CN109895763A - 基于超声波雷达的泊车车位检测方法和终端 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法，用于车位检测。本申请实施例方法包括：终端获取超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，回波信号为配置终端的自车相对障碍物运动过程中由障碍物反射回的信号；终端构建泊车空间的坐标系；终端在坐标系中将泊车空间划分为多个空间单元；终端根据回波信号在坐标系中确定障碍物可能分布区域的投影线；终端统计第一空间单元包含投影线的数量，第一空间单元为多个空间单元中的任意一个空间单元；当第一空间单元包含投影线的数量大于预设阈值，则终端确定第一空间单元为包含障碍物的轮廓的空间单元；终端根据第一空间单元确定泊车车位尺寸。

Description

基于超声波雷达的泊车车位检测方法和终端

技术领域

本申请涉及泊车技术领域，特别涉及基于超声波雷达的泊车车位检测方法和终端。

背景技术

泊车车位检测是车辆实现自动泊车整个流程中的重要环节。其主要利用车载传感器如摄像头、雷达等来精准感知自车周围环境，对观测区域空间中的车位尺寸进行测量，并判断是否满足泊车条件。超声波雷达是实现泊车车位检测常用的传感器，其测距原理是根据发射波与回波的时间间隔来计算传感器与目标之间的距离。超声波雷达近距范围内测距能力强，但由于近距离范围波束角较大，角分辨率不高。

泊车车位检测中有效泊车车位，是指在空间范围内无其它障碍物，并且在尺寸上满足自车进出需求的车位。因此，泊车车位检测要求对泊车区域的障碍物进行检测包括对障碍物与自车间距离的测量和障碍物边界的区分。

目标车位的前后方均存在其它车辆即障碍物的场景为泊车的经典场景。现有技术中，为确定障碍物的边界点，自车在平行于障碍物边缘运动的过程中发射超声波信号并采集障碍物返回的回波信号。假设障碍物的中间车体形状连续且规则，在障碍物侧得到的回波信号强度曲线也应该平滑且强度相近，且只有在障碍物边界处得到的回波信号强度发生变化。由于超声波具有波束角特性，需要通过拟合等方式获得回波信号中平滑区段，将平滑区段的端点作为障碍物边界点对应的回波信号，然后结合自车运动速度估计障碍物的边界点。

现有技术中，通过自车平行于障碍物行驶，可以根据回波信号中平滑区段端点对应的时刻结合自车运动速度估计障碍物的边界点，进而确定泊车车位尺寸。但是，在复杂场景中，例如自车相对于障碍物斜向行驶或者多个超声波传感器协同工作的情况下，回波信号强度和回波时间间隔都不断变化，估计回波信号中障碍物对应区段的端点较困难。因此，确定障碍物的轮廓边界点难度较大，泊车车位尺寸检测准确程度低。

发明内容

本申请提供了一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法，用于泊车车位检测，可以提高泊车车位尺寸检测的准确程度。

本申请实施例第一方面提供了一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法：

泊车车位检测是车辆自动泊车流程中的重要环节。在泊车车位检测中，自车配置超声波雷达传感器和定位装置，在待探测的泊车空间中行驶。终端获取超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，该回波信号为配置所述终端的自车相对障碍物运动过程中，由障碍物反射返回的信号。终端构建泊车空间的坐标系，并在该坐标系中将该泊车空间划分为多个空间单元，该终端根据该回波信号可以计算得到障碍物与超声波雷达传感器间的距离参数，根据该距离参数在该坐标系中确定障碍物可能分布区域投影线，然后，该终端统计该空间单元包含该投影线的数量；若第一空间单元包含该投影线的数量大于预设阈值，则该终端确定该第一空间单元为包含该障碍物轮廓的空间单元；最后，该终端可以根据该空间单元确定障碍物的尺寸和边界点，进而获取泊车车位尺寸。

