CN109131067B - 三角架自走车及其避障方法 - Google Patents

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Abstract

一种三角架自走车的避障方法，应用于三角架自走车，所述避障方法包括以下步骤：对道路前方进行实时图像采集，得到第一图像与第二图像，其中所述第一图像由双目摄像头中的左摄像头拍摄得到，所述第二图像由所述双目摄像头中的右摄像头拍摄得到；对属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像进行比对运算得到所述双目摄像头距离障碍物的深度值；判断所述深度值是否小于安全值；若所述深度值小于所述安全值，调整所述三角架自走车的行进方向，以避开所述障碍物。本发明还提供一种三角架自走车。上述三角架自走车及其避障方法，采用双摄像头取像的方式来侦测距离前方障碍物的深度值，使得三角架自走车具有自动避障功能，障碍物检测精度高。

Description

三角架自走车及其避障方法
技术领域
本发明涉及交通警示技术领域，尤其涉及一种三角架自走车及其避障方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，家用汽车的使用量日益增长。当汽车发生临时故障或发生交通事故时，为了避免由此而引发二次交通事故，汽车上通常会配备三角架警示牌来提醒其它车辆及时避让。目前的自移动三角架警示牌在移动时可以通过连接因特网来实现路径规划、或者通过实时计算移动距离来移动至距离汽车后方的预设距离(如100米、150米)。然而，现有的自移动三角架警示牌并不具有避障功能，进而将会导致三角架警示牌在自移动过程中可能由于障碍物阻挡而不能顺利移动到指定距离。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种三角架自走车及其避障方法，其能实现三角架自走车在移动过程具有障碍功能。
本发明一实施方式提供一种三角架自走车的避障方法，应用于三角架自走车，所述避障方法包括以下步骤：对道路前方进行实时图像采集，得到第一图像与第二图像，其中所述第一图像由双目摄像头中的左摄像头拍摄得到，所述第二图像由所述双目摄像头中的右摄像头拍摄得到；对属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像进行比对运算得到所述双目摄像头距离障碍物的深度值；判断所述深度值是否小于安全值；若所述深度值小于所述安全值，调整所述三角架自走车的行进方向，以避开所述障碍物。
本发明一实施方式提供一种三角架自走车，包括：存储器；至少一个处理器；及一个或多个模块，所述一个或多个模块存储在所述存储器中，并由所述至少一个处理器执行。所述三角架自走车还包括双目摄像头，用于对道路前方进行实时图像采集，得到第一图像与第二图像。所述一个或多个模块包括：深度计算模块，用于对属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像进行比对运算得到所述双目摄像头距离障碍物的深度值；判断模块，用于判断所述深度值是否小于安全值；及控制模块，用于在所述深度值小于所述安全值时，调整所述三角架自走车的行进方向，以避开所述障碍物。其中，所述第一图像由双目摄像头中的左摄像头拍摄得到，所述第二图像由所述双目摄像头中的右摄像头拍摄得到。
与现有技术相比，上述三角架自走车及其避障方法，采用双摄像头取像的方式来侦测距离前方障碍物的深度值，使得三角架自走车具有自动避障功能，障碍物检测精度高，方案成本低廉。
附图说明
图1是本发明一实施方式的三角架自走车的结构示意图。
图2是本发明一实施方式的控制系统的功能模块图。
图3是本发明一实施方式的左摄像头与右摄像头实现计算障碍物深度值的原理示意图。
图4是本发明一实施方式的三角架自走车进行避障的示意图。
图5是本发明一实施方式的三角架自走车的避障方法的步骤流程图。
主要元件符号说明
Figure BDA0001323628220000021
Figure BDA0001323628220000031
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
请参阅图1-2，在一实施方式中，一种三角架自走车100包括警示牌1、底座2、安装在底座2两侧的车轮3、控制系统4及双目摄像头5。三角架自走车100可以用于在汽车(图未示)出现故障时，放置于距离汽车预设距离(例如100米、150米)的后方。控制系统4运行于三角架自走车100内并控制三角架自走车100移动。控制系统4包括存储器40、处理器42及一个或多个模块，所述一个或多个模块存储在存储器40中并由处理器42执行，以完成本发明提供的避障功能。存储器40可以用于存储三角架自走车100的各种资料，例如存储控制系统4的程序化代码。双目摄像头5可以固定安装在警示牌1或者底座2上，优选固定安装在底座2上。
