CN109307866A - 用于确定车辆是否能够进入道路的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

用于确定车辆是否能够进入道路的方法和系统。本公开提供一种用于确定车辆是否能够进入没有车道的道路的方法，该方法包括：使用被安装成在车辆中向前定向的相机和雷达来检测前方道路上的左侧道路边缘、右侧道路边缘、障碍物和自由空间；计算自由空间的宽度；基于自由空间的宽度与车辆的预定宽度之间的比较来确定车辆是否能够进入前方道路；以及当确定车辆能够进入前方道路时在显示器上显示前方道路的捕获图像和虚拟车辆被构成在其中的图像。

Description

用于确定车辆是否能够进入道路的方法和系统
技术领域
本公开涉及用于确定车辆是否能够进入道路的方法和系统。具体地，本公开涉及用于通过计算具有大量障碍物的道路(诸如小巷)上的自由空间的宽度来确定车辆是否能够进入道路、用于当道路可行进时帮助驾驶并且用于当道路不可行进时提供另选的路线的方法和系统。
背景技术
近年来，用于车辆的高级驾驶辅助系统(ADAS)一直备受关注。ADAS被用于各种目的，例如，使用传感器(诸如相机或雷达)来检测车辆周围的物体、避免与未被驾驶员辨识的物体碰撞或者通过检测空白空间来执行自动停车。
然而，常规的ADAS多数聚焦于与具有车道的机动车道(car-only road)有关的判断，并且因此难以对没有车道的道路或具有许多障碍物的小巷做出判断。当在没有车道或具有许多障碍物的道路上驾驶时，确定车辆是否能够进入道路是重要的，因为在道路上存在许多障碍物。
因此，需要能使用ADAS来确定车辆是否能够进入狭窄道路(诸如小巷)的方法和系统。
发明内容
为了解决现有技术的上述问题，本公开的一个方面是提供用于确定车辆是否能够进入道路的方法和系统。
本公开的另一方面是提供用于当确定了车辆不能进入道路时提出另选的路线的方法和系统。
为了实现上述方面，根据本公开的实施方式的用于确定车辆是否能够进入道路的方法包括：使用被安装成在车辆中向前定向的相机和雷达来检测前方道路上的左侧道路边缘、右侧道路边缘、障碍物和自由空间；计算自由空间的宽度；基于自由空间的宽度与车辆的预定宽度之间的比较来确定车辆是否能够进入前方道路；以及当确定了车辆能够进入前方道路时在显示器上显示前方道路的捕获图像和虚拟车辆被构成在其中的图像。
根据本公开的实施方式的用于确定车辆是否能够进入道路的系统包括：相机，该相机被配置为被安装成在车辆中向前定向；雷达，该雷达被配置为被安装成在车辆中向前定向；显示器；以及处理器，其中，该处理器配置为：通过控制相机和雷达来检测前方道路上的左侧道路边缘、右侧道路边缘、障碍物和自由空间；计算自由空间的宽度；基于自由空间的宽度与车辆的预定宽度之间的比较来确定车辆是否能够进入前方道路；以及当确定了车辆能够进入前方道路时控制显示器以显示前方道路的捕获图像和虚拟车辆被构成在其中的图像。
根据上述的本公开，可以确定车辆是否能够进入特定道路，由此防止可能在狭窄道路上发生的汽车事故。
此外，根据本公开，当确定了车辆能够进入道路时，可以在屏幕上显示虚拟车辆，由此帮助进行驾驶。
另外，根据本公开，当确定了车辆不能进入道路时，可以提出另选的路线，由此设定用于驾驶员安全地驾驶的路线。
附图说明
从结合附图进行的以下详细描述中，本公开的以上及其它的方面、特征和优点将更加明显，在附图中：
图1示出了应用本公开的道路的示例；
图2和图3例示了根据本公开的一个实施方式的用于确定车辆是否能够进入道路的方法；
图4和图5例示了根据本公开的一个实施方式的用于计算自由空间的宽度的方法；以及
图6例示了根据本公开的一个实施方式的用于确定车辆是否能够进入道路的系统。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本公开的实施方式，使得发明构思可以由本领域技术人员容易地实现。然而，应当注意的是，本公开不限于本文所例示的实施方式，而是可被以各种其它方式实现。