由于终端可以对自车运动过程中各个时刻得到的回波信号单独进行计算，获取每个回波信号反映的障碍物轮廓点信息。避免了现有技术中由回波信号强度变化确定障碍物边界点时，对于自车平行于障碍物运动的要求。即使在复杂场景下，也可以获得障碍物的尺寸和边界点，提高了复杂场景下泊车车位检测的准确度。

基于本申请实施例第一方面，本申请实施例第一方面的第一种实施方式中，该终端在该坐标系中将该泊车空间划分为多个空间单元包括：该终端在该坐标系中按照预设的空间分辨率将该泊车空间均匀划分为多个网格单元，该多个网格单元用于表示多个空间单元，该空间分辨率表示一个网格单元边长对应的实体空间的长度。

本申请实施例提供的基于超声波雷达的泊车车位检测方法，提供了终端在泊车空间坐标系中将泊车空间划分为空间单元的具体方式，即将泊车空间划分为网格单元，提供了一种具体的实施方式，可以降低终端的计算量，提升了方案的可实现性。

基于本申请实施例第一方面的第一种实施方式，本申请实施例第一方面的第二种实施方式中，该方法还包括：该终端根据观测精度确定投影线的线宽，该观测精度包括该自车的车辆定位精度和该自车的超声波雷达的测量精度。

本申请实施例提供的基于超声波雷达的泊车车位检测方法，提供了确定障碍物可能存在区域投影线的线宽的方法，由测量精度确定线宽，提供了确定投影线的更具体的实现方法。

基于本申请实施例第一方面的第二种实施方式，本申请实施例第一方面的第三种实施方式中，该终端根据观测精度确定投影线的线宽包括：该终端确定该投影线的线宽，该投影线的线宽与该观测精度成正比，该投影线的线宽与该空间分辨率成反比。

本申请实施例提供的基于超声波雷达的泊车车位检测方法，提供了确定障碍物可能存在区域投影线的线宽的方法，由测量精度和网格单元的精确度确定线宽，既可以减少终端的运算量又可以确保投影线的准确度，提供了确定投影线的另一种具体的实现方法，提升了方案实现的灵活性。

基于本申请实施例第一方面、本申请实施例第一方面的第一种实施方式至本申请实施例第一方面的第三种实施方式中任一项，本申请实施例第一方面的第四种实施方式中，该终端确定该第一空间单元为障碍物轮廓点之前，该方法还包括：该终端设置投影线的该预设阈值，该预设阈值与该超声波雷达的探测频率、自车车速和障碍物距离有关。本申请实施例提供的基于超声波雷达的泊车车位检测方法，提供了确定预设阈值的一种方法，提升了车位检测方法的可实现性。

基于本申请实施例第一方面、本申请实施例第一方面的第一种实施方式至本申请实施例第一方面的第四种实施方式中任一项，，本申请实施例第一方面的第五种实施方式中，该终端确定该第一空间单元为障碍物轮廓点之后，该方法还包括：该终端预设障碍物尺寸范围；根据该第一空间单元确定所述障碍物尺寸；判断该障碍物尺寸与该预设障碍物尺寸范围的大小；当该障碍物尺寸大于该预设障碍物尺寸范围的上限值，则该终端提高该预设阈值；当该障碍物尺寸小于该预设障碍物尺寸范围的下限值，则该终端降低该预设阈值。

本申请实施例提供的基于超声波雷达的泊车车位检测方法，提供了确定预设阈值的另一种方法，提升了车位检测方法实现的灵活性。

基于本申请实施例第一方面、本申请实施例第一方面的第一种实施方式至本申请实施例第一方面的第五种实施方式中任一项，本申请实施例第一方面的第六种实施方式中，该终端获取超声波雷达接收的多个时刻的回波信号包括：该终端获取第一超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，该回波信号为该第一超声波雷达发射的超声波返回的信号；或者，该终端获取第二超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，该回波信号为第三超声波雷达发射的超声波返回的信号，该第二超声波雷达与该第三超声波雷达不为同一个雷达。

