CN107458308B - 一种辅助驾驶方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种辅助驾驶方法，该方法包括：获取由激光测距仪测得的首次出现在预设范围内的目标与车辆之间的初始距离；识别由摄像头实时捕捉的包括各目标在内的图像，并得出目标的实时图像宽度或高度；根据实时图像宽度或高度、初始距离、镜头焦距以及初始图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出目标与车辆之间的实时距离，并判断实时距离是否小于实时安全距离；若是，获取所述目标对应的位置坐标并根据所述位置坐标控制所述激光测距仪对该目标进行实时测距。本发明的辅助驾驶方法，通过结合单线程激光测距和视频测距，可以有效解决现有技术中测距精度较低的问题，同时还降低了数据处理量，节省了硬件资源，并大幅度降低了使用成本。

Description

一种辅助驾驶方法及系统
技术领域
本申请涉及智能车辆应用领域，尤其涉及一种辅助驾驶方法，本申请同时还涉及一种辅助驾驶系统。
背景技术
随着交通运输事业的快速发展，汽车保有量的急剧增长，公路交通事故目前已经成为全球关注的热点话题。根据相关统计资料表明，驾驶员过错是引发道路交通事故的主要因素，不论从事故总量还是伤亡人数均分别达到总量的90％以上，在这些导致交通事故的因素中，疲劳驾驶以及注意力不集中，超速行驶、随意变道行驶是引发道路交通事故的主要因素。车辆在高速行驶时，几秒的注意力不集中就会引发大的交通事故。通过对统计资料分析表明，80％的交通事故是由于驾驶员注意力不集中导致的。研究表明，如果在交通事故发生前能给驾驶员发出预警，将会有90％的此类事故被避免。为降低交通事故的发生几率，车辆辅助驾驶技术已在汽车中得到广泛使用。
车辆辅助驾驶技术是一种辅助驾驶员进行车辆驾驶的技术。车辆在行驶过程中，可以实时检测行进路途中的障碍物，若该车辆到达障碍物的时间小于预设时间阈值，或者，车辆与障碍物的距离小于预设距离阈值，则车辆向驾驶员发出警告，由驾驶员控制车辆执行相应操作。
现有技术主要是采用机器视觉算法来完成目标的识别和测距，这种方式测距是存在误差的，外界光线环境也会影响测算的数据，且有存在技术瓶颈，有些路况条件是不适用的。
因此，如何针对现有技术的缺陷对识别和测距的方法与系统进行优化，以提高测距的精度是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于背景技术中的问题，本申请提供一种辅助驾驶方法，通过单线程的激光测距和视频测距相结合的方式，在不同情况下交替对目标进行跟踪测距，有效解决了现有技术中测距精度较低的问题，同时还降低了数据处理量，节省了硬件资源，而且大幅度降低了使用成本。
该方法应用于辅助驾驶中，该方法具体包括：
获取由激光测距仪测得的首次出现在预设范围内的目标与所述车辆之间的初始距离；
识别由摄像头实时捕捉的包括各所述目标在内的图像，并得出所述目标的实时图像宽度或高度；
根据所述实时图像宽度或高度、所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离，并判断所述实时距离是否小于实时安全距离；
若是，获取所述目标对应的位置坐标并根据所述位置坐标控制所述激光测距仪对该目标进行实时测距。
优选地，所述预设距离公式中的所述实时距离与所述目标的图像宽度或高度成反比。
优选地，根据所述实时图像宽度或高度、所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离，具体为：
根据所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度计算出所述目标的实际宽度或高度；
根据所述目标的实际宽度或高度、所述摄像头的镜头焦距以及与所述目标的图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离。
优选地，当所述预设范围内出现多个目标时，以处于所述车辆对应车道内的所述目标作为第一处理优先级，其他车道内的各所述目标根据其与所述车辆间的距离远近确定处理优先级。
优选地，在判断所述实时距离小于实时安全距离，则控制所述激光测距仪对所述目标进行实时测距之后，还包括：
判断所述激光测距仪对所述目标进行实时测距的大小是否小于实时安全距离；
若是，则发出危险警报。
相应地，本申请还提供了一种辅助驾驶系统，所述系统包括：
数据获取模块，获取由激光测距仪测得的首次出现在预设范围内的目标与所述车辆之间的初始距离；
图像识别模块，识别由摄像头实时捕捉的包括各所述目标在内的图像，并得出所述目标的实时图像宽度或高度；
计算处理模块，根据所述实时图像宽度或高度、所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离，并判断所述实时距离是否小于实时安全距离；