如本说明书中所描述的，关于车辆是否能够进入道路做出确定的道路是不具有清楚地定界的车道或者具有一定宽度或更小宽度的狭窄道路。为了说明的方便，将参照没有车道的道路做出以下描述。然而，本公开可以被同样地应用于没有车道的道路或具有一定宽度或更小宽度的狭窄道路，并且因此不限制车道的存在与否。
图1示出了应用本公开的道路的示例。
当车辆10进入没有车道的道路或具有狭窄宽度的道路(诸如小巷)时，车辆10常常遇到许多障碍物30，因为没有单独的人行道并且道路未通过车道进行划分。
自由空间指代车辆可以行驶过的空间。自由空间的宽度(f)需要比车辆10的宽度宽，使得车辆10能够进入自由空间。
道路的边界可以由左右道路边缘20限定。在确定车辆是否能够进入自由空间时，自由空间的最大宽度是道路边缘20之间的距离。
障碍物30包括可干扰车辆10进入道路的任何元素，诸如街灯、电话线杆、标志、直立招牌、行人和停放的汽车。障碍物30占据道路边缘20之间的空间，由此减小自由空间的宽度。一般来说，用于高级驾驶辅助系统(ADAS)的相机可以根据其类别分离地将从捕获的图像中检测到的物体(即，障碍物30)确定为例如行人、街灯或汽车。然而，在本公开中，可以干扰车辆10进入道路的任何元素仅被统一地确定为障碍物30，而不管其类型如何。
需要根据自由空间的宽度(f)是否比车辆10的宽度宽来确定车辆10是否能够进入道路。此外，因为车辆10进入道路以便沿着道路向前行驶，所以需要在道路上保证不是短距离自由空间而是长距离自由空间。因此，需要根据自由空间的宽度(f)是否在与车辆的前面相距的预定距离(d0)上都比车辆10的宽度宽来确定车辆10是否能够进入道路。
图2和图3例示了根据本公开的一个实施方式的用于确定车辆是否能够进入道路的方法。
优选地，仅当车辆的当前速度是预定速度或更低速度时才可以实现本公开的实施方式。这是因为需要保证预定时间，使得相机和雷达准确地辨识物体并且处理器基于辨识结果根据车辆的驾驶条件实时地呈现准确的确定结果。考虑相机、雷达和处理器的性能，可以将预定速度优选地设定为40km/h。
根据本公开的实施方式，首先，在车辆10要进入的车辆10的前方道路上检测道路边缘20、障碍物30和自由空间(S100)。车辆10包括被安装成在车辆10中向前定向的相机和雷达。另外，使用被安装成在车辆10中向前定向的相机和雷达来执行操作S100。
相机和雷达彼此互补从而准确地检测车辆10的前方道路上的任何障碍物。相机可相对准确地辨识横向方向上的物体并且可具体地辨识作为障碍物30的物体的类型，即，其类别，例如行人、街灯或汽车。然而，当光强烈时或者当光因雨水而失真时，相机不能准确地辨识物体。雷达可相对准确地辨识在车辆的纵向方向上的物体的存在，并且即使相机不能准确地辨识由于光的失真而导致的情形也可辨识物体的存在。例如，当雪堆积在没有车道的道路(如图1所例示)的拐角中时，相机可以将雪误认为光并因此误认为自由空间，然而雷达可将雪辨识为物体。
另外，可以顺序地使用雷达和相机来计算自由空间的宽度。例如，使用车辆10的雷达传感器来确定在前方道路上是否存在障碍物。雷达可以甚至在长距离上准确地检测障碍物的存在。
当确定了在前方道路上存在障碍物时，可以使用由相机获得的捕获图像来提取关于障碍物的边缘信息。然而，当确定了在前方道路上没有障碍物时，可以通过相机来提取关于道路而不是关于障碍物的边缘信息。
所提取的边缘信息可以用于计算前方道路上的自由空间的宽度。也就是说，雷达和相机互补地或协作地用于计算道路上的自由空间。
在操作S100中检测前方道路上的道路边缘20、障碍物30和自由空间之后，基于检测的结果计算自由空间的宽度(f)(S200)。将在下面参照图4和图5描述用于计算自由空间的宽度(f)的详细方法。
