CN109278743A - 一种车辆泊车方法及其泊车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆泊车方法及其泊车系统，其中，所述方法包括：采集车身每一个方位的多幅场景视频图像和包含指定车道线的多幅测距视频图像；将拍摄的视频图像对应的模拟视频信号转换为数字视频信号；将模数转换后的车身每一个方位的多幅场景视频图像合并拼接为一幅全景视频图像，并传输至人机交互界面进行显示；对模数转换后的多幅测距视频图像进行分析处理，计算得到各个车轮应该偏移的方向和距离以及驾驶室内方向盘当前应旋转的方向和距离，并传输至人机交互界面进行显示。通过本发明，能够将车身周边的场景视频图像和方向盘应旋转的方向和角度显示给驾驶员，能够辅助驾驶员对各种车辆进行精准的泊车。

Description

一种车辆泊车方法及其泊车系统

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种车辆泊车方法及其泊车系统。

背景技术

特种车辆指的是，外廓尺寸、重量等方面超过设计限界并具有特殊用途的车辆，主要功能不是用于载人或运货的机动车辆。特种车辆由于车身长，单纯通过后视镜无法了解车身周边环境；特种车辆担负特种勤务，一般要求在指定位置进行作业，因此需要进行精确泊车。目前一般通过人工引导的方式实现精确泊车，这种方式存在花费时间长、效率低、隐患多，精度难保证等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种车辆泊车方法及其泊车系统，能够辅助驾驶员在指定位置进行精确的泊车。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

基于本发明的一个方面，提供了一种车辆泊车方法，所述方法包括：

S1、采集车身每一个方位的多幅场景视频图像和包含指定车道线以及各个车轮与指定车道线之间距离的多幅测距视频图像；

S2、将车身每一个方位的多幅场景视频图像以及多幅测距视频图像对应的模拟视频信号转换为数字视频信号；

S3a、将模数转换后的车身每一个方位的多幅场景视频图像合并拼接为一幅全景视频图像，并传输至人机交互界面进行显示；

S3b、对模数转换后的多幅测距视频图像进行分析处理，计算得到各个车轮应该偏移的方向和距离以及驾驶室内方向盘当前应旋转的方向和距离，并将各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及驾驶室内方向盘当前应旋转的方向和角度传输至人机交互界面进行显示。

基于本发明的另一个方面，提供了一种车辆泊车系统，所述系统包括视频采集装置、图像数据采集卡、工控一体机和人机交互界面；

所述视频采集装置包括：

设置于车身各个方位的多个影像传感单元，用于采集车身每一个方位的多幅场景视频图像，并将采集的多幅场景视频图像传输给所述图像数据采集卡；

设置于车辆各个车轮上的多个测距传感单元，用于采集包含指定车道线以及各个车轮与指定车道线之间距离的多幅测距视频图像，并将采集的多幅测距视频图像传输给所述图像数据采集卡；

所述图像数据采集卡，用于将车身每一个方位的多幅场景视频图像以及多幅测距视频图像对应的模拟视频信号转换为数字视频信号，并将模数转换后的多幅场景视频图像和多幅测距视频图像传输至工控一体机；

所述工控一体机包括：

图像拼接单元，用于将模数转换后的车身各个方位的多幅场景视频图像合并拼接为一幅全景视频图像，并输出至人机交互界面进行显示；

测距计算单元，用于对模数转换后的多幅测距视频图像进行分析处理，计算得到各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及驾驶室方向盘当前应旋转的方向和距离，并将各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及驾驶室方向盘当前应旋转的方向和角度传输至人机交互界面进行显示。

本发明提供的一种车辆泊车方法及其泊车系统，通过在车身各个方位设置多个影像传感单元，能够对车辆各个方位的场景进行拍摄，并对各方位拍摄的场景视频图像进行合并拼接，合成一幅全景视频图像，驾驶员能够实时了解车辆周边的场景；并在车辆的各个车轮上设置多个测距传感单元，拍摄多幅包含指定车道线的测距视频图像，并通过对测距视频图像进行分析计算，测算出各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及方向盘当前应该旋转的方向和角度，实时指导驾驶员进行准确泊车。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种车辆泊车方法流程图；

图2为实施例一中车道线检测算法流程图；

图3为本发明实施例二的一种车辆泊车系统连接示意图；

图4为实施例二中视频采集装置安装示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一、一种车辆泊车方法。以下结合图1和图2对本实施例提供的方法进行详细说明。