云台驱动模块，在当所述实时距离小于实时安全距离时，获取所述目标对应的位置坐标并根据所述位置坐标控制所述激光测距仪对该目标进行实时测距。
优选地，所述预设距离公式中的所述实时距离与所述目标的图像宽度或高度成反比。
优选地，所述计算处理模块具体用于：
根据所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度计算出所述目标的实际宽度或高度；
根据所述目标的实际宽度或高度、所述摄像头的镜头焦距以及与所述目标的图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离。
优选地，当所述预设范围内出现多个目标时，以处于所述车辆对应车道内的所述目标作为第一处理优先级，其他车道内的各所述目标根据其与所述车辆间的距离远近确定处理优先级。
优选地，所述系统还包括：
判断报警模块，判断所述激光测距仪对所述目标进行实时测距的大小是否小于实时安全距离；
若是，则发出危险警报。
由以上内容可知，通过应用本申请的技术方案，在针对现有技术辅助驾驶中的测距过程，通过单线程的激光测距和视频测距相结合的方式，在不同情况下交替对目标进行跟踪测距，有效解决了现有技术中测距精度较低的问题，同时还降低了数据处理量，节省了硬件资源，同时大幅度降低了使用成本。
附图说明
图1为本申请提出的一种辅助驾驶方法的流程示意图；
图2为本申请具体实施例所提出的一种辅助驾驶方法的流程示意图；
图3为本申请具体实施例的摄像头成像原理图；
图4为本申请具体实施例的多目标测距的示意图；
图5为本申请具体实施例所提出的一种辅助驾驶系统的结构示意图；
图6为本申请提出的一种辅助驾驶系统的结构示意图。
具体实施方式
有鉴于背景技术中的问题，本申请提供一种辅助驾驶方法，应用于辅助驾驶系统中，所述辅助驾驶系统安装于车辆上，通过单线程的激光测距和视频测距相结合的方式，在不同情况下交替对目标进行跟踪测距，有效解决了现有技术中测距精度较低的问题，同时还降低了数据处理量，节省了硬件资源，同时大幅度降低了使用成本。本申请中所提及的目标与距离的测算不只局限于车辆，非机动车和行人(甚至动物)等其他出现在道路上的目标都可以测距。
为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，为本申请提出的辅助驾驶方法的流程示意图，包括以下步骤：
S101获取由激光测距仪测得的首次出现在预设范围内的目标与所述车辆之间的初始距离。
S102识别由摄像头实时捕捉的包括各所述目标在内的图像，并得出所述目标的实时图像宽度或高度。
S103根据所述实时图像宽度或高度、所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离，并判断所述实时距离是否小于实时安全距离。
需要说明的是，本申请中所提及的实时安全距离是根据实时本车车速与实时目标车速通过相应地算法计算生成，其中本车车速是通过OBD接口获得的，目标车速是通过预设的程序算法获取。
举例来说，两辆车A和B，其中A车中安装有本发明的辅助驾驶系统，通过激光或是视频算法可以获取到当前时刻A与B的车距D1以及t秒后A与B的车距D2，车辆A的车速可以通过车辆的OBD接口获取，A的车速*t秒＝A车前进的距离S1，那么t秒内B车行进的距离S2＝D2-(D1-S1)，S2/t秒＝B车的车速。计算两辆车的车速是为了更准确的算出安全车距，车速越快需要保持的安全车距就越大，所以这个值是个变量。只有当车距数值在变小的时候才需要计算车速，此时A车的车速大于B车的车速。若当车距数值保持不变时两个车辆的车速是一样的，这时是不会发生追尾的；当车距数值越来越大，证明B车的车速要高于A车，此时也不会发生追尾。
具体的，所述预设距离公式中的所述实时距离与所述目标的图像宽度或高度成反比。故本申请提出了一种实时距离的计算公式：
F＝D*(f/d)或F＝H*(f/h)
其中，F是车辆与目标的实时距离，D是车辆的实际宽度，f是摄像头的焦距即为一常数，d为目标的图像宽度，H是车辆的实际高度，h为目标的图像高度。
本申请具体实施方式还公开了以下车辆与目标之间实时距离的计算步骤：
a)根据所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度计算出所述目标的实际宽度或高度；
b)根据所述目标的实际宽度或高度、所述摄像头的镜头焦距以及与所述目标的图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离。
需要说明的是，本申请中计算出实时距离的相对值或绝对值均可，故提出一种实时距离的计算方法，本申请的保护范围并不限于上述计算方法，也就是说，进行以上实时距离的计算方法仅为本申请优选实施例提出的示例，在此基础上还可以选择其他方式来进行计算，以使本申请适用于更多的应用领域，这些改进都属于本发明的保护范围。