本申请实施例提供的基于超声波雷达的泊车车位检测方法，提供了两类超声波雷达传感器采集数据的方式，使得本方案既可以适用于单一传感器场景也可以适用多传感器的场景，提升了方案实现的灵活性。

基于本申请实施例第一方面、本申请实施例第一方面的第一种实施方式至本申请实施例第一方面的第六种实施方式中任一项，本申请实施例第一方面的第七种实施方式中，该终端根据该回波信号在该坐标系中确定障碍物可能分布区域投影线包括：该终端根据该回波信号、该超声波雷达的探测方位和该超声波雷达的波束角在该坐标系中确定该障碍物可能分布区域的投影线。

本申请实施例提供的基于超声波雷达的泊车车位检测方法，提供了确定障碍物可能存在区域的投影线的另一种方法，可以利用超声波雷达的探测方位和波束角约束投影线的分布范围，提升障碍物轮廓点判断的准确度。

本申请实施例第二方面提供了一种终端，该终端具有实现上述第一方面中基于超声波雷达的泊车车位检测方法的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

本申请实施例第三方面提供了一种终端，该终端包括：处理器、存储器、该处理器通过运行存储在该存储器内的软件程序、调用存储在该存储器内的数据，执行前述本申请实施例第一方面提供的各实施方式的方法。

本申请实施例第四方面提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序指令，该计算机程序指令可通过处理器进行加载来实现上述第一方面及其各实现方式中的方法。

本申请实施例第五方面提供了一种计算机储存介质，用于储存计算机程序指令，其包含用于执行前述本申请实施例第一方面提供的各实施方式的步骤的程序。

附图说明

图1为自动泊车系统流程图；

图2为超声波雷达波束张角图；

图3为超声波雷达车位检测的经典场景图；

图4为车位检测经典场景中回波强度时序图；

图5为本申请实施例中基于超声波雷达的泊车车位检测方法的一个实施例示意图；

图6为本申请实施例中基于超声波雷达的泊车车位检测方法的另一个实施例示意图；

图7为本申请实施例中终端构建的网格图；

图8为本申请实施例中终端将投影线映射于网格图的一个示意图；

图9为本申请实施例中终端将投影线映射于网格图的另一个示意图；

图10为本申请实施例中根据超声波波束张角约束投影线分布范围的示意图；

图11为本申请实施例中终端的一个实施例示意图；

图12为本申请实施例中终端的另一个实施例示意图。

具体实施方式

泊车车位检测是车辆实现自动泊车整个流程中的重要环节。终端主要利用车载传感器如摄像头、雷达等来精准感知自车周围环境，并对目标区域中的车位尺寸进行估计，进而判断是否满足泊车条件。满足泊车条件的有效可用泊车车位是指，在空间范围内无其它障碍物并且在尺寸上满足自车进出需求。因此，泊车车位检测需要对观测区域的障碍物进行检测，包括对障碍物尺寸的测量以及对障碍物边界的区分。

请参阅图1，自动泊车系统流程图。在车辆实现自动泊车的流程中，若泊车车位检测结果判定为合适，则车辆可进行倒车路径规划，进而执行自动泊车；若泊车车位检测结果为不合适，则需要重新进行车位检测。由此可见，泊车车位检测是自动泊车流程中的重要环节。

请参阅图2，超声波雷达波束张角随距离变化的关系图。超声波雷达是目前实现泊车车位检测最常用的传感器之一，其测距原理是利用超声波的发射和接收，并根据发射波与回波的时间延迟来计算出传感器与目标之间的距离。超声波雷达虽然具有近距范围内测距能力强和成本低等优势，但是近距离范围内波束角较大，角分辨率不高。由图2可知在电压5V或3.3V的条件下波束张角随距离变化情况，可以看到超声波雷达在近距离范围对应的波束角约为60度，等效距离分辨率为0.5米。由于超声波雷达近距离角分辨较低，因此，在泊车车位检测中，如何确定障碍物的边界点是一个技术难点。