当启动三角架自走车100时，双目摄像头5用于对道路前方进行实时图像采集，得到第一图像与第二图像。其中，第一图像由双目摄像头5中的左摄像头50拍摄得到，第二图像由双目摄像头5中的右摄像头52拍摄得到。
在一实施方式中，一个或多个模块包括深度计算模块44、判断模块46及控制模块48。本发明所称的模块可以是完成一特定功能的程序段。
深度计算模块44用于对属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像进行比对运算得到双目摄像头5距离障碍物的深度值。
在一实施方式中，双目摄像头5模拟人眼来实时进行图像采集，深度计算模块44获取属于同一时刻拍摄的第一图像与第二图像所产生的视差，并根据所述第一图像与所述第二图像的视差取得左摄像头50的第一视差角度θ1、右摄像头52的第二视差角度θ2及左摄像头50与右摄像头52之间的基线长度y。基线长度y可以是指左摄像头50与右摄像头52的镜头中心距，基线长度y是固定不变的。第一视差角度θ1、第二视差角度θ2及基线长度y如图3所述。深度计算模块44可以根据第一视差角度θ1、第二视差角度θ2及基线长度y计算得出双目摄像头5距离障碍物的深度值(在图3中，深度值用z表示)。
为了使得深度计算模块44能够准确计算出双目摄像头5距离障碍物的深度值，左摄像头50与右摄像头52优选位于同一水平面。深度计算模块44可以通过OpenCV算法来实现对属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像进行比对运算。
判断模块46用于判断深度计算模块44计算得到的深度值是否小于安全值。举例而言，安全值可以设为3米。当判断模块46判断深度计算模块44计算得到的深度值小于3米时，表明三角架自走车100行走的前方道路3米内存在障碍物，三角架自走车100需要绕行才能避免被障碍物阻挡。当判断模块46判断深度计算模块44计算得到的深度值不小于3米时，表明三角架自走车100行走的前方道路3米内不存在障碍物，三角架自走车100可以继续向前移动，直至行走至距离汽车后方的预设距离后停止移动。
控制模块48用于在深度计算模块44计算得到的深度值小于所述安全值时，调整三角架自走车100的行进方向，以避开障碍物。
请同时参阅图4，当判断模块46判断深度计算模块44计算得到的深度值小于安全值(3米)时，表明三角架自走车100行走的前方道路3米内存在障碍物，此时，控制模块48控制三角架自走车100逆时针旋转90度以向左侧移动第一距离D1(例如第一距离为1米)后再转向至原移动方向。深度计算模块44还用于重新计算双目摄像头5距离障碍物的深度值，判断模块46还用于判断深度计算模块44重新计算得到的深度值是否小于安全值。当重新计算得到的深度值不小于安全值时，表明三角架自走车100已经绕开该障碍物，三角架自走车100可以继续向前方移动，控制模块48控制三角架自走车100继续向前方移动，直至移动至距离车后方预设距离后停止移动。当重新计算得到的深度值小于安全值时，表明三角架自走车100未能绕开该障碍物或者前方道路仍然有其他障碍物，此时，控制模块48还用于重复控制三角架自走车100向左侧移动再转向至原移动方向后进行判断。
在一实施方式中，当控制模块48连续对三角架自走车100调整预设次数后，例如3次，判断模块46判断重新计算得到的深度值仍然小于安全值时，控制模块48控制三角架自走车100转向至原移动方向并停止移动，从而来避免由于无限次在行驶道路上对三角架自走车进行调整而妨碍其他车道的车辆行驶或其他不安全的行驶行为。
需要说明的是，当判断模块46判断深度计算模块44计算得到的深度值小于安全值(3米)时，此时，控制模块48也可以控制三角架自走车100顺时针旋转90度以向右侧移动第一距离(例如第一距离为1米)后，再转向至原移动方向进行深度值判断，其控制原理与上述描述的向左侧移动的控制原理相同，在此不再赘述。
在一实施方式中，当控制模块48连续对三角架自走车100调整预设次数后，例如3次，判断模块46判断重新计算得到的深度值仍然小于安全值时，控制模块48还用于控制三角架自走车100移动到调整前的位置并朝相对的一侧进行预设次数之内的调整来尝试是否能绕开障碍物，如仍不能绕行成功，则控制三角架自走车100转向至原移动方向并停止移动，从而避免由于障碍物在左前方而向右侧则能避障成功或者障碍物在右前方而向左侧则能避障成功的缺陷。
