CN108569279A - 用于识别车位的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车高级辅助驾驶技术，特别涉及用于识别车位的方法和装置以及实施该方法的计算机存储介质。按照本发明的方法包含下列步骤：在车辆行进过程中利用设置于车辆侧部的超声波传感器获取由车辆附近的障碍物反射的回波信号；基于所述回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的变化曲线；基于所述变化曲线确定车位深度；以及基于所述变化曲线确定车位的起始位置和结束位置以得到车位长度。
Description
技术领域
本发明涉及汽车高级辅助驾驶技术，特别涉及用于识别车位的方法和装置以及实施该方法的计算机存储介质。
背景技术
高级辅助驾驶技术利用车载传感器来感应车辆周围的环境，对静态和动态物体进行识别、侦测和追踪，并进行运算和分析，从而预先让驾驶者察觉到各种情况，有效增加驾驶的安全性和舒适性。
泊车是一个令人头痛的问题，特别是在城市中。为此，业界已经并且正在开发各种自动或辅助泊车技术，其中，如何准确识别出车位的轮廓特征是关键技术。现有的解决方案包括利用超声波传感器的空间车位的识别和利用摄像头的线车位的识别。
在空间车位的识别中，超声波传感器被用于前后障碍物的感知，当车辆经过空车位时，超声波传感器检测到的车辆与障碍物之间的距离值将会发生两次跳变，由此可以确定车位的几何特征。但是由于环境噪声的影响，超声波传感器接收的回波信号中常夹杂各种干扰信号，这导致车位识别率和识别精度不能令人满意。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于识别车位的方法和装置，其具有识别率高和实施成本低等优点。
按照本发明一个方面的用于识别车位的方法包含下列步骤：
在车辆行进过程中利用设置于车辆侧部的超声波传感器获取由车辆附近的障碍物反射的回波信号；
基于所述回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的变化曲线；
基于所述变化曲线确定车位深度；以及
基于所述变化曲线确定车位的起始位置和结束位置以得到车位长度。
优选地，在上述方法中，利用相距设定间隔的第一超声波传感器和第二超声波传感器来获取所述回波信号，并且生成所述变化曲线的步骤包括：
基于利用第一超声波传感器获取的回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的第一变化曲线；
基于利用第二超声波传感器获取的回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的第二变化曲线；以及
组合所述第一变化曲线和第二变化曲线以生成所述变化曲线。
在上述实施方式中，通过组合多个超声波传感器的回波信号来生成变化曲线可以提高抗干扰能力，有助于提高车位的识别率。
优选地，在上述方法中，确定车位深度的步骤包括：
将所述变化曲线中所表示的车辆与障碍物之间的距离的最大值设定为车位深度。
优选地，在上述方法中，进一步包括确定车位类型的步骤。
优选地，在上述方法中，确定车位类型的步骤包括：
统计所述变化曲线中的各个阶梯的宽度；以及
基于各个阶梯的宽度的分布确定车位属于平行车位还是垂直车位。
优选地，在上述方法中，确定车位的起始位置和结束位置的步骤包括：
基于车位深度设置车位的起始位置和结束位置的标准模板；以及
将所述变化曲线在跃变点附近的变化幅度与标准模板进行比较以确定该跃变点是否为车位的起始位置和结束位置。
优选地，在上述方法中，进一步包括下列步骤：
基于所述变化曲线在车位的起始位置和结束位置附近的形状确定障碍物的类型；以及
根据障碍物的类型修正车位的起始位置和结束位置以得到修正的车位长度。
优选地，在上述方法中，确定障碍物的类型的步骤包括：
对于所述变化曲线在车位的起始位置和结束位置附近的曲线段进行多项式拟合；以及
将多项式拟合后的曲线段与标准曲线进行比较以确定其所对应的障碍物类型。
在上述实施方式中，利用车位起始和结束位置附近的障碍物的类型来修正车位参数，可以抑制环境噪声的影响，从而提高车位的识别率。
按照本发明另一个方面的用于识别车位的装置包含存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其执行所述程序以实现如上所述的方法。
按照本发明另一个方面的用于识别车位的装置包含：
第一模块，用于在车辆行进过程中利用设置于车辆侧部的超声波传感器获取由车辆附近的障碍物反射的回波信号；
第二模块，用于基于所述回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的变化曲线；
