CN108230486B

CN108230486B - 一种探测路面凹凸的方法及行车记录仪

Info

Publication number: CN108230486B
Application number: CN201711341650.2A
Authority: CN
Inventors: 祁琪; 刘灿昆; 康鹏
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Geely Sichuan Commercial Vehicle Co Ltd; Zhejiang Geely New Energy Commercial Vehicle Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Geely Sichuan Commercial Vehicle Co Ltd; Zhejiang Geely New Energy Commercial Vehicle Co Ltd
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2021-01-05
Anticipated expiration: 2037-12-14
Also published as: CN108230486A

Abstract

本发明涉及行车路面的路况判断技术领域，公开了一种探测路面凹凸的方法及行车记录仪，对灰度处理后的图片进行区域分割，计算并判断每个区域的平均亮度值是否小于第一阈值或是否大于第二阈值，通过判断结果确定每个区域是阴影还是明亮，计算并判断阴影区域的个数是否小于第一预设阈值，明亮区域的个数是否小于第二预设阈值，通过判断结果输出路面的平整度状态，并且在当输出路面平整度好时继续计算并判断分割区域的亮度值的方差值是否小于预设方差值，并输出是否有路障的判断结果。本发明对路面的凹凸情况作出判断，使得驾驶员能够提前做好应对措施，避免车辆受损甚至人员伤亡。

Description

一种探测路面凹凸的方法及行车记录仪

技术领域

本发明涉及车辆行车路面的路况判断技术领域，具体公开了一种探测路面凹凸的方法及行车记录仪。

背景技术

随着我国汽车保有量的不断增加，交通事故发生率增加，驾驶员通常在汽车上安装行车记录仪，行车记录仪能够对行车过程进行记录，以便在遇到过程中进行取证。此外，驾驶员对行车对车辆行驶安全性的要求越来越重视，但当驾驶员面对复杂多变的路况时，车辆行驶在凹凸不平的道路或有大石头等障碍物的道路，车辆底盘容易与地面接触而使底盘零部件磕碰或刮伤，甚至导致底盘零部件变形、断裂，严重影响汽车的行驶安全和使用寿命，或者汽车轮胎陷入凹坑里，造成危险和损失。

中国授权专利公告号102745131B，公开日2012-10-24，该发明公开了一种防止汽车底盘刮擦的装置，在汽车行进时，通过各测距传感器探测其与地面的距离，并将该距离信息发送至控制单元，控制单元综合比较各个测距传感器与地面的距离，并得出最小的离地距离，根据该最小的离地距离及预存储的汽车底盘高度来判断是否会发生底盘刮擦，并将判断结果通过警示单元向驾驶员发出相关提示。

这种技术方案的缺点在于：首先，传感器探测的是汽车在行驶过程中车身各部至路面的距离，实际中，如果路面的障碍物高于汽车前方车身下的部件时，在未探测其距离时就已经和汽车发生碰擦，具有滞后性，也就是说，不能有效的对前方的未知路面进行勘测；本申请意在提供一种可以探测路面凹凸的方法及行车记录仪，可以在对行车过程进行记录的同时获取前方路面的凹凸情况，并对车辆行驶前方的路面的凹凸情况进行判断，使得驾驶员能够提前做好应对措施，有效避免车辆受损甚至人员伤亡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中的行车记录只能对行车过程进行记录，功能单一，以及现有技术中不能有效的对前方的未知路面进行勘测，导致驾驶员不能有效避让障碍路面，造成车辆损坏及人员伤亡的问题。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种探测路面凹凸的方法，所述方法包括，设定行车路线，摄取车辆行驶前方的路面画面，截取所摄取画面中的凹凸路面的图片，

