CN106184218A - 驾驶员辅助设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驾驶员辅助方法，其包括以下步骤：感测车辆是否进入斜坡路；使用装配在所述车辆内的传感器检测斜坡路的信息；基于斜坡路的信息确认斜坡路是否为弯路；当确认斜坡路为弯路时，测量斜坡路的曲率；以及基于斜坡路的曲率来辅助所述车辆的驾驶操作。

Description

驾驶员辅助设备和方法
技术领域
本发明涉及驾驶员辅助设备和方法，更具体地，涉及用于估算斜坡路的曲率的驾驶员辅助设备和方法。
背景技术
通常，当车辆停泊在建筑物里、停车场等时，驾驶员需要通过具有小而窄的回转半径的螺旋式的、倾斜的道路(即，弯曲的斜坡路)。在这种情况下，对于经验不足的或者开车不熟练的驾驶员来说控制和驾驶车辆就可能变得很困难，在转弯时有可能会导致事故或者使得车的轮胎撞击到路的边缘。而驾驶员辅助设备可以发布驾驶信息或者危险警报，从而使驾驶员可以更方便地和更安全地驾驶车辆，甚至能通过有效的干预来阻止事故的发生。为此，车道偏离报警系统和前后碰撞报警系统等各种各样的系统已经被开发出来。
然而，现有技术的问题在于：用于在弯曲的斜坡路上驾驶的传统的驾驶员辅助技术落后。
发明内容
本发明致力于解决出现在现有技术中的上述问题，同时完整地保留现有技术实现的优势。
本发明一方面提供了驾驶员辅助设备和方法，用于当车辆在弯曲的斜坡路上行驶时，通过确认斜坡路的宽度来估算斜坡路的曲率，从而指导车辆的转向轨迹。
根据本发明的实施例，一种驾驶员辅助方法，包括以下步骤：感测车辆是否进入斜坡路；使用装配在所述车辆内的传感器检测斜坡路的信息；基于斜坡路的信息确认斜坡路是否为弯路；当确认斜坡路为弯路时，测量斜坡路的曲率；以及基于斜坡路的曲率来辅助所述车辆的驾驶操作。
感测车辆是否进入斜坡路的步骤可以包括以下步骤：将所述车辆的绝对坐标与地图数据相匹配来确认所述车辆的当前位置，并感测所述车辆是否进入了斜坡路。
感测车辆是否进入斜坡路的步骤可以包括以下步骤：基于由摄像机和超声波传感器测量出的数据，分析所述车辆周围的环境来感测所述车辆是否进入了斜坡路。
所述驾驶员辅助方法还可以包括以下步骤：感测车辆是否进入了建筑物；以及当感测到所述车辆已经进入了建筑物时，使用开关发出警报。
检测斜坡路的信息的步骤可以包括以下步骤：融合由以下至少一个传感器所测量的数据：图像传感器、超声波传感器和雷达传感器。
斜坡路的信息可以包括：斜坡路的宽度、斜坡路的类型、斜坡路的倾斜度和斜坡路的曲率。
基于斜坡路的宽度的变化，斜坡路的类型可以被确定为上坡路和下坡路中的任一者。
斜坡路的倾斜度可以基于收敛和发散度来估算，其中，所述收敛和发散度通过计算图像内的斜坡路的边界线的收敛和发散度来获得。
测量斜坡路的曲率的步骤可以包括以下步骤：基于所述倾斜度将所述图像变换为平面；根据所述收敛和发散度将变换后的所述图像变换成具有相同宽度的斜坡路；以及检测变换后的斜坡路的曲率。
辅助所述车辆的驾驶操作的步骤可以包括以下步骤：基于斜坡路的曲率显示用于所述车辆的转向控制的引导线路。
另外，根据本发明的实施例，一种驾驶员辅助设备，其包括：导航仪，被配置成确认车辆的位置；图像获取装置，被配置成拍摄所述车辆周围的图像；检测器，被配置成检测所述车辆周围的物体；曲率测量器，被配置成基于由所述图像获取装置和所述检测器获取的信息，测量所述车辆行驶的斜坡路的曲率；控制器，所述控制器被配置成：1)当基于由所述导航仪、所述图像获取装置和所述检测器获取的信息，感测到所述车辆进入斜坡路时，检测斜坡路的信息；2)基于斜坡路的信息确认斜坡路是否为弯路；以及3)基于斜坡路的曲率来辅助所述车辆的驾驶操作。
所述图像获取装置可以至少基于下述一者来实现：全景式监控(AVM)系统、广角摄像机和单目摄影机。
所述检测器可以包括：超声波传感器和雷达传感器。
斜坡路的信息可以包括：斜坡路的宽度、斜坡路的类型、斜坡路的倾斜度和斜坡路的曲率。