在计算自由空间的宽度(f)之后，确定车辆10是否能够进入前方道路(S300)。具体地，当自由空间的宽度(f)相对于车辆10的宽度处于预定比率或更高比率时，确定车辆10能够进入前方道路。优选地，考虑撞击的风险，当自由空间的宽度(f)是车辆10的宽度的120％或更多时，可以确定车辆10能够进入前方道路。优选地，车辆10的宽度是根据车辆10的型号的固定值并且因此可以被预先确定。
另选地，当自由空间的宽度(f)是设定阈值或更大阈值时，可以确定车辆10能够进入前方道路。这里，阈值可以是根据车辆类型的预设值。另选地，阈值可以是基于车辆的总里程信息、与在具有预设宽度或更小宽度的道路上的驾驶有关的狭窄道路里程信息和等级输入信息中的至少一种来确定的动态值。
例如，使用车辆的总里程信息和关于各个区间的预设阈值信息，可以将关于包括车辆的总里程信息的区间的阈值信息应用为设定阈值。
在另一示例中，使用关于车辆在具有预设宽度或更小宽度的道路上驾驶的狭窄道路里程信息和关于各个区间的预设阈值信息，可以将关于包括车辆的总狭窄道路里程信息的区间的阈值信息应用为设定阈值。
在又一示例中，可以根据由驾驶员输入的等级输入信息来将多个阈值中的任何一个应用为设定阈值。
也就是说，可以根据驾驶员的驾驶技能动态地确定阈值。因此，当驾驶员已累计长使用期限的驾驶距离、具有在狭窄道路上驾驶的丰富经验、或者为此做出请求时，可以减小阈值，由此提高方便性。
因此，可以将阈值信息的最小值设定为车辆的宽度或更大值，并且可以存储多个阈值表，在这些阈值表中阈值以规则间隔或者以恒定速率增加。
优选地，当任何自由空间的宽度(f)在距车辆10的前面的预定距离(d0)上相对于车辆10的宽度处于预定比率或更高比率或者是设定阈值或更大阈值时，可以确定车辆10能够进入前方道路。也就是说，当自由空间的宽度(f)在预定距离(d0)上有一部分相对于车辆10的宽度小于预定比率或者小于阈值时，可以确定车辆10不能进入前方道路。
尽管雷达的测量范围比相机的测量范围长，然而需要相结合地使用两种类型的传感器，并且因此优选的是预定距离(d0)被设定为相机的测量范围。因此，可以考虑相机的测量范围将预定距离(d0)设定为50m。
当确定了车辆10能够进入前方道路时，在显示器上显示前方道路的捕获图像和虚拟车辆被构成在其中的图像(S400)。显示其中构成有虚拟车辆的图像用来通过显示车辆的行驶路径来帮助驾驶。虚拟车辆可以与前方道路的捕获图像组合，以使得虚拟车辆位于离车辆10的当前位置向前达预定距离。可以考虑到车辆10的速度将预定距离设置为离车辆10的当前位置向前一定距离。优选地，可以将预定距离设定为8至10m。
当确定车辆10不能进入前方道路时，在显示器上显示指示车辆10不能进入前方道路的消息或反向引导消息(S500)。优选地，也可以在显示器上显示询问是否接收关于另选的道路的引导的弹出消息。当询问是否接收关于另选的道路的引导的弹出消息被显示时，只有当用户选择接收关于另选的道路的引导时才执行后续的操作。
在显示指示车辆10不能进入前方道路的消息之后，当询问是否接收关于另选的道路的引导的弹出消息未被显示时或者当询问是否接收关于另选的道路的引导的弹出消息被显示并且用户选择接收关于另选的道路的引导时，确定是否存在车辆10能在车辆10的左侧或右侧进入的道路(S600)。
确定是否存在车辆10能在车辆10的左侧或右侧进入的道路的操作S600是以与确定车辆10是否能够进入前方道路的操作S300相同的方式执行的。为了执行操作S600，除了被安装成在车辆10中向前定向的相机和雷达之外，车辆10还包括被安装成在车辆10中向左定向的相机和雷达以及被安装成在车辆10中向右定向的相机和雷达。使用被安装成在车辆10中向左定向的相机和雷达以及被安装成在车辆10中向右定向的相机和雷达来执行操作S600。