对截取的凹凸路面的图片进行灰度化处理；

计算灰度化处理后的图片的平均亮度值j，

将灰度化处理后的图片分割为M×N个区域，

计算每个区域的平均亮度值i，其中，M和N均取正整数；

确定第一阈值a和第二阈值b，所述第一阈值a＝j-α，所述第二阈值b＝j+β，其中，α为平均亮度值j的负公差值，β为平均亮度值j的正公差值；

判断i是否小于a，若是，则输出该区域为阴影区域，若否，判断i是否大于b，若是，则输出该区域为明亮区域；

计算图片中阴影区域的个数m和明亮区域的个数n，其中，m和n均取正整数；

判断阴影区域的个数m是否小于第一预设阈值m_t，

判断明亮区域的个数n是否小于第二预设阈值n_t，

若m小于m_t且n小于n_t，输出路面平整度好；否则，输出路面平整度差；

若路面平整度好，则计算M×N个区域的亮度值的方差值σ²，

σ²为每个区域的平均亮度值的总体方差，i为每个区域的平均亮度值，j为所截取图片经灰度处理后的平均亮度值，M×N为划分区域的总个数；

判断σ²是否小于预设方差值σ_t ²，若是，输出前方有路障。

进一步的，所述图片上的阴影区域为路面凹坑，所述图片上的明亮区域为路面凸起。

进一步的，所述第一预设阈值m_t为判断路面为平整度状态时所容许的凹坑个数的最大值，所述第二预设阈值n_t为判断路面为平整状态时所容许的凸起的个数的最大值。

作为优选的，所述凹凸路面的探测结果同步上传至云端。

进一步的，本发明还提供了一种可以实现上述方法的行车记录仪，所述行车记录仪包括

图片处理模块，用于对截取的摄像画面中的凹凸路面的图片进行灰度处理；

第一计算模块，计算灰度处理后的图片的平均亮度值j；

图片分割模块，将灰度处理后的图片分割为M×N个区域，其中，M和N均取正整数；

第二计算模块，计算每个区域的平均亮度值i；

第一判断模块，判断i值是否小于第一阈值a，所述第一阈值a＝j-α，其中，α为平均亮度值j的负公差值；

第二判断模块，判断i值是否大于第二阈值b，所述第二阈值b＝j+β，其中，β为平均亮度值j的正公差值；

第一输出模块，当第一判断模块判断i值小于第一阈值时，输出i值的对应区域为阴影区域；

第二输出模块，当第二判断模块判断i值大于第二阈值b时，输出i值的对应区域为明亮区域；

第三计算模块，计算阴影区域的个数m和明亮区域的个数n，其中m和n均取正整数；

第三判断模块，判断阴影区域的个数m是否小于第一预设阈值m_t；

第四判断模块，判断明亮区域的个数n是否小于第二预设阈值n_t；

第三输出模块，当m小于m_t且n小于n_t时，输出路面平整度好，否则，输出路面平整度差；

第四计算模块，当第三输出模块输出路面平整度好时，计算M×N个区域的亮度值的方差值σ²，

第五判断模块，判断σ²是否小于预设方差值σ_t ²；

第四输出模块，当第五判断模块判断σ²小于σ_t ²时，输出前方有路障。

作为优选的，所述凹凸路面的探测结果同步上传至云端。

采用上述技术方案，本发明所述的探测路面凹凸的方法及行车记录仪具有如下有益效果：

1)采用本发明的技术方案，当汽车行驶在颠簸道路上时，可通过安装在车辆前部的摄像头对前方路面进行影像摄取并从摄取到的影像中截取图片，通过对图片的处理从而判断行驶路线的前方是否有路障，可及时对汽车前方路面进行勘测，使得驾驶员能够提前做好应对措施，避免车辆受损甚至人员伤亡，同时也可以使驾驶员在驾驶的过程中不用实时关注路口情况，一定程度上减小了驾驶员的驾驶疲劳。

2)采用本发明的技术方案，通过行车记录仪集成各个实现路面凹凸探测的模块，使车辆在行驶的过程中不仅能够对行车过程能够记录，而且能够及时对车辆的行驶前方进行勘测，增加了行车记录仪的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例一所述的路面凹凸的探测方法的流程图；

图2是实施例二所述的行车记录仪的模块图；

图中，1-图片处理模块，2-第一计算模块，3-第二计算模块，4-第三计算模块，5-第四计算模块，6-图片分割模块，7-第一判断模块，8-第二判断模块，9-第三判断模块，10-第四判断模块，11-第五判断模块，12-第一输出模块，13-第二输出模块，14-第三输出模块，15-第四输出模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例一：