参见图1，S1、采集车身每一个方位的多幅场景视频图像和包含指定车道线以及各个车轮与指定车道线之间距离的多幅测距视频图像。

具体的，通过在车身各个方位(包括车身前面、车身后面、车身左面和车身右面)均设置多个影像传感单元，拍摄车身各个方位的多幅场景视频图像，以及通过在车辆的各个车轮上布置多个测距传感单元，拍摄包含指定车道线以及各个车轮与指定车道线之间距离的多幅测距视频图像。车身每一个方位布置的影像传感单元的数量以及车辆各个车轮上布置的测距传感单元的数量可以根据车型规模以及具体需求进行配置。

S2、将车身每一个方位的多幅场景视频图像以及多幅测距视频图像对应的模拟视频信号转换为数字视频信号。

具体的，由于影像传感单元和测距传感单元拍摄的视频图像为模拟视频信号，要想对拍摄的视频图像进行处理，必须先将模拟视频信号转换为数字视频信号，因此，将拍摄的车身每一个方位的多幅场景视频图像以及拍摄的多幅测距视频图像对应的模拟视频信号转换为数字视频信号。

S3a、将模数转换后的车身每一个方位的多幅场景视频图像合并拼接为一幅全景视频图像，并传输至人机交互界面进行显示。

具体的，前述进行了视频信号的模数转换之后，将数字形式的车身每一个方位的多幅场景视频图像拼接为一幅全景视频图像，具体的图像拼接过程为：采用SIFT算法分别从车身每一个方位的多幅场景视频图像中提取出图像特征点，利用位置敏感散列算法对提取的所述图像特征点进行匹配，并使用鲁棒估计方法筛除错误的匹配点对，获得最终匹配结果；根据所述最终匹配结果，采用扫描模型对每一个方位的多幅场景视频图像进行拼接，并采用光照和色彩平衡的方法消除拼接缝，得到每一个方位的一幅视频图像；然后再对得到的每一个方位的一幅视频图像进行合并拼接，最后得到一幅全景视频图像，即通过两次图像拼接，将所有拍摄的场景视频图像合并拼接为一幅全景视频图像，并传输至安装在驾驶室内的人机交互界面上进行显示，以使驾驶员通过全景显示，实时了解车辆周边的环境信息。比如，车身前、后、左、右分别安装三个影像传感单元，再把各个方位三个影像传感单元采集的图片拼接为一个图片，得到前、后、左、右四张图片，最后再把这四张图片合为一张全景图片实时在驾驶中显示，通过这张全景图片，驾驶员可了解车辆周边环境信息。

S3b、对模数转换后的多幅测距视频图像进行分析处理，计算得到各个车轮应该偏移的方向和距离以及方向盘当前应旋转的方向和距离，并将各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及驾驶室内方向盘当前应旋转的方向和角度传输至人机交互界面进行显示。

具体的，根据拍摄的多幅测距视频图像，从中检测出指定车道线，具体的车道线检测过程可以参见图2，由于采集的视频信号受外界环境因素的影响，如温度、光照、湿度、震动等外界恶劣条件的影响，使得采集的图像出现严重失真，因此首先需要对模数转换后的多幅测距视频图像进行消除噪音的预处理，并采用Otus阈值分割算法初步分割车道线，并通过车道线宽度滤波完成车道线的分割和提取。然后，对分割和提取的车道线采用抽样行扫描法提取车道线特征点，并对提取的特征点按照预定条件进行筛选，最终通过最小二乘拟合方法识别车道线。最后，根据识别出的车道线，分别测算各个车轮与对应车道线之间的距离，进而测算各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及方向盘当前应该旋转的方法和角度。

其中，通过最小二乘拟合方法识别车道线的过程为：截取多幅测距视频图像，并将其转换成相应的像素数据；根据所述相应的像素数据，通过非线性回归模型，建立二元线性回归方程；利用最小二乘拟合方法对二元回归线性方程中的缓和曲线参数进行估计，并对估计的结果进行假设校验而计算得到车道线。

将测算出来的各个车轮与对应车道线之间的距离，测算出来的各个车轮应该偏移的方向和距离以及驾驶室内方向盘当前应该旋转的方向和角度均显示于驾驶室内的人机交互界面上，供驾驶员参考以及指导驾驶员精准的在指定位置进行泊车。

另外，本实施例提供的车辆泊车方法还将方向盘当前应旋转的方向和距离以语音的形式向驾驶员播报以及当车轮越过或即将越过指定车道线，或者车辆周边出现异常情况时，发出声光报警提示。驾驶员还能够通过人机交互界面在多画面显示与单个画面显示之间相互切换。