所述控制器还可以被配置成：根据由所述图像获取装置获取的图像来检测斜坡路的边界线；并基于已检测的边界线之间的直线距离来检测斜坡路的宽度。
所述控制器还可以被配置成：计算图像内的斜坡路的边界线的收敛和发散度，从而基于计算出的收敛和发散度来估算斜坡路的倾斜度。
所述控制器还可以被配置成：1)基于斜坡路的倾斜度将所述图像变换为一个平面；2)根据所述收敛和发散度将变换后的所述图像变换成具有相同的宽度的斜坡路；3)检测变换后的斜坡路的曲率。
此外，根据本发明的实施例，包含用于执行驾驶员辅助方法的程序指令的非暂时性计算机可读介质包括：感测车辆是否进入斜坡路的程序指令；使用装配在所述车辆内的传感器检测斜坡路的信息的程序指令；基于斜坡路的信息确认斜坡路是否为弯路的程序指令；当确认斜坡路为弯路时，测量斜坡路的曲率的程序指令；以及基于斜坡路的曲率来辅助所述车辆的驾驶操作的程序指令。
附图说明
本发明上述以及其他目的、特征和优点将从下面结合附图的详细描述中显而易见。
图1是根据本发明的实施例示出的驾驶员辅助设备的方框图；
图2是取决于与本发明实施例相关的用车辆的位置的前后的图像内示出斜坡路的形状的实例图；
图3是根据本发明实施例示出的用于描述检测倾斜度的方法的示意图；
图4是根据本发明实施例示出的基于倾斜度校正曲率的实例图；
图5是根据本发明实施例示出的显示基于曲率的引导线路的屏幕；
图6是根据本发明实施例示出的驾驶员辅助方法的流程图。
附图标记
10：导航仪
20：图像获取器
30：检测器
40：曲率测量器
50：显示器
60：控制器
具体实施方式
在下文中，将结合附图详细描述本发明的实施例。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例，而不是为了限制本公开。如这里所用，单数形式“一个”、“一”和“该”旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。应该进一步理解，当术语“包括”和/或“包含”用于本说明书时，规定所述特征、整数、步骤、操作、元件、和/或组件的存在，但不排除一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其中的成员组合的存在或附加。如这里所用，术语“和/或”包括一个或更多关联的列出项的任何和所有的组合。
可以理解，术语“车辆”或“车辆的”或这里所用的其他类似的术语包括一般地机动车辆，如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车的客车，包括各种船舶、飞艇的水运工具等，并且包括混合动力汽车、电动汽车、插电式混合电动汽车、氢动力汽车和其他新能源汽车(例如，来自非石油资源的衍生燃料)。这里提到的混合动力汽车是有两种或更多种动力源的汽车，例如同时有汽油动力和电动的汽车。
此外，应当理解，下面方法或其方面的一个或多个可以由至少一个控制器执行。术语“控制器”可以指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储程序指令，并且处理器被专门编程用于执行程序指令，以执行下面进一步描述的一个或多个处理。此外，可以理解，下面的处理可以通过包括控制器连同其他部件的装置来执行。
此外，本公开的控制器可被实施为含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非瞬时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括，但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在连接网络的计算机系统中，使计算机可读介质以分布的方式存储和执行，例如，由远程信息服务器或控制器局域网(CAN：ControllerArea Network)存储和执行。