目前，人们在出行前总是会进行路线导航，选择一条合适的路线，但是由于路面常年承载重量以及一些环境的影响，难免会出现凹坑，使路面凹凸不平，本发明针对路面的的凹凸不平，提供了一种探测路面凹凸的方法，以便能够及时将路面凹凸情况反馈给驾驶员，使得驾驶员能够提前做好应对措施，避免车辆损失或人员伤亡。具体的，参阅图1，本实施例所述的探测路面凹凸的方法具体包括如下步骤：

S1、设定行车路线，摄取车辆行驶前方的路面画面，截取所摄取画面中的凹凸路面的图片，作为优选的，每截取一次图片的时间相等，且每个图片的截取距离下个图片的截取的时间间隔也是一样的，同理，每次截取的图片的尺寸相等。

S2、对截取的凹凸路面的图片进行灰度化处理；

S3、计算灰度化处理后的图片的平均亮度值j，

S4、将灰度处理后的图片分割为M×N个区域，其中，M和N均取正整数；作为优选的，在本实施中，所述M取3，N取3，则将图片分割为3×3＝9个区域，作为优选的，每个区域为10mm×10mm的方格，并且设定每个区域代表实际路面的尺寸是1m×1m；

S5、计算每个区域的平均亮度值i；

S6、确定第一阈值a和第二阈值b，所述第一阈值a＝j-α，所述第二阈值b＝j+β，其中，α为图片的平均亮度值j的负公差值，β为图片的平均亮度值j的正公差值；可以理解的是，在本实施例中，所计算的图片的平均亮度值j＝150，每个区域的平均亮度值i如表1所示，每个区域中的数字代表该区域的平均亮度值i；进一步的，取图片的平均亮度值j的负公差值为α＝20，取图片额平均亮度值j的正公差值为β＝20，则所述第一阈值a＝130，所述第二阈值b＝170；

80	150	150
			150	150	180
100	150	200

表1

S7、判断i是否小于a，即依次判断上述每个区域的平均亮度值是否小于130，若是，则输出该区域为阴影区域，若否，则判断i是否大于b，即判断上述每个区域的平均亮度值i是否小于170，若是，则输出该区域为明亮区域；可以理解的是，在判断i是否大于b时可以对上述表格中的i值依次与b进行比较，也可以仅仅对大于a的i值进行比较，具体的，所述图片上的阴影区域代表实际路面上有凹坑，将图片所述图片上的明亮区域为路面凸起可以理解的是，进一步的，当每个区域的平均亮度值在a和b之间时，我们可以认为光亮是正常的，即在此区域路面是平整的。

S8、计算图片中阴影区域的个数m和明亮区域的个数n，其中，m和n均取正整数；具体的，通过上述步骤可以知道，m的个数为2个，n的个数为2个。

S9、判断阴影区域的个数m是否小于第一预设阈值m_t，所述第一预设阈值m_t为判断路面为平整度状态时所容许的凹坑个数的最大值，作为优选的，本实施例中，所述第一预设阈值m_t取3。

S10、判断明亮区域的个数n是否小于第二预设阈值n_t，若m小于m_t且n小于n_t，输出路面平整度好，并继续执行步骤S12，否则，输出路面平整度差；具体的，所述第二预设阈值n_t为判断路面为平整状态时所容许的凸起的个数的最大值，作为优选的，本实施例中，所述第一预设阈值n_t取3。

进一步的，通过上述步骤S9和步骤S10的判断可知，m小于m_t且n小于n_t，因此，判断出路面平整度好。进一步的，在判断路面平整度好后，继续执行步骤S12。

S11、计算M×N个区域的亮度值的方差值σ²，

σ²为每个区域的平均亮度值的总体方差，i为每个区域的平均亮度值，j为所截取图片经灰度处理后的平均亮度值，M×N为划分区域的总个数，具体的，在本实施例中，所述σ²的计算结果为σ²＝1200；