实施例二、一种车辆泊车系统。以下结合图3和图4对本实施例提供的系统进行详细说明。

参见图3，本实施例提供的车辆泊车系统包括视频采集装置、图像数据采集卡、工控一体机和人机交互界面。

其中，视频采集装置包括多个影像传感单元和多个测距传感单元，影像传感单元和测距传感单元可以均为摄像头。可以参见图4，在车身的各个方位均设置多个影像传感单元，其中包括在车身的前面、后面、左边和右边均设置多个影像传感单元，用于分别拍摄车身各个方位的场景视频图像，并将拍摄的车身各个方位的多幅场景视频图像传输至图像数据采集卡。在车辆的各个车轮上设置多个测距传感单元，用于拍摄多幅包含指定车道线以及各个车轮与指定车道线之间的距离的测距视频图像，并将拍摄的多幅测距视频图像传输至图像采集卡。其中，设置于车身各个方位的影像传感单元和设置于各个车轮上的测距传感单元的数量可以根据车辆的型号以及具体需求进行灵活配置。

图像数据采集卡接收到所有的影像传感单元传输的多幅场景视频图像和测距传感单元传输的多幅测距视频图像，将场景视频图像和测距视频图像对应的模拟视频信号转换为数字视频信号，并将模数转换后的多幅场景视频图像和多幅测距视频图像传输至工控一体机。

其中，所有的影像传感单元和所有的测距传感单元均通过千兆以太网口与图像数据采集卡电连接，图像数据采集卡还通过信号传输线与工控一体机电连接。图像数据采集卡与工控一体机均设置与车辆的驾驶室内。

工控一体机中包括图像拼接单元和测距计算单元，其中，图像拼接单元用于将模数转换后的车身各个方位的多幅场景视频图像合并拼接为一幅全景视频图像，并输出至人机交互界面进行显示。测距计算单元用于对模数转换后的多幅测距视频图像进行分析处理，计算得到各个车轮应该偏移的方向和距离以及驾驶室内方向盘当前应旋转的方向和距离，并传输至人机交互界面进行显示。

工控一体机中还包括语音提醒单元和声光报警单元，其中，语音提醒单元，用于将方向盘当前应旋转的方向和距离以语音的形式向驾驶员播报。声光报警单元，用于当车轮越过或即将越过指定车道线，或者车辆周边出现异常情况时，发出声光报警提示。

在人机交互界面上，会显示车辆周边的全景视频图像、各个车轮与指定车道线的距离以及测算出来的各个车轮当前应偏移的方向和距离和驾驶室方向盘当前应旋转的方向和角度。具体的，人机交互界面可以以动态图像的形式显示全景视频图像，可以以图像或数字的形式显示各个车轮与指定车道线之间的距离、各个车轮当前应偏移的方向和距离以及驾驶室方向盘当前应旋转的方向和角度。人机交互界面上设有画面切换按钮，通过画面切换按钮能够在多画面与单画面之间相互切换。

本发明提供的一种车辆泊车方法及其泊车系统，通过在车身各个方位设置多个影像传感单元，能够对车辆各个方位的场景进行拍摄，并对各方位拍摄的场景视频图像进行合并拼接，合成一幅全景视频图像，驾驶员能够实时了解车辆周边的场景；并在车辆的各个车轮上设置多个测距传感单元，拍摄多幅包含指定车道线的测距视频图像，并通过对测距视频图像进行分析计算，测算出各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及方向盘当前应该旋转的方向和角度，实时指导驾驶员进行准确泊车；另外，还将方向盘当前应该旋转的方向和角度以语音的形式向驾驶员进行播报，并且当车轮越过或即将越过指定边界线以及车辆周边出现异常情况时，进行声光报警；在人机交互界面上，可以同时显示多幅画面，若希望看得更清楚，可以切换至显示一幅画面，实现灵活显示，本发明能够将可视图像、数字传感、操控显示、语音提醒、声光报警相结合，简化了泊车步骤、降低了泊车难度，提升泊车效率、节省泊车时间、提高泊车精度、节约人力成本，从而极大地提高运输保障，提升战备储运能力。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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 (10)

1.一种车辆泊车方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、采集车身每一个方位的多幅场景视频图像和包含指定车道线以及各个车轮与指定车道线之间距离的多幅测距视频图像；

S2、将车身每一个方位的多幅场景视频图像以及多幅测距视频图像对应的模拟视频信号转换为数字视频信号；

S3a、将模数转换后的车身每一个方位的多幅场景视频图像合并拼接为一幅全景视频图像，并传输至人机交互界面进行显示；

S3b、对模数转换后的多幅测距视频图像进行分析处理，计算得到各个车轮应该偏移的方向和距离以及驾驶室内方向盘当前应旋转的方向和距离，并将各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及驾驶室内方向盘当前应旋转的方向和角度传输至人机交互界面进行显示。