具体地，在操作S600中，在车辆10的左侧和右侧检测道路边缘、障碍物和自由空间，计算自由空间的宽度，并且基于自由空间的宽度是否相对于车辆10的宽度处于预定比率或更高比率或者是否是设定阈值或更大阈值，确定车辆10是否能够进入。当存在车辆10能在车辆10的左侧或右侧进入的道路并且因此检测到道路边缘、障碍物和自由空间时并且当自由空间的宽度相对于车辆10的宽度处于预定比率或更高比率或者是设定阈值或更大阈值时，确定存在车辆10能在车辆10的左侧或右侧进入的道路。此外，当不存在车辆10能在车辆10的左侧或右侧进入的道路并且因此未检测到道路边缘、障碍物和自由空间时，或者当检测到道路边缘、障碍物和自由空间但是自由空间的宽度相对于车辆10的宽度小于预定比率或者小于设定阈值时，确定不存在车辆10能在车辆10的左侧或右侧进入的道路。
当确定存在车辆10能在车辆10的左侧或右侧进入的道路时，车辆10能在车辆10的左侧或右侧进入的道路的捕获图像和虚拟车辆被构成在其中的图像被显示在显示器上(S700)。显示其中构成有虚拟车辆的图像用来通过显示车辆的行驶路径来帮助驾驶。虚拟车辆可以与车辆10能在左侧或右侧进入的道路的捕获图像相组合，从而使得虚拟车辆位于车辆10的当前位置左方或右方并与当前位置相距预定距离。可以将预定距离设定为距车辆10的当前位置左方或右方一定距离，车辆10将很快抵达该一定距离。优选地，可以将预定距离设定为8至10m。
当确定不存在车辆10能在车辆10的左侧或右侧进入的道路时，车辆10在显示器上显示反向引导消息(S800)。此外，确定驾驶员是否已在导航系统中设定目的地(S900)。当确定驾驶员已设定目的地时，在显示器上显示到目的地的另一路线的导航图像(S1000)。
在用于确定车辆是否能够进入道路的上述方法中，可以仅在特定条件下执行对应的功能。
例如，当驾驶员操纵输入按钮以实现功能并且因此车辆接收输入信息时，可以激活确定车辆是否能够进入道路的算法。
另选地，当基于车辆的位置信息检测到前方道路具有预设宽度或更小宽度时，可以执行检测前方道路上的自由空间的操作。
例如，在检测自由空间的宽度的操作中，可以使用导航信息或GPS信息来检测车辆的位置信息，并且当车辆正在上面行驶的道路和车辆要在上面行驶的前方道路具有预设宽度或更小宽度时，可以使用雷达和相机来检测道路边缘、障碍物和自由空间。
道路的宽度可以被预先存储在导航系统等中或者可以通过导航系统从服务器接收。例如，快速公路所需要的合法道路宽度不同于单向道路所需要的合法道路宽度。因此，可以通过导航系统来辨识关于车辆正在上面行驶的道路或者车辆要在上面行驶的前方道路的合法道路宽度的信息，并且只有当合法道路宽度是预设宽度或更小宽度时才可以激活上述功能。。
图4和图5例示了根据本公开的一个实施方式的用于计算自由空间的宽度的方法。
图4例示了用于当在道路上没有障碍物时计算自由空间的宽度(f)的方法，并且图5例示了用于当在道路上存在障碍物时计算自由空间的宽度(f)的方法。
参照图4，当在道路上没有障碍物30时，相机仅辨识存在道路边缘20。因此，可以使用相机来获得从相机的中心到左侧道路边缘20的距离(d1)和从相机的中心到右侧道路边缘20的距离(d2)。可以根据d1和d2的和来计算自由空间的宽度(f)。
参照图5，当在道路上存在障碍物时，相机辨识障碍物30以及道路边缘20。然而，与图4相比，自由空间的宽度(f)由于障碍物30的存在而减小，并且因此需要在计算自由空间的宽度(f)时考虑障碍物30的存在。因此，可以使用相机来获得从相机的中心到左侧障碍物30的距离(d1)和从相机的中心到右侧障碍物30的距离(d2)。可以根据d1和d2的和来计算自由空间的宽度(f)。
以上提及的相机的中心在与由相机拍摄的捕获图像的中心相同的意义上被使用并且可以与捕获图像的中心互换。
图6例示了根据本公开的一个实施方式的用于确定车辆是否能够进入道路的系统。
用于确定车辆是否能够进入道路的系统100包括被安装成向前定向的相机110、被安装成向前定向的雷达120、被安装成向左定向的相机130、被安装成向左定向的雷达140、被安装成向右定向的相机150、被安装成向右定向的雷达160、处理器170和显示器180。处理器170可以被配置为控制组件110至160和180，由此实现本公开中提出的过程和/或方法。