S12、判断σ²是否小于预设方差值σ_t ²，若是，输出前方有路障，作为优选的，所述预设方差值为1300，因此，在本实施例中，输出结果为前方有路障。

作为优选的，在本实施例中，所述凹凸路面的探测结果同步上传至云端。

实施例二：

本实施例提供了一涉及实施例一所述的探测路面凹凸的方法的行车记录仪，具体的，所述行车记录仪包括，

图片处理模块1，用于对截取的摄像画面中的凹凸路面的图片进行灰度处理；

第一计算模块2，计算灰度处理后的图片的平均亮度值j；

图片分割模块6，将灰度处理后的图片分割为M×N个区域，其中，M和N均取正整数；作为优选的，在本实施中，所述M取3，N取3，则将图片分割为3×3＝9个区域，作为优选的，每个区域为10mm×10mm的方格，并且设定每个区域代表实际路面的尺寸是1m×1m；

第二计算模块3，计算每个区域的平均亮度值i；

可以理解的是，在本实施例中，所述第一计算模块2计算的图片的平均亮度值j＝150，所述第二计算模块3计算的每个区域的平均亮度值i如表1所示，取图片的平均亮度值j的负公差值为α＝20，取图片的平均亮度值j的正公差值为β＝20，则所述第一阈值a＝130，所述第二阈值b＝170；

80	150	150
			150	150	180
100	150	200

表2

第一判断模块7，判断i值是否小于第一阈值a，所述第一阈值a＝j-α，其中，α为平均亮度值j的负公差值；

第二判断模块8，判断i值是否大于第二阈值b，所述第二阈值b＝j+β，其中，β为平均亮度值j的正公差值；

可以理解的是，所述第一判断模块7判断i是否小于a的步骤即为依次判断上述每个区域的平均亮度值是否小于130，若是，则输出该区域为阴影区域，若否，则通过第二判断模块8判断i是否大于b，即判断上述每个区域的平均亮度值i是否小于170，若是，则输出该区域为明亮区域；可以理解的是，在判断i是否大于b时可以对上述表格中的i值依次与b进行比较，也可以仅仅对大于a的i值进行比较。

第一输出模块12，当第一判断模块7判断i值小于第一阈值a时，输出i值的对应区域为阴影区域；

第二输出模块13，当第二判断模块8判断i值大于第二阈值b时，输出i值的对应区域为明亮区域；

具体的，所述图片上的阴影区域代表实际路面上有凹坑，将图片所述图片上的明亮区域为路面凸起，可以理解的是，进一步的，当每个区域的平均亮度值在a和b之间时，我们可以认为光亮是正常的，即在此区域路面是平整的。

第三计算模块4，计算阴影区域的个数m和明亮区域的个数n，其中m和n均取正整数，具体的，本实施例的计算结果为m＝2，n＝2；

第三判断模块9，判断阴影区域的个数m是否小于第一预设阈值m_t，可以理解的是，所述第一预设阈值m_t为判断路面为平整度状态时所容许的凹坑个数的最大值，作为优选的，本实施例中，所述第一预设阈值m_t取3。

第四判断模块10，判断明亮区域的个数n是否小于第二预设阈值n_t，可以理解的是，所述第二预设阈值n_t为判断路面为平整状态时所容许的凸起的个数的最大值，作为优选的，本实施例中，所述第一预设阈值n_t取3。

第三输出模块14，当m小于m_t且n小于n_t时，输出路面平整度好，否则，输出路面平整度差；

第四计算模块5，当第三输出模块14输出路面平整度好时，计算M×N个区域的亮度值的方差值σ²，

σ²为每个区域的平均亮度值的总体方差，i为每个区域的平均亮度值，j为所截取图片经灰度处理后的平均亮度值，M×N为划分区域的总个数，在本实施例中，所述σ²的计算结果为σ²＝1200；

