块14还确定该两个任意选择的三维模型所对应的场景图像之间的场景图像的数量，根据该摄像装置3的图像捕获速度来确定该摄像装置3拍摄该确定的数量的场景图像所经过的时间，并根据该确定的距离的变化及该确定的时间来确定该可移动物体相对于该车辆的移动速度。该速度确定模块14并获取该加速度感测器4所侦测的车辆的速度，并确定该可移动物体的移动速度为该确定的可移动物体相对于该车辆的移动速度与该车辆的移动速度相加之和。其中，该可移动物体相对于该车辆的移动速度为该可移动物体与该车辆的移动速度的差值，可为一正值或一负值。
请参考图2，该角度确定模块15用于根据该确定的可移动物体的移动速度、该获取的车辆的移动速度、该安全距离、该转弯时间及在最后一个建立的三维模型中该车辆与可移动物体的距离差来确定该车辆的能转弯的角度。具体的：该角度确定模块15根据公式d=x-a来确定该车辆的能拉近距离，即还可拉近的安全距离，其中，d代表该车辆的能拉近距离；x代表该车辆与可移动物体的距离差；a代表安全距离。该角度确定模块15根据公式d=(V2-V1cosθ)*t来确定该车辆的能转弯角度，其中，d代表该车辆的能拉近距离，V2代表该可移动物体的移动速度，V1代表该车辆的移动速度，θ代表该车辆的能转弯的角度，t代表该车辆的转弯时间。
该执行模块16用于控制该驱动单元5驱动该制动单元6限制该车轮7的最大转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。
在本实施方式中，该车辆辅助装置还外接于一角度获取单元9，该角度获取单元9用于获取该方向盘8的转动角度。该执行模块16用于在该方向盘8的转动角度大于该确定的车辆的能转弯的角度时，控制该驱动单元5驱动该制动单元6限制该车轮7的转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。
在本实施方式中，该执行模块16还用于在该方向盘8的转动角度大于该确定的车辆的能转弯的角度时，控制该驱动单元5驱动该制动单元6对该方向盘8施加额外的反抗作用力，来提示驾驶员不宜再继续转动方向盘8。
请参考图3，为本发明一实施方式的车辆辅助方法的流程图。该车辆辅助方法应用于如图1所示的车辆辅助系统10上。
在步骤S301中，该影像获取模块11响应用户对该输入单元2的操作，获取在侦测到用户对该输入单元2操作至侦测到用户对该方向盘8操作的期间内，该摄像装置3摄取的若干张连续的场景图像。
在步骤S302中，该三维建立模块12根据该影像获取模块11获取的若干张场景图像中的各个点到摄像装置3的距离，将该些获取的场景图像分别依次建立成相应的三维模型。
在步骤S303中，该影像分析模块13根据用户对该输入单元的操作来确定该车辆的转弯的方向（如左边），并根据该些建立的三维模型确定是否有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方。具体如下：该影像分析模块13将每个建立的三维模型与存储于存储器30中的若干个不同的三维可移动物体模型进行比较，来判断是否有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方。如果每个三维模型的车辆的转弯的方向的部分（如左部分）中至少存在与其中一个三维可移动物体模型相同的部分，则该影像分析模块13确定当前有可移动物体出现在该些建立的三维模型中的车辆的转弯的方向的部分（如车辆的左后方）中，并确定该车辆的转弯的方向的后方有可移动物体。如果该些三维模型的车辆的转弯的方向的部分中任意一个三维模型中不存在与三维可移动物体模型相同的部分，则该影像分析模块13确定没有可移动物体出现在该三维模型的车辆的转弯的方向的部分中，并确定没有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方。