举例而言，当三角架自走车100移动到位置A后，判断模块46判断深度计算模块44计算得到的深度值小于安全值(3米)时，表明三角架自走车100在位置A的前方道路3米内存在障碍物，此时，控制模块48控制三角架自走车100向左侧移动第一距离并判断是否绕开障碍物，若没有绕开障碍物，控制模块48控制三角架自走车100继续向左侧移动第一距离并判断是否绕开障碍物。当控制模块48连续控制三角架自走车100向左侧移动三次后仍然无法绕开障碍物时，控制模块48控制三角架自走车100回到位置A并控制三角架自走车100向右侧移动第一距离并判断是否绕开障碍物，此时，若控制模块48连续对三角架自走车100向右侧移动3次数后仍然无法绕开障碍物，控制模块48将控制三角架自走车100转向至原移动方向并停止移动。
需要说明的是，当三角架自走车100移动到位置A后，判断模块46判断深度计算模块44计算得到的深度值小于安全值(3米)时，控制模块48也可以先控制三角架自走车100向右侧尝试绕开障碍物，如若不成功，再回到位置A并尝试向左侧绕开障碍物。
在一实施方式中，三角架自走车100可以通过其内部设置的加速度传感器来侦测三角架自走车100的行走方向及角度。
图5为本发明一实施方式中三角架自走车100的避障方法的流程图。本方法可以使用在图1或图2所示的三角架自走车100中。
步骤S500，双目摄像头5对道路前方进行实时图像采集，得到第一图像与第二图像。其中，第一图像由双目摄像头5中的左摄像头50拍摄得到，第二图像由双目摄像头5中的右摄像头52拍摄得到。
步骤S502，深度计算模块44对属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像进行比对运算得到双目摄像头5距离障碍物的深度值。
步骤S504，判断模块46判断计算得到的深度值是否小于安全值。
步骤S506，若计算得到的深度值小于所述安全值时，控制模块48调整三角架自走车100的行进方向，以避开障碍物。
步骤S508，若计算得到的深度值不小于所述安全值时，控制模块48控制三角架自走车100继续移动，直至移动至预设距离后停止移动。
在一实施方式中，深度计算模块44获取属于同一时刻拍摄的第一图像与第二图像所产生的视差，并根据所述第一图像与所述第二图像的视差取得左摄像头50的第一视差角度θ1、右摄像头52的第二视差角度θ2及左摄像头50与右摄像头52之间的基线长度y。基线长度y可以是指左摄像头50与右摄像头52的镜头中心距，基线长度y是固定不变的。第一视差角度θ1、第二视差角度θ2及基线长度y如图3所述。深度计算模块44可以根据第一视差角度θ1、第二视差角度θ2及基线长度y计算得出双目摄像头5距离障碍物的深度值。
在一实施方式中，当判断模块46判断深度计算模块44计算得到的深度值小于安全值(3米)时，表明三角架自走车100行走的前方道路3米内存在障碍物，此时，控制模块48控制三角架自走车100逆时针旋转90度以向左侧移动第一距离(例如第一距离为1米)后再转向至原移动方向。深度计算模块44还用于重新计算双目摄像头5距离障碍物的深度值，判断模块46还用于判断深度计算模块44重新计算得到的深度值是否小于安全值。当重新计算得到的深度值不小于安全值时，表明三角架自走车100已经绕开该障碍物，三角架自走车100可以继续向前方移动，控制模块48控制三角架自走车100继续向前方移动，直至移动至距离车后方预设距离后停止移动。当重新计算得到的深度值小于安全值时，表明三角架自走车100未能绕开该障碍物或者前方道路仍然有其他障碍物，此时，控制模块48还用于重复控制三角架自走车100向左侧移动再转向至原移动方向后进行判断。
在一实施方式中，当控制模块48连续对三角架自走车100调整预设次数后，例如3次，判断模块46判断重新计算得到的深度值仍然小于安全值时，控制模块48控制三角架自走车100转向至原移动方向并停止移动。
在一实施方式中，当控制模块48连续对三角架自走车100调整预设次数后，例如3次，判断模块46判断重新计算得到的深度值仍然小于安全值时，控制模块48还用于控制三角架自走车100移动到调整前的位置并朝相对的一侧进行预设次数之内的调整来尝试是否能绕开障碍物，如仍不能绕行成功，则控制三角架自走车100转向至原移动方向并停止移动。
上述三角架自走车及其避障方法，采用双摄像头取像的方式来侦测距离前方障碍物的深度值，使得三角架自走车具有自动避障功能，障碍物检测精度高，方案成本低廉。
对本领域的技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明所公开的范围。

Claims (8)