第三模块，用于基于所述变化曲线确定车位深度；以及
第四模块，用于基于所述变化曲线确定车位的起始位置和结束位置以得到车位长度。
按照本发明还有一个方面的计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上所述的方法。
附图说明
本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。附图包括：
图1为按照本发明一个实施例的用于识别车位的方法的流程图。
图2示例性地示出车辆经过一个空车位时其与障碍物之间距离的变化曲线。
图3为按照本发明还有一个实施例的用于识别车位的装置的示意框图。
图4为按照本发明还有一个实施例的电子控制单元的示意框图。
图5为按照本发明另一个实施例的用于识别车位的装置的示意框图。
具体实施方式
下面参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。
在本说明书中，诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。
诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
“耦合”应当理解为包括在两个单元之间直接传送电能量或电信号的情形，或者经过一个或多个第三单元间接传送电能量或电信号的情形。
按照本发明的一个方面，利用设置于车辆侧部的超声波传感器获取车辆行进过程中由其附近的障碍物反射的回波信号，然后基于回波信号生成车辆在行进过程中与障碍物之间的距离的变化曲线。为了定位车辆沿行进方向的位置，例如可以利用安装在车辆车轮上的轮脉冲计数器来测量车辆在行进方向上相对于参考位置的位移。通过将轮脉冲计数器和超声波传感器获取的回波信号融合，可以得到车辆行进轨迹上的各点与障碍物之间的距离，从而生成上述变化曲线。
在本发明的一个实施方式中，利用在车辆侧部设置的两个或更多个超声波传感器来获取回波信号，由各个超声波传感器获取的回波信号所生成的变化曲线可以组合在一起(例如取平均值)以校正误差。
按照本发明的另一个方面，基于变化曲线来确定车位深度、车位长度和车位类型。在确定车位深度时，可以将变化曲线中所表示的车辆与障碍物之间的距离的最大值设定为车位深度。在确定车位类型时，通过统计变化曲线中的各个阶梯的宽度并且基于各个阶梯的宽度的分布来确定车位属于平行车位还是垂直车位。在确定车位的起始位置和结束位置时，将变化曲线在跃变点附近的形状与标准模板进行比较以确定该跃变点是否为车位的起始位置和结束位置，其中标准模板例如可以根据车位深度来选择。
优选地，可以根据车位的起始位置和结束位置附近的变化性质来确定障碍物的类型，并且由此修正车位的起始位置和结束位置以得到修正的车位长度。更好地，在确定障碍物的类型时，对于变化曲线在车位的起始位置和结束位置附近的曲线段进行多项式拟合，并且将多项式拟合后的曲线段与标准曲线进行比较以确定其所对应的障碍物类型。
图1为按照本发明一个实施例的用于识别车位的方法的流程图。示例性地，本实施例的方法借助车辆的电子控制单元(ECU)实现。但是需要指出的是，本实施例的方法并不局限于具有特定结构的装置，例如其也可以利用其它计算装置(例如导航装置、智能手机等)实现。
如图1所示，在步骤101，电子控制单元首先对轮脉冲计数器和设置在车辆侧部的超声波传感器作功能性检测，如果功能性检测通过，则进入步骤103，否则退出流程。
在本实施例中，优选地，利用在车辆侧部设置的两个超声波传感器来获取回波信号，以下分别称为第一超声波传感器和第二超声波传感器。
在步骤103，在车辆行进过程中利用设置于车辆侧部的第一和第二超声波传感器获取由车辆附近的障碍物反射的回波信号以得到两个测量值序列。
随后进入步骤105，对于每个测量值序列，电子控制单元通过在该测量值序列中的每个样本与轮脉冲计数器的计数值之间建立映射关系，由此生成车辆行进轨迹上的各点与障碍物之间的距离的变化曲线。为了提高精度，可以将自第一超声波传感器获得的变化曲线(又称为第一变化曲线)与自第二超声波传感器获得的变化曲线(又称为第二变化曲线)组合在一起(例如取平均值)以得到经过误差校正的变化曲线。图2示例性地示出由第一和第二变化曲线组合生成的车辆经过一个空车位时其与障碍物之间距离的变化曲线，在该图中，纵坐标表示距离，横坐标表示车辆在行进方向上相对于参考位置的位移。如图2所示，变化曲线在与车位区域对应的部分存在多个阶梯，这是由环境噪声引起的干扰信号。接着进入步骤107，电子控制单元基于步骤105生成的校正后的变化曲线确定车位深度。优选地，可以将校正后的变化曲线中所表示的车辆与障碍物之间的距离的最大值设定为车位深度。