参考本发明的实施例，如图1所示的，驾驶员辅助设备包括导航仪10、图像获取装置20(如图像获取器)、检测器30、曲率测量器40、显示器50和控制器60。
导航仪10通过全球定位系统(GPS：global positioning system)接收器(图中未标出)获取车辆的绝对坐标，并将该绝对坐标与储存在存储器(图中未标出)中的地图数据相匹配，从而确认车辆的当前位置。
图像获取装置20配置在车辆内，用于拍摄车辆周围的图像。图像获取装置20实现为全景式监控(AVM：around view monitoring)系统、广角摄像机、单目摄影机等。例如，图像获取装置20响应于控制器60的控制，在车辆的行驶方向上拍摄车辆前方的图像。
检测器30配置在车辆内，用于检测车辆周围的物体。检测器30包括超声波传感器和雷达传感器。
曲率测量器40基于图像获取装置20和检测器30获得的信息来测量斜坡路的曲率。
显示器50是显示关于车辆行驶方向的前方的曲率、引导线路、警报等的信息。这种情况下，显示器50重叠地显示关于图像获取装置20获取的图像的信息。
显示器50可以实现为液晶显示器、柔性显示器、透明显示器、发光显示器(LED：light emitting display)、平视显示器(HUD：head-updisplay)等。
控制器60基于车辆的位置信息和车辆周围的环境信息来确认车辆是否进入斜坡路。即，控制器60基于导航仪10、图像获取装置20和检测器30获取的信息来确认车辆是否进入斜坡路。
有三种方法可以确认车辆是否进入斜坡路。第一，利用导航确认车辆的位置来确认车辆是否进入斜坡路，例如，控制器60使用导航仪10确认所述车辆的位置，来检测车辆是否试图进入建筑物中的地下停车场，并在所述车辆试图进入该地下停车场时识别为车辆进入了斜坡路。第二，控制器60分析车辆周围的环境来确认车辆是否进入了斜坡路。换句话说，控制器60基于装配在车辆中的传感器如图像获取装置20和检测器30测量出的数据来分析车辆周围的环境，从而确认出车辆进入了斜坡路。例如，当控制器60使用传感器感测到道路两边的路缘，车辆是否经过停车控制门，或者当有车辆进入室内停车场的时的警报声等，控制器60识别出车辆进入了斜坡路。第三，利用驾驶员的输入来识别为车辆是否进入了斜坡路。即，当另外设置有具有警告车辆进入建筑物的功能的开关时，控制器60一旦感测到开关的输入就识别为车辆进入了斜坡路，此处，作为开关，还可以使用紧急灯开关或者前灯开关。
当感测到车辆进入了斜坡路时，控制器60使用图像获取装置20和检测器30来检测斜坡路的信息。此处，斜坡路的信息包括斜坡路的宽度、斜坡路的类型(如上坡路、下坡路等)、倾斜度和是弯路。
控制器60融合由图像获取装置20和检测器30获取的信息来检测当前斜坡路的宽度。在这种情况下，控制器60在图像获取装置20获取的图像内，检测路缘、中央隔离带、行驶引导线路等作为斜坡路的边界线，并将检测出的边界线之间的直线距离作为斜坡路的宽度。可选的，控制器60利用超声波传感器或者雷达传感器测量墙面或者障碍物与车辆之间的距离，并使用测量出的距离信息来计算斜坡路的宽度。
控制器60使用图像获取装置20获取的图像信息来确认斜坡路的类型。为此，控制器60利用图像信息来检测作为直线或曲线的斜坡路的边界线L1和L2，并通过参考超声波传感器的测量值来测量斜坡路的宽度。而且，如图2所示，当车辆行驶方向的前方的斜坡路的宽度越来越宽时，控制器60识别为上坡路的起始点P1或者下坡路的终点P4，并且当车辆行驶方向的前方的斜坡路的宽度越来越窄时，控制器60识别为下坡路的起始点P2或者上坡路的终点P3。
控制器60使用斜坡路的宽度来计算斜坡路的边界线的斜率，从而检测倾斜度。参考图3，控制器60提取图像获取装置20获取的图像内的行驶道路(即斜坡路)左边和右边的边界线L1和L2，从而计算斜坡路。而且，控制器60基于下述公式1计算左边和右边的边界线L1和L2的收敛/发散度。
公式1
θ＝(θ1+θ2)/2