在步骤S304中，该速度确定模块14在有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方时，根据该些建立的三维模型、该摄像装置3的图像捕获速度及该加速度感测器所侦测的车辆的移动速度来确定该可移动物体的移动速度。具体的：该速度确定模块14选择该若干个依次建立的三维模型中的任意两个连续或不连续的三维模型，并确定该选择的两个三维模型中每一个三维模型的可移动物体与该摄像装置3之间的最小距离，并根据该两个选择的三维模型的最小距离之间的差值确定该可移动物体在该两个选择的三维模型中与该摄像装置3之间的距离的变化。该速度确定模块14还确定该两个任意选择的三维模型所对应的场景图像之间的场景图像的数量，根据该摄像装置3的图像捕获速度来确定该摄像装置3拍摄该确定的数量的场景图像所经过的时间，并根据该确定的距离的变化及该确定的时间来确定该可移动物体相对于该车辆的移动速度。该速度确定模块14并获取该加速度感测器4所侦测的车辆的速度，并确定该可移动物体的移动速度为该确定的可移动物体相对于该车辆的移动速度与该车辆的移动速度相加之和。
在步骤S305中，该角度确定模块15根据该确定的可移动物体的移动速度、该获取的车辆的移动速度、该安全距离、该转弯时间及在该些建立的三维模型中的最后一个建立的三维模型中该车辆与可移动物体的距离差来确定该车辆的能转弯的角度。具体的：该角度确定模块15根据公式d=x-a来确定该车辆的能拉近距离，即还可拉近的安全距离，其中，d代表该车辆的能拉近距离；x代表该车辆与可移动物体的距离差；a代表安全距离。该角度确定模块15根据公式d=(V2-V1cosθ)*t来确定该车辆的能转弯角度，其中，d代表该车辆的能拉近距离，V2代表该可移动物体的移动速度，V1代表该车辆的移动速度，θ代表该车辆的能转弯的角度，t代表该车辆的转弯时间。
在步骤S306中，该执行模块16用于控制该驱动单元5驱动该制动单元6限制该车轮7的最大转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车辆辅助系统，其特征在于，该系统包括：
一影像获取模块，用于响应用户对一输入单元的操作，获取在侦测到用户对该输入单元操作至侦测到用户对一方向盘操作的期间内一摄像装置摄取的若干张连续的场景图像；
一三维建立模块，用于根据该影像获取模块获取的若干张场景图像中的各个点到摄像装置的距离，将该些获取的场景图像分别依次建立成相应的若干三维模型；
一影像分析模块，用于根据用户对该输入单元的操作来确定该车辆的转弯的方向，并将该些建立的三维模型与预存的若干可移动物体的三维模型进行比较确定是否有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方；
一速度确定模块，用于在有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方时，根据该些建立的三维模型、一预先存储的摄像装置的图像捕获速度及一加速度感测器所侦测的车辆的速度来确定该可移动物体的移动速度；
一角度确定模块，用于根据该确定的可移动物体的移动速度、该车辆的移动速度、一预先存储的安全距离、一预先存储的转弯时间及在最后一个建立的三维模型中该车辆与可移动物体的距离差来确定该车辆的能转弯的角度；及
一执行模块，用于控制一驱动单元驱动一制动单元限制车轮的最大转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。
2.如权利要求1所述的车辆辅助系统，其特征在于，该速度确定模块具体如下：
选择该若干个依次建立的三维模型中的任意两个连续或不连续的三维模型，并确定该选择的两个三维模型中每一个三维模型的可移动物体与该摄像装置之间的最小距离，并根据该两个选择的三维模型的最小距离之间的差值确定该可移动物体在该两个选择的三维模型中与该摄像装置之间的距离的变化；
确定该两个任意选择的三维模型所对应的场景图像之间的场景图像的数量，根据该摄像装置的图像捕获速度来确定该摄像装置拍摄该确定的数量的场景图像所经过的时间，并根据该确定的距离的变化及该确定的时间来确定该可移动物体相对于该车辆的移动速度；及
获取该加速度感测器所侦测的车辆的速度，并确定该可移动物体的移动速度为该确定的可移动物体相对于该车辆的移动速度与该车辆的移动速度相加之和。
3.如权利要求1所述的车辆辅助系统，其特征在于：该角度确定模块具体如下：