2.如权利要求1所述的车辆泊车方法，其特征在于，所述车身每一个方位包括车前、车后、车身左边和车身右边，所述步骤S3a具体包括：

S3a1、采用SIFT算法分别从车身每一个方位的多幅场景视频图像中提取出图像特征点，利用位置敏感散列算法对提取的所述图像特征点进行匹配，并使用鲁棒估计方法筛除错误的匹配点对，获得最终匹配结果；

S3a2、根据所述最终匹配结果，采用扫描模型对每一个方位的多幅场景视频图像进行拼接，并采用光照和色彩平衡的方法消除拼接缝，得到每一个方位的一幅视频图像；

S3a3、采用步骤S3a1和步骤S3a2对得到的所述每一个方位的一幅视频图像进行拼接，最后得到一幅全景视频图像。

3.如权利要求1所述的车辆泊车方法，其特征在于，所述步骤S3b具体包括：

S3b1、对多幅测距视频图像进行消除噪音的预处理，并采用Otus阈值分割算法初步分割车道线，并通过车道线宽度滤波完成车道线的分割和提取；

S3b2、对分割和提取的车道线采用抽样行扫描法提取车道线特征点，并对提取的特征点按照预定条件进行筛选，最终通过最小二乘拟合方法识别车道线；

S3b3、根据识别出的车道线，分别测算各个车轮与对应车道线之间的距离，进而测算各个车轮当前应该偏移的方法和距离以及驾驶室内方向盘当前应该旋转的方法和角度。

4.如权利要求3所述的车辆泊车方法，其特征在于，所述步骤S3b2中最终通过最小二乘拟合方法识别车道线具体包括：

截取多幅测距视频图像，并将其转换成相应的像素数据；

根据所述相应的像素数据，通过非线性回归模型，建立二元线性回归方程；

利用最小二乘拟合方法对二元回归线性方程中的缓和曲线参数进行估计，并对估计的结果进行假设校验。

5.如权利要求3所述的车辆泊车方法，其特征在于，所述方法还包括：

将方向盘当前应旋转的方向和距离以语音的形式向驾驶员播报以及当车轮越过或即将越过指定车道线，或者车辆周边出现异常情况时，发出声光报警提示。

6.如权利要求1所述的车辆泊车方法，其特征在于，能通过人机交互界面在多画面显示与单个画面显示之间相互切换。

7.一种车辆泊车系统，其特征在于，所述系统包括视频采集装置、图像数据采集卡、工控一体机和人机交互界面；

所述视频采集装置包括：

设置于车身各个方位的多个影像传感单元，用于采集车身每一个方位的多幅场景视频图像，并将采集的多幅场景视频图像传输给所述图像数据采集卡；

设置于车辆各个车轮上的多个测距传感单元，用于采集包含指定车道线以及各个车轮与指定车道线之间距离的多幅测距视频图像，并将采集的多幅测距视频图像传输给所述图像数据采集卡；

所述图像数据采集卡，用于将车身每一个方位的多幅场景视频图像以及多幅测距视频图像对应的模拟视频信号转换为数字视频信号，并将模数转换后的多幅场景视频图像和多幅测距视频图像传输至工控一体机；

所述工控一体机包括：

图像拼接单元，用于将模数转换后的车身各个方位的多幅场景视频图像合并拼接为一幅全景视频图像，并输出至人机交互界面进行显示；

测距计算单元，用于对模数转换后的多幅测距视频图像进行分析处理，计算得到各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及驾驶室方向盘当前应旋转的方向和距离，并将各个车轮当前应该偏移的方向和距离以及驾驶室方向盘当前应旋转的方向和角度传输至人机交互界面进行显示。

8.如权利要求7所述的车辆泊车系统，其特征在于，所述多个影像传感单元和所述多个测距传感单元均通过千兆以太网口与所述图像数据采集卡电连接，所述图像数据采集卡还通过信号传输线与所述工控一体机电连接。

9.如权利要求7所述的车辆泊车系统，其特征在于，所述工控一体机还包括语音提醒单元和声光报警单元；

所述语音提醒单元，用于将方向盘当前应旋转的方向和距离以语音的形式向驾驶员播报；

所述声光报警单元，用于当车轮越过或即将越过指定车道线，或者车辆周边出现异常情况时，发出声光报警提示。

10.如权利要求7所述的车辆泊车系统，其特征在于，所述人机交互界面包括：

画面切换按钮，用于在多个画面显示和单个画面显示之间相互切换。