本公开的处理器170也可以被称为控制器、微控制器、微处理器、微计算机等。处理器170可以由硬件、固件、软件或其组合来实现。
当使用硬件来实现本公开的实施方式时，可以在处理器170中提供专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)等。
上述的实施方式是通过以预定形式组合本公开的元素和特征来实现的。除非另外指定，否则各个元素或特征应该被认为是可选的。可以在不与其它元素或特征组合的情况下执行各个元素或特征。也能够通过组合一些元素和/或特征来构造本公开的实施方式。可以改变在本公开的实施方式中描述的操作的顺序。一个实施方式的一些元素或特征可以被包括在另一实施方式中或者可以用另一实施方式的对应元素或特征替换。显然，可以通过组合在其之间不具有显式的引用关系的权利要求来配置实施方式，或者可以在申请之后通过修改来添加新的权利要求。
对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本公开的精神或必要特性的情况下，可以其它形式实施本公开。因此，以上实施方式要在所有方面被认为是非限制性的，而是例示性的。应该通过对所附权利要求以及在本公开的等同物的范围内的所有可能变型的合理解释来确定本公开的范围。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年7月27日提交的韩国专利申请No.10-2017-0095272的优先权，其通过引用将其合并于此以用于所有目的，如同在本文中充分地阐述一样。

Claims (15)

1.一种用于确定车辆是否能够进入道路的方法，所述方法包括以下步骤：
使用被安装成在所述车辆中向前定向的相机和雷达来检测前方道路上的左侧道路边缘、右侧道路边缘、障碍物和自由空间；
计算所述自由空间的宽度；
基于所述自由空间的宽度与所述车辆的预定宽度之间的比较来确定所述车辆是否能够进入所述前方道路；以及
当确定所述车辆能够进入所述前方道路时，在显示器上显示图像，所述前方道路的捕获图像和虚拟车辆被构成在所述图像中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述自由空间的宽度是通过将从所述相机的中心到位于所述相机的中心左边的所述左侧道路边缘或所述障碍物的距离以及从所述相机的中心到位于所述相机的中心右边的所述右侧道路边缘或所述障碍物的距离相加来计算出的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述自由空间的宽度相对于所述车辆的宽度处于预定比率或更高比率或者是设定阈值或更大阈值时，确定所述车辆能够进入所述前方道路。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，当任何自由空间的宽度在距所述车辆的前面的预定距离上相对于所述车辆的宽度处于所述预定比率或更高比率时，确定所述车辆能够进入所述前方道路。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述设定阈值是基于所述车辆的总里程信息、关于在具有预设宽度或更小宽度的道路上驾驶的狭窄道路里程信息和等级输入信息中的至少一种来确定的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，检测前方道路上的左侧道路边缘、右侧道路边缘、障碍物和自由空间的步骤基于所述车辆的位置信息在所述前方道路具有预设宽度或更小宽度时检测所述前方道路上的所述左侧道路边缘、所述右侧道路边缘、所述障碍物和所述自由空间。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
当确定所述车辆不能够进入所述前方道路时，
在所述显示器上显示指示所述车辆不能够进入所述前方道路的消息；