第五判断模块11，判断σ²是否小于预设方差值σ_t ²，在本实施例中预设方差值为1300，

第四输出模块15，当第五判断模块11判断σ²小于σ_t ²时，输出前方有路障,在本实施例中判断结果为σ²＜σ_t ²，因此，输出前方有路障的结果。

作为优选的，所述凹凸路面的探测结果同步上传至云端。

显然的，区域M×N中M和N的个数可以为其它设定个数，并不仅限于上述实施例中的设定个数。

作为优选的，在上述实施例中，将本次探测的路面凹凸结果上传至云端后，下次再行规划形同路线时，可以直接调取存储在云端中的路面凹凸数据，使驾驶员能够提前做好应对措施，或者重新设置一条路线。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种探测路面凹凸的方法，其特征在于，包括，

设定行车路线，摄取车辆行驶前方的路面画面，截取所摄取画面中的凹凸路面的图片，

对截取的凹凸路面的图片进行灰度化处理；

计算灰度化处理后的图片的平均亮度值j；

将灰度化处理后的图片分割为M×N个区域，其中，M和N均取正整数；

计算每个区域的平均亮度值i；

确定第一阈值a和第二阈值b，所述第一阈值a＝j-α，所述第二阈值b＝j+β，其中，α为图片的平均亮度值j的负公差值，β为图片的平均亮度值j的正公差值；

判断i是否小于a，若是，则输出该区域为阴影区域，确定路面上有凹坑；若否，判断i是否大于b，若是，则输出该区域为明亮区域，确定路面上有凸起；

判断阴影区域的个数m是否小于第一预设阈值m_t，其中，所述第一预设阈值m_t为判断路面为平整度状态时所容许的凹坑个数的最大值；

判断明亮区域的个数n是否小于第二预设阈值n_t，其中，所述第二预设阈值n_t为判断路面为平整状态时所容许的凸起的个数的最大值；

若m小于m_t且n小于n_t，输出路面平整度好，否则，输出路面平整度差；

若路面平整度好，则计算M×N个区域的亮度值的方差值σ²，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹凸路面的探测结果同步上传至云端。

3.一种用于实现权利要求1所述方法的行车记录仪，其特征在于，所述行车记录仪包括，

图片处理模块(1)，用于对截取的摄像画面中的凹凸路面的图片进行灰度处理；

第一计算模块(2)，计算灰度处理后的图片的平均亮度值j；

图片分割模块(6)，将灰度处理后的图片分割为M×N个区域，其中，M和N均取正整数；

第二计算模块(3)，计算每个区域的平均亮度值i；

第一判断模块(7)，判断i值是否小于第一阈值a，所述第一阈值a＝j-α，其中，α为平均亮度值j的负公差值；

第二判断模块(8)，判断i值是否大于第二阈值b，所述第二阈值b＝j+β，其中，β为平均亮度值j的正公差值；

第一输出模块(12)，当第一判断模块(7)判断i值小于第一阈值a时，输出i值的对应区域为阴影区域，确定路面上有凹坑；

第二输出模块(13)，当第二判断模块(8)判断i值大于第二阈值b时，输出i值的对应区域为明亮区域，确定路面上有凸起；

第三计算模块(4)，计算阴影区域的个数m和明亮区域的个数n，其中m和n均取正整数；

第三判断模块(9)，判断阴影区域的个数m是否小于第一预设阈值m_t，其中，所述第一预设阈值m_t为判断路面为平整度状态时所容许的凹坑个数的最大值；

第四判断模块(10)，判断明亮区域的个数n是否小于第二预设阈值n_t，其中，所述第二预设阈值n_t为判断路面为平整状态时所容许的凸起的个数的最大值；

第三输出模块(14)，当m小于m_t且n小于n_t时，输出路面平整度好，否则输出路面平整度差；

第四计算模块(5)，当第三输出模块(14)输出路面平整度好时，计算M×N个区域的亮度值的方差值σ²，

第五判断模块(11)，判断σ²是否小于预设方差值σ_t ²；

第四输出模块(15)，当第五判断模块(11)判断σ²小于σ_t ²时，输出前方有路障。

4.根据权利要求3所述的行车记录仪，其特征在于，所述凹凸路面的探测结果同步上传至云端。