随后进入步骤109，电子控制单元基于校正后的变化曲线确定车位的起始位置和结束位置以得到车位长度。优选地，可以按照下列方式确定车位的起始位置和结束位置。首先，选择车位起始位置和结束位置的标准模板，然后将变化曲线在跃变点(例如图2中以“A”和“B”标识的点)附近的变化幅度与标准模板进行比较，如果相似度大于设定的阈值，则确定该跃变点为车位的起始位置和结束位置。在本实施例中，可根据步骤107确定的车位深度来选择标准模板，并且标准模板可以是一个预设的变化幅度标准值。
接着进入步骤111，电子控制单元判断当前车位是否为空车位。该判断可以基于步骤107所确定的车位深度。具体而言，如果所确定的车位深度小于预设值，则可确定该车位不可用，否则，则确定该车位可用。如果判断为空车位，则进入步骤113，否则，则退出流程。
在步骤113，电子控制单元尝试基于校正后的变化曲线在车位的起始位置和结束位置附近的形状来确定障碍物的类型。优选地，可以按照下列方式来确定障碍物的类型。首先对于校正后的变化曲线在车位的起始位置和结束位置附近的曲线段进行多项式拟合，随后将多项式拟合后的曲线段与标准库中的标准曲线进行比较以确定其所对应的障碍物类型。
随后进入步骤115，电子控制单元判断是否成功判断出障碍物的类型，如果成功判断，则进入步骤117，否则，则进入步骤119。
在步骤117，电子控制单元根据障碍物的类型来修正车位的起始位置和结束位置以得到修正的车位长度。
在步骤119，电子控制单元根据缺省的参数或超声波传感器的波束特征来修正车位的起始位置和结束位置以得到修正的车位长度。
步骤117和119执行之后均进入步骤121。在该步骤中，电子控制单元输出诸如车位深度、长度、起始位置和结束位置之类的车位参数。
在本实施例中，在步骤107完成之后，还可以进一步包括确定车位类型的步骤。该确定车位类型的步骤包括：统计校正后的变化曲线中的各个阶梯的宽度；以及基于各个阶梯的宽度的分布确定车位属于平行车位还是垂直车位。
需要指出的是，在本实施例的各步骤中，也可以仅采用由一个超声波传感器得到的变化曲线来替代利用双超声波传感器校正得到的变化曲线，或者可以采用多于两个的超声波传感器来得到校正的变化曲线。
图3为按照本发明还有一个实施例的用于识别车位的装置的示意框图。
图3所示的装置30包含存储器310、处理器320以及存储在存储器310上并可在处理器320上运行的计算机程序330，其中，执行计算机程序330可以实现上面借助图1和2所述的用于识别车位的方法。
图4为按照本发明还有一个实施例的电子控制单元的示意框图。
图4所示的电子控制单元40包含车位识别单元410和自动泊车辅助单元420，其中，车位识别单元410确定的诸如车位深度、长度、起始位置和结束位置之类的车位参数被输出至自动泊车辅助单元420或者人机接口60。
如图4所示，车位识别单元410包括数据融合模块411、车位识别模块412、障碍物识别模块413和车位参数修正模块414。
数据融合模块411被配置为通过在超声波传感器获取的回波信号的测量值序列的每个样本与轮脉冲计数器的计数值之间建立映射关系，生成车辆行进轨迹上的各点与障碍物之间的距离的变化曲线。车位识别模块412被配置为基于变化曲线确定车位深度、车位的起始位置和结束位置以及车位的类型，其确定方式例如可采用借助图1所述实施例中描述的方式。障碍物识别模块413被配置为基于变化曲线在车位的起始位置和结束位置附近的形状来确定障碍物的类型，其确定方式例如可采用借助图1所述实施例中描述的方式。车位参数修正模块414被配置为根据障碍物的类型来修正车位的起始位置和结束位置以得到修正的车位长度，其修正方式例如可采用借助图1所述实施例中描述的方式。
图5为按照本发明另一个实施例的用于识别车位的装置的示意框图。
图5所示的用于识别车位的装置50包括第一模块510、第二模块520、第三模块530和第四模块540。第一模块510用于在车辆行进过程中利用设置于车辆侧部的超声波传感器获取由车辆附近的障碍物反射的回波信号；第二模块520用于基于所述回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的变化曲线；第三模块530用于基于所述变化曲线确定车位深度；第四模块540用于基于所述变化曲线确定车位的起始位置和结束位置以得到车位长度。
根据本发明的示例，第一模块510例如可包括第一超声波传感器和第二超声波传感器，例如上文结合图1描述时提到的车辆侧部的超声波传感器。且所述第二模块520设置成执行下列步骤：
基于利用第一超声波传感器获取的回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的第一变化曲线；基于利用第二超声波传感器获取的回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的第二变化曲线；以及组合所述第一变化曲线和第二变化曲线以生成所述变化曲线。