使用被安装成在所述车辆中向左定向的相机和雷达以及被安装成在所述车辆中向右定向的相机和雷达来确定是否存在所述车辆能够在所述车辆的左侧或右侧进入的道路；以及
当确定存在所述车辆能够在所述车辆的左侧或右侧进入的道路时，在所述显示器上显示图像，所述车辆能够在所述车辆的左侧或右侧进入的道路的捕获图像和虚拟车辆被构成在该图像中。
8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
当确定不存在所述车辆能够在所述车辆的左侧或右侧进入的道路时，
在所述显示器上显示反向引导消息；以及
当在导航系统中设定了目的地时，在所述显示器上显示到所述目的地的不同路线的导航图像。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，检测前方道路上的左侧道路边缘、右侧道路边缘、障碍物和自由空间的步骤通过经由所述雷达感测所述障碍物是否存在、当所述障碍物存在时通过所述相机提取关于所述障碍物的边缘信息以及当所述障碍不存在时通过所述相机提取关于所述道路的边缘信息来检测所述自由空间。
10.一种用于确定车辆是否能够进入道路的系统，所述系统包括：
被配置为被安装成在所述车辆中向前定向的相机；
被配置为被安装成在所述车辆中向前定向的雷达；
显示器；以及
处理器，
其中，所述处理器配置为：
通过控制所述相机和所述雷达来检测前方道路上的左侧道路边缘、右侧道路边缘、障碍物和自由空间；
计算所述自由空间的宽度；
基于所述自由空间的宽度与所述车辆的预定宽度之间的比较来确定所述车辆是否能够进入所述前方道路；以及
当确定所述车辆能够进入所述前方道路时，控制所述显示器以显示图像，所述前方道路的捕获图像和虚拟车辆被构成在所述图像中。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过将从所述相机的中心到位于所述相机的中心左边的所述左侧道路边缘或所述障碍物的距离以及从所述相机的中心到位于所述相机的中心右边的所述右侧道路边缘或所述障碍物的距离相加来计算所述自由空间的宽度。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，当所述自由空间的宽度相对于所述车辆的宽度处于预定比率或更高比率或者是设定阈值或更大阈值时，所述处理器被配置为确定所述车辆能够进入所述前方道路。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述设定阈值是基于所述车辆的总里程信息、关于在具有预设宽度或更小宽度的道路上驾驶的狭窄道路里程信息和等级输入信息中的至少一种来确定的。
14.根据权利要求10所述的系统，该系统还包括：
被配置为被安装成在所述车辆中向左定向的相机和雷达；以及
被配置为被安装成在所述车辆中向右定向的相机和雷达，
其中，当确定所述车辆不能够进入所述前方道路时，所述处理器还被配置为：
控制所述显示器以显示指示所述车辆不能够进入所述前方道路的消息；
通过控制所述被安装成在所述车辆中向左定向的相机和雷达以及所述被安装成在所述车辆中向右定向的相机和雷达来确定是否存在所述车辆能够在所述车辆的左侧或右侧进入的道路；以及
当确定存在所述车辆能够在所述车辆的左侧或右侧进入的道路时，控制所述显示器以显示图像，所述车辆能够在所述车辆的左侧或右侧进入的道路的捕获图像和虚拟车辆被构成在该图像中。
15.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理器被配置为通过经由所述雷达感测所述障碍物是否存在、当所述障碍物存在时通过所述相机提取关于所述障碍物的边缘信息以及当所述障碍不存在时通过所述相机提取关于所述道路的边缘信息来检测所述自由空间。
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