在上述公式1中，当θ是(-)时，边界线为收敛的方向；当θ是(+)时，边界线为发散的方向。
当行驶道路不是直路，而是弯路时，如图3下方位置所示，控制器60分割该弯路，并对每个分割区域计算边界线的收敛/发散度，从而获取其平均值。此处，控制器60可以要根据曲率值来调整分割方法。
控制器60基于定义了行驶道路的收敛/发散度θ与倾斜度之间的关系的公式或者查找表(look-up table)来估算与左边和右边的边界线的收敛/发散度θ对应的倾斜度此处，倾斜度是(-)的情况为下坡路，倾斜度是(+)的情况为上坡路，因此该值越大，则倾斜度越大。
当车辆进入的斜坡路是弯路时，控制器60考虑到先前识别出的斜坡路是否为上坡路/下坡路、以及倾斜度，使用曲率测量器40测量斜坡路的曲率。即，控制器60根据图4示出的倾斜度来校正图像中的斜坡路的曲率。
控制器60基于倾斜度将图像获取装置20获取的图像变换为平面，从而测量曲率。这种情况下，尽管下坡路和上坡路被变换为平面，但发散/收敛度将被保持。
控制器60根据收敛和发散度将变换后的图像变换成具有相同的宽度的行驶道路(即斜坡路)。而且，控制器60检测(即测量)变换后的行驶道路的曲率。
控制器60基于测量出的曲率来辅助车辆的驾驶操作。例如，如图5所示，控制器60基于测量出的曲率在显示器50上显示引导线路，从而引导驾驶员的转向操作。
而且，控制器60根据测量出的曲率可以控制转向设备(图中未标出)来自动地控制车辆的转向。
图6是根据本发明实施例示出的驾驶员辅助方法的流程图。参考图6，驾驶员辅助设备的控制器60基于车辆的位置信息和车辆周围的环境信息，感测车辆是否进入斜坡路(S11)。即，控制器60基于导航仪10、图像获取装置20和检测器30获取的信息来确认车辆是否进入斜坡路。
控制器60使用图像获取装置20和检测器30检测斜坡路的信息(S12)。此处，关于斜坡路的信息包括例如斜坡路的宽度、斜坡路的类型、倾斜度和弯路等信息。
控制器60基于关于斜坡路的信息来确认斜坡路是否为弯路(S13)。例如，控制器60从图像获取装置20获取的图像中提取斜坡路的边界线，并基于所提取的边界线的类型来确认斜坡路是弯路还是直路。
当斜坡路是弯路时，控制器60使用曲率测量器40测量斜坡路的曲率(S14)。控制器60基于测量出的曲率来辅助车辆的驾驶操作(S15)。例如，控制器60基于测量出的曲率在显示器50上显示转向轨迹，从而引导驾驶员的转向操作。
如上所述，根据本发明的实施例，当车辆在斜坡路上行驶时，通过使用装配在车辆中的各种类型的传感器来识别斜坡路的宽度，并且使用已确认出的斜坡路的宽度估算出斜坡路的曲率，能够引导转向轨迹(即引导线路)，从而辅助驾驶员的转向操作。尤其是，当车辆驻车在建筑物中、停车楼等中时，能够让经验不足的或者开车不熟练的驾驶员更方便地和更安全地通过狭窄的弯路。
而且，当车辆在下坡路行驶时，能够确认车辆的前表面导致的不可视的部分，并且保障对盲区的驾驶员的视野。另外，根据本发明的实施例的的感测上坡路和下坡路的方法可以应用于真实的道路。
而且，构成本发明的实施例的所有部件可以结合为一体或联合工作，也可以彼此结合，但本发明并不局限于上述实施例。即在本发明范围中，所有的部件可以同时工作，也可以所有的部件中各部件选择性地彼此结合。
而且，除非做出相反的描述，此处使用的术语“包含”、“配置”、“具有”等，可理解为包括所述部件，因此，应该解释为包括其他的组件，而不排除任意其他组件。除非给出不同的定义，可以理解的是，包含技术术语和科学术语在内的所有术语的含义对于本领域技术人员来说是众所周知的。需要知道，通常使用的术语，如字典定义的术语，与现有技术中的含义相一致，并且除非在本发明中清楚地定义，这些术语不能解释为过于理想的或者过分形式的含义。
本领域技术人员可以理解，基于本发明的必要技术特征可以做各种变型和修改。因此，本发明公开的实施例及相应的附图并不用于限制本发明，而用于对本发明实质的描述。本发明的范围并不局限于上述实施例和相应附图。本发明的保护范围包括所附权利要求，而且涵盖包括本发明所述权利要求等效范围内的所有技术思想。