上文示例中描述的用于识别车位的方法可由图5所示的示的用于识别车位的装置50，该装置50实现该方法的过程与上述示例中描述的方法过程类似，就不再赘述。
按照本发明的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，该程序被处理器执行时可实现上面借助图1和2所述的用于识别车位的方法。
提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本技术及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。
鉴于以上所述，本公开的范围通过以下权利要求书来确定。
Claims (12)
1.一种识别车位的方法，其特征在于，包含下列步骤：
在车辆行进过程中利用设置于车辆侧部的超声波传感器获取由车辆附近的障碍物反射的回波信号；
基于所述回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的变化曲线；
基于所述变化曲线确定车位深度；以及
基于所述变化曲线确定车位的起始位置和结束位置以得到车位长度。
2.如权利要求1所述的方法，其中，利用相距设定间隔的第一超声波传感器和第二超声波传感器来获取所述回波信号，并且生成所述变化曲线的步骤包括：
基于利用第一超声波传感器获取的回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的第一变化曲线；
基于利用第二超声波传感器获取的回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的第二变化曲线；以及
组合所述第一变化曲线和第二变化曲线以生成所述变化曲线。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定车位深度的步骤包括：
将所述变化曲线中所表示的车辆与障碍物之间的距离的最大值设定为车位深度。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括确定车位类型的步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其中，确定车位类型的步骤包括：
统计所述变化曲线中的各个阶梯的宽度；以及
基于各个阶梯的宽度的分布确定车位属于平行车位还是垂直车位。
6.如权利要求1所述的方法，其中，确定车位的起始位置和结束位置的步骤包括：
基于车位深度设置车位的起始位置和结束位置的标准模板；以及
将所述变化曲线在跃变点附近的变化幅度与标准模板进行比较以确定该跃变点是否为车位的起始位置和结束位置。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括下列步骤：
基于所述变化曲线在车位的起始位置和结束位置附近的形状确定障碍物的类型；以及
根据障碍物的类型修正车位的起始位置和结束位置以得到修正的车位长度。
8.如权利要求7所述的方法，其中，确定障碍物的类型的步骤包括：
对于所述变化曲线在车位的起始位置和结束位置附近的曲线段进行多项式拟合；以及
将多项式拟合后的曲线段与标准曲线进行比较以确定其所对应的障碍物类型。
9.一种用于识别车位的装置，其包含：
第一模块，用于在车辆行进过程中利用设置于车辆侧部的超声波传感器获取由车辆附近的障碍物反射的回波信号；
第二模块，用于基于所述回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的变化曲线；
第三模块，用于基于所述变化曲线确定车位深度；以及
第四模块，用于基于所述变化曲线确定车位的起始位置和结束位置以得到车位长度。
10.如权利要求9所述的用于识别车位的装置，其中，第一模块包括第一超声波传感器和第二超声波传感器，且所述第二模块设置成执行下列步骤：
基于利用第一超声波传感器获取的回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的第一变化曲线；
基于利用第二超声波传感器获取的回波信号生成车辆在行进过程中与所述障碍物之间的距离的第二变化曲线；以及
组合所述第一变化曲线和第二变化曲线以生成所述变化曲线。
11.一种用于识别车位的装置，其包含存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，执行所述程序以实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
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