1.一种三角架自走车的避障方法，应用于三角架自走车，其特征在于，所述避障方法包括以下步骤：
对道路前方进行实时图像采集，得到第一图像与第二图像，其中所述第一图像由双目摄像头中的左摄像头拍摄得到，所述第二图像由所述双目摄像头中的右摄像头拍摄得到；
对属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像进行比对运算得到所述双目摄像头距离障碍物的深度值；
判断所述深度值是否小于安全值；
若所述深度值小于所述安全值，调整所述三角架自走车的行进方向，以避开所述障碍物；
所述若所述深度值小于所述安全值时，调整所述三角架自走车的行进方向的步骤包括：
若所述深度值小于所述安全值，控制所述三角架自走车向左侧或向右侧移动第一距离后再转向至原移动方向；
重新计算所述双目摄像头距离障碍物的深度值并判断所述重新计算得到的深度值是否小于所述安全值；
若所述重新计算得到的深度值小于所述安全值，重复向左侧或向右侧移动的步骤；
若连续对所述三角架自走车调整预设次数后，所述重新计算得到的深度值仍然小于所述安全值时，控制所述三角架自走车转向至原移动方向并停止移动或控制所述三角架自走车移动到调整前的位置并朝相对的一侧进行所述预设次数之内的调整。
2.如权利要求1所述的避障方法，其特征在于，所述判断所述深度值是否小于安全值的步骤之后还包括：
若所述深度值不小于所述安全值，控制所述三角架自走车继续移动，直至移动至预设距离后停止移动。
3.如权利要求1所述的避障方法，其特征在于，所述左摄像头与所述右摄像头位于同一水平面。
4.如权利要求1所述的避障方法，其特征在于，所述对属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像进行比对运算得到所述双目摄像头距离所述障碍物的深度值的步骤包括：
获取属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像所产生的视差；
根据所述第一图像与所述第二图像的视差取得所述左摄像头的第一视差角度、所述右摄像头的第二视差角度及所述左摄像头与所述右摄像头之间的基线长度；及
根据所述第一视差角度、所述第二视差角度及所述基线长度计算所述双目摄像头距离所述障碍物的深度值。
5.一种三角架自走车，包括：
存储器；
至少一个处理器；及
一个或多个模块，所述一个或多个模块存储在所述存储器中，并由所述至少一个处理器执行，其特征在于，所述三角架自走车还包括双目摄像头，用于对道路前方进行实时图像采集，得到第一图像与第二图像；所述一个或多个模块包括：
深度计算模块，用于对属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像进行比对运算得到所述双目摄像头距离障碍物的深度值；
判断模块，用于判断所述深度值是否小于安全值；及
控制模块，用于在所述深度值小于所述安全值时，调整所述三角架自走车的行进方向，以避开所述障碍物；
其中，所述第一图像由双目摄像头中的左摄像头拍摄得到，所述第二图像由所述双目摄像头中的右摄像头拍摄得到，所述控制模块用于在所述深度值小于所述安全值时，控制所述三角架自走车向左侧或向右侧移动第一距离后再转向至原移动方向，所述深度计算模块还用于重新计算所述双目摄像头距离障碍物的深度值，所述判断模块还用于判断所述重新计算得到的深度值是否小于所述安全值，所述控制模块还用于在所述重新计算得到的深度值小于所述安全值时，重复控制所述三角架自走车向左侧或向右侧移动，当所述控制模块连续对所述三角架自走车调整预设次数后，所述判断模块判断重新计算得到的深度值仍然小于所述安全值时，所述控制模块还用于控制所述三角架自走车转向至原移动方向并停止移动，或者控制所述三角架自走车移动到调整前的位置并朝相对的一侧进行所述预设次数之内的调整。
6.如权利要求5所述的三角架自走车，其特征在于，所述控制模块还用于在所述深度值不小于所述安全值时，控制所述三角架自走车继续移动，直至移动至预设距离后停止移动。
7.如权利要求5所述的三角架自走车，其特征在于，所述左摄像头与所述右摄像头位于同一水平面。
8.如权利要求5所述的三角架自走车，其特征在于，所述深度计算模块用于获取属于同一时刻拍摄的所述第一图像与所述第二图像所产生的视差，并根据所述第一图像与所述第二图像的视差取得所述左摄像头的第一视差角度、所述右摄像头的第二视差角度及所述左摄像头与所述右摄像头之间的基线长度，及根据所述第一视差角度、所述第二视差角度及所述基线长度计算所述双目摄像头距离所述障碍物的深度值。
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