另外，本申请中若采用目标的实际高度作为计算参数，则需要对应识别出目标的实时高度；若采用实际宽度作为计算参数，则需要对应识别出目标的实时宽度。
S104若是，获取所述目标对应的位置坐标并根据所述位置坐标控制所述激光测距仪对该目标进行实时测距。
具体的，激光测距仪为单线程激光，某一时刻只能跟踪单一目标，但是摄像头在该时刻可以捕捉多个目标，此时如何确定激光测距仪的跟踪顺序决定着最终的测距精度。因此，当计算出多个所述目标对应的实时距离后，以处于所述车辆对应车道内的目标作为第一处理优先级，其他车道内的各所述目标根据其与所述车辆间的距离远近确定处理优先级。即优先处理本车道内的目标，其他车道内的目标根据其与所述车辆间的距离远近行排序，离车辆越近的目标处理优先级越高。
目标所处图像上设有参考线或坐标网格，通过判断目标的位于参考线的或坐标网格具体位置判断目标与车辆之间的远近关系，其他车道内的目标根据其与所述车辆间的距离远近行排序，离车辆越近的目标处理优先级越高。
需要说明的是，本申请中所提及的参考线或坐标网格用于估算目标与车辆之间距离，本申请的保护范围并不限于上述形式，也就是说，进行以上车辆与目标距离的估算方法仅为本申请优选实施例提出的示例，在此基础上还可以选择其他方式来参考与估算，以使本申请适用于更多的应用领域，这些改进都属于本发明的保护范围。
具体的，在判断所述实时距离小于实时安全距离，则控制所述激光测距仪对所述目标进行实时测距之后，还包括：
判断所述激光测距仪对所述目标进行实时测距的大小是否小于实时安全距离；
若是，则发出危险警报。
需要说明的是，本申请在当车距处于实时安全距离时，通过识别摄像头所捕捉的图像计算目标的实时距离，当所述实距离达到实时危险报警距离时，控制激光测距仪再次指向该目标，进行数据修正，以防止误报，即车距接近危险车距数值时，测距方式会由视频测距切换为激光测距。若激光测距的结果同样达到危险报警距离时发出报警，然后此时的测距方式保持为激光测距，当车距处于安全距离时报警停止，测距方式切换为视频测距。
为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合图2-5所示的具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。
该具体应用场景中的辅助驾驶系统包括摄像头、激光测距模块、视屏处理模块、视屏存储模块、识别算法模块、信息处理模块与云台驱动模块。
摄像头用于捕捉目标的图像，激光测距仪用于测量车辆与目标之间的距离。视屏处理模块对视屏图像进行处理后发送至视屏存储模块进行存储，以及发送至识别算法模块进行目标的实时图像宽度或高度的识别。信息处理模块，通过识别算法模块发送实时图像宽度或高度的计算出所述目标与车辆之间的实时距离，并判断实时距离是否小于实时安全距离。若实时距离小于实时安全距离，则向云台驱动模块发送信号以切换激光测距仪对该目标进行跟踪测距；若实时距离不小于实时安全距离，则向云台驱动模块发送信号仍通过摄像头对该目标进行测距。
本具体应用场景中的辅助驾驶方法步骤如下：
a)当目标车辆首次出现，使用激光模块进行单次测距，判断车距是否安全；
b)若安全，由视屏模块持续测距；
c)若不安全，发出警报使用激光模块进行测距；
故通过应用本申请的技术方案，可通过单线程的激光测距和视频测距相结合的方式，在不同情况下交替对目标进行跟踪测距，有效解决了现有技术中测距精度较低的问题，同时还降低了数据处理量，节省了硬件资源，同时大幅度降低了使用成本。
相应地，本申请还提供了一种辅助驾驶系统，所述系统包括：
数据获取模块601，获取由激光测距仪测得的首次出现在预设范围内的目标与所述车辆之间的初始距离；
图像识别模块602，识别由摄像头实时捕捉的包括各所述目标在内的图像，并得出所述目标的实时图像宽度或高度；
计算处理模块603，根据所述实时图像宽度或高度、所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离，并判断所述实时距离是否小于实时安全距离；
云台驱动模块604，在当所述实时距离小于实时安全距离时，获取所述目标对应的位置坐标并根据所述位置坐标控制所述激光测距仪对该目标进行实时测距。
在具体的应用场景中，所述预设距离公式中的所述实时距离与所述目标的图像宽度或高度成反比。
在具体的应用场景中，所述计算处理模块具体用于：
根据所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度计算出所述目标的实际宽度或高度；
根据所述目标的实际宽度或高度、所述摄像头的镜头焦距以及与所述目标的图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离。