根据公式d=x-a来确定该车辆的能拉近距离，其中，d代表该车辆的能拉近距离；x代表该车辆与可移动物体的距离差；a代表一存储的安全距离；及
根据公式d=(V2-V1cosθ)*t来确定该车辆的能转弯角度，其中，d代表该车辆的能拉近距离，V2代表该可移动物体的移动速度，V1代表该车辆的移动速度，θ代表该车辆的能转弯的角度，t代表一存储的该车辆的转弯时间。
4.如权利要求1所述的车辆辅助系统，其特征在于：在该方向盘的转动角度大于该确定的车辆的能转弯的角度时，该执行模块控制该驱动单元驱动该制动单元限制该车轮的转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。
5.如权利要求1所述的车辆辅助系统，其特征在于：在该方向盘的转动角度大于该确定的车辆的能转弯的角度时，该执行模块控制该驱动单元驱动该制动单元对该方向盘施加额外的反抗作用力，来提示驾驶员不宜再继续转动方向盘。
6.一种车辆辅助方法，其特征在于，该方法包括：
响应用户对一输入单元的操作，获取在侦测到用户对该输入单元操作至侦测到用户对一方向盘的操作期间内一摄像装置摄取的若干张连续的场景图像；
根据该影像获取模块获取的若干张场景图像中的各个点到摄像装置的距离，将该些获取的场景图像分别依次建立成相应的若干三维模型；
根据用户对该输入单元的操作来确定该车辆的转弯的方向，并将该些建立的三维模型与预存的若干可移动物体的三维模型进行比较确定是否有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方；
在有可移动物体在该车辆的转弯的方向的后方时，根据该些建立的三维模型、一预先存储的摄像装置的图像捕获速度及一加速度感测器所侦测的车辆的速度来确定该可移动物体的移动速度；
根据该确定的可移动物体的移动速度、该车辆的移动速度、一预先存储的安全距离、一预先存储的转弯时间及在最后一个建立的三维模型中该车辆与可移动物体的距离差来确定该车辆的能转弯的角度；及
控制一驱动单元驱动一制动单元限制车轮的最大转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。
7.如权利要求6所述的车辆辅助方法，其特征在于，该方法还包括：
选择该若干个依次建立的三维模型中的任意两个连续或不连续的三维模型，并确定该选择的两个三维模型中每一个三维模型的可移动物体与该摄像装置之间的最小距离，并根据该两个选择的三维模型的最小距离之间的差值确定该可移动物体在该两个选择的三维模型中与该摄像装置之间的距离的变化；
确定该两个任意选择的三维模型所对应的场景图像之间的场景图像的数量，根据该摄像装置的图像捕获速度来确定该摄像装置拍摄该确定的数量的场景图像所经过的时间，并根据该确定的距离的变化及该确定的时间来确定该可移动物体相对于该车辆的移动速度；及
获取该加速度感测器所侦测的车辆的速度，并确定该可移动物体的移动速度为该确定的可移动物体相对于该车辆的移动速度与该车辆的移动速度相加之和。
8.如权利要求6所述的车辆辅助方法，其特征在于，该方法还包括：
根据公式d=x-a来确定该车辆的能拉近距离，其中，d代表该车辆的能拉近距离；x代表该车辆与可移动物体的距离差；a代表安全距离；及
根据公式d=(V2-V1cosθ)*t来确定该车辆的能转弯角度，其中，d代表该车辆的能拉近距离，V2代表该可移动物体的移动速度，V1代表该车辆的移动速度，θ代表该车辆的能转弯的角度，t代表该车辆的转弯时间。
9.如权利要求6所述的车辆辅助方法，其特征在于，该方法还包括：
在该方向盘的转动角度大于该确定的车辆的能转弯的角度时，控制该驱动单元驱动该制动单元限制该车轮的转弯角度为该确定的车辆的能转弯的角度。
10.如权利要求6所述的车辆辅助方法，其特征在于，该方法还包括：
在该方向盘的转动角度大于该确定的车辆的能转弯的角度时，控制该驱动单元驱动该制动单元对该方向盘施加额外的反抗作用力，来提示驾驶员不宜再继续转动方向盘。
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