Claims (17)

1.一种驾驶员辅助方法，包括以下步骤：
感测车辆是否进入斜坡路；
使用装配在所述车辆内的传感器检测斜坡路的信息；
基于斜坡路的信息确认斜坡路是否为弯路；
当确认斜坡路为弯路时，测量斜坡路的曲率；以及
基于斜坡路的曲率来辅助所述车辆的驾驶操作。
2.根据权利要求1所述的驾驶员辅助方法，其中感测车辆是否进入斜坡路的步骤包括以下步骤：
将所述车辆的绝对坐标与地图数据相匹配来确认所述车辆的当前位置，并感测所述车辆是否进入了斜坡路。
3.根据权利要求1所述的驾驶员辅助方法，其中感测车辆是否进入斜坡路的步骤包括以下步骤：
基于由摄像机和超声波传感器测量出的数据，分析所述车辆周围的环境来感测所述车辆是否进入了斜坡路。
4.根据权利要求1所述的驾驶员辅助方法，还包括以下步骤：
感测车辆是否进入了建筑物；以及
当感测到所述车辆已经进入了建筑物时，使用开关发出警报。
5.根据权利要求1所述的驾驶员辅助方法，其中检测斜坡路的信息的步骤包括以下步骤：
融合由以下至少一个传感器所测量的数据：图像传感器、超声波传感器和雷达传感器。
6.根据权利要求5所述的驾驶员辅助方法，其中斜坡路的信息包括：
斜坡路的宽度、斜坡路的类型、斜坡路的倾斜度和斜坡路的曲率。
7.根据权利要求6所述的驾驶员辅助方法，其中基于斜坡路的宽度的变化，将斜坡路的类型确定为上坡路和下坡路中的任一种。
8.根据权利要求6所述的驾驶员辅助方法，其中斜坡路的倾斜度基于收敛和发散度来估算，所述收敛和发散度通过计算图像内的斜坡路的边界线的收敛和发散度来获得。
9.根据权利要求8所述的驾驶员辅助方法，其中测量斜坡路的曲率的步骤包括以下步骤：
基于所述倾斜度将所述图像变换为平面；
根据所述收敛和发散度将变换后的图像变换成具有相同宽度的斜坡路；以及
检测变换后的斜坡路的曲率。
10.根据权利要求1所述的驾驶员辅助方法，其中辅助所述车辆的驾驶操作的步骤包括以下步骤：
基于斜坡路的曲率显示用于所述车辆的转向控制的引导线路。
11.一种驾驶员辅助设备，其包括：
导航仪，被配置成确认车辆的位置；
图像获取装置，被配置成拍摄所述车辆周围的图像；
检测器，被配置成检测所述车辆周围的物体；
曲率测量器，被配置成基于由所述图像获取装置和所述检测器获取的信息，测量所述车辆行驶的斜坡路的曲率；以及
控制器，所述控制器被配置成：
1)当基于由所述导航仪、所述图像获取装置和所述检测器获取的信息，感测到所述车辆进入斜坡路时，检测斜坡路的信息；
2)基于斜坡路的信息确认斜坡路是否为弯路；以及
3)基于斜坡路的曲率来辅助所述车辆的驾驶操作。
12.根据权利要求11所述的驾驶员辅助设备，其中所述图像获取装置至少基于下述一者来实现：
全景式监控(AVM)系统、广角摄像机和单目摄影机。
13.根据权利要求11所述的驾驶员辅助设备，其中所述检测器包括：
超声波传感器和雷达传感器。
14.根据权利要求11所述的驾驶员辅助设备，其中斜坡路的信息包括：
斜坡路的宽度、斜坡路的类型、斜坡路的倾斜度和斜坡路的曲率。
15.根据权利要求14所述的驾驶员辅助设备，其中所述控制器还被配置成：
根据由所述图像获取装置获取的图像来检测斜坡路的边界线；并基于已检测的边界线之间的直线距离来检测斜坡路的宽度。
16.根据权利要求15所述的驾驶员辅助设备，其中所述控制器还被配置成：
计算图像内的斜坡路的边界线的收敛和发散度，从而基于计算出的收敛和发散度来估算斜坡路的倾斜度。
17.根据权利要求16所述的驾驶员辅助设备，其中所述控制器还被配置成：
1)基于斜坡路的倾斜度将所述图像变换为一个平面；
2)根据所述收敛和发散度将变换后的图像变换成具有相同的宽度的斜坡路；以及
3)检测变换后的斜坡路的曲率。
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