在具体的应用场景中，当所述预设范围内出现多个目标时，以处于所述车辆对应车道内的所述目标作为第一处理优先级，其他车道内的各所述目标根据其与所述车辆间的距离远近确定处理优先级。
在具体的应用场景中，所述系统还包括：
判断报警模块，判断所述激光测距仪对所述目标进行实时测距的大小是否小于实时安全距离；
若是，则发出危险警报。
综上所述，通过应用本申请的技术方案，在针对现有技术辅助驾驶中的测距过程，通过单线程的激光测距和视频测距相结合的方式，在不同情况下交替对目标进行跟踪测距，有效解决了现有技术中测距精度较低的问题，同时还降低了数据处理量，节省了硬件资源，同时大幅度降低了使用成本。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施场景所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种辅助驾驶方法，应用于辅助驾驶系统中，所述辅助驾驶系统安装于车辆上，其特征在于，所述方法包括：
获取由激光测距仪测得的首次出现在预设范围内的目标与所述车辆之间的初始距离；
识别由摄像头实时捕捉的包括各所述目标在内的图像，并得出所述目标的实时图像宽度或高度；
根据所述实时图像宽度或高度、所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离，并判断所述实时距离是否小于实时安全距离；
若是，获取所述目标对应的位置坐标并根据所述位置坐标控制所述激光测距仪对该目标进行实时测距。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设距离公式中的所述实时距离与所述目标的图像宽度或高度成反比。
3.如权利要求1或2任一项所述的方法，其特征在于，根据所述实时图像宽度或高度、所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离，具体为：
根据所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度计算出所述目标的实际宽度或高度；
根据所述目标的实际宽度或高度、所述摄像头的镜头焦距以及与所述目标的图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述预设范围内出现多个目标时，以处于所述车辆对应车道内的所述目标作为第一处理优先级，其他车道内的各所述目标根据其与所述车辆间的距离远近确定处理优先级。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断所述实时距离小于实时安全距离，则控制所述激光测距仪对所述目标进行实时测距之后，还包括：
判断所述激光测距仪对所述目标进行实时测距的大小是否小于实时安全距离；
若是，则发出危险警报。
6.一种辅助驾驶系统，所述辅助驾驶系统安装于车辆上，其特征在于，所述系统包括：
数据获取模块，获取由激光测距仪测得的首次出现在预设范围内的目标与所述车辆之间的初始距离；
图像识别模块，识别由摄像头实时捕捉的包括各所述目标在内的图像，并得出所述目标的实时图像宽度或高度；
计算处理模块，根据所述实时图像宽度或高度、所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离，并判断所述实时距离是否小于实时安全距离；
云台驱动模块，在当所述实时距离小于实时安全距离时，获取所述目标对应的位置坐标并根据所述位置坐标控制所述激光测距仪对该目标进行实时测距。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预设距离公式中的所述实时距离与所述目标的图像宽度或高度成反比。
8.如权利要求6或7任一项所述的系统，其特征在于，所述计算处理模块具体用于：
根据所述初始距离、所述摄像头的镜头焦距以及所述初始距离对应的初始图像宽度或高度计算出所述目标的实际宽度或高度；
根据所述目标的实际宽度或高度、所述摄像头的镜头焦距以及与所述目标的图像宽度或高度通过预设距离公式实时计算出所述目标与车辆之间的实时距离。
9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，当所述预设范围内出现多个目标时，以处于所述车辆对应车道内的所述目标作为第一处理优先级，其他车道内的各所述目标根据其与所述车辆间的距离远近确定处理优先级。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
判断报警模块，判断所述激光测距仪对所述目标进行实时测距的大小是否小于实时安全距离；
若是，则发出危险警报。
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