下面将介绍超声波雷达在自动泊车经典场景中的应用，请参阅图3，超声波车位检测的经典场景图。

在车位检测过程中，常常出现如图3所示的典型场景，即在目标车位的前后方均存在其它车辆(障碍物1、障碍物2)。实现车位检测时，自车即需要进行泊车的车辆以速度v平行于障碍物运动，当自车从左向右逐渐行驶过程中，车载超声波雷达不断发射和接收回波信号。在进行泊车车位估计时，假设障碍物的中间车体形状连续且规则。基于这样的假设，自车在障碍物侧运动时收到的回波信号强度曲线也应该平滑且强度相近，且只有在障碍物边界处将会出现信号强度跳变点。

请参阅图4，车位检测经典场景中回波强度时序图，自车在图3所示的泊车经典场景中平行于障碍物行驶，超声波传感器随着自车运动周期性发射超声波并采集数据，终端将获取的各时刻回波信号强度连接起来，便可得到如图4所示的回波信号强度的时序图。图中t1、t2、t3和t4时刻即为回波信号跳变点。考虑到超声波雷达的波束角特性，回波信号跳变点对应的时刻是传感器恰能接受到障碍物反射回波的位置，或者障碍物反射回波恰好消失的位置，而并非障碍物边界点。请参阅图4，终端通过拟合等方式获得回波信号中平滑区段，将此区间段对应为障碍物持续回波区段，结合自车运动速度可以估计障碍物的边界点。

通过上述方法实现泊车车位检测时，障碍物边界点对应的时刻不易确定，检测性能不稳定，当自车相对与前后障碍物斜向行驶，或多个超声波传感器协同工作时，回波时间间隔不断变化，障碍物侧回波信号强度不恒定，确定障碍物的边界点更加困难。

本申请实施例所述的终端可以是车载终端，车载终端与超声波雷达传感器、GPS定位系统等连接，可以获取超声波回波信号和GPS定位信息，并且可以输出自动泊车的决策信息。

需要说明的是，本申请实施例中基于超声波雷达的泊车车位检测方法，适用于多种自动泊车检测场景，包括自车平行于障碍物行驶检测或自车斜向于障碍物行驶检测；也可以适用于多种传感器配置，包括单个超声波传感器检测或多个超声波传感器检测的。具体使用场景及超声波传感器的数量此处不做限定。下述实施例以基于图3所示超声波车位检测的经典场景进行说明。

请参阅图5，本申请实施例中一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法的实施例示意图。

501、终端获取超声波雷达接收的多个时刻的回波信号；

在进行泊车车位检测时，终端需要利用超声波雷达传感器对自车周围的泊车空间进行探测。自车在泊车空间中行驶，若泊车空间中存在障碍物，则自车相对于障碍物发生相对运动，超声波雷达在自车行驶过程中不断发射超声波信号，并接收障碍物返回的回波信号。进行泊车的车辆中可以设置一个或多个超声波雷达传感器，车辆设置超声波雷达传感器的数量此处不做限定。超声波传感器可以采取自发自收的工作模式，即传感器发射信号同时接收反射回来的信号；还可以采取自发它收的工作模式，在多传感器测量系统，某一个传感器发射信号，所有传感器都可以接收该发射信号的回波信号。这里对传感器测量的工作模式不做限定。传感器可以以不同的探测角度采集信息，例如可以垂直于车身方向发射超声波信号，也可以与车身呈一定的夹角进行检测以获取障碍物侧壁深度等信息，在自车设置多个超声波传感器的场景中，每个传感器的探测角度可以相同，也可以不同，此处对传感器的探测角度不做具体限定。超声发射波遇到障碍物后会反射回波，超声波传感器接收回波信号，并将回波信号传送给终端。随着自车的行进，终端可以获取超声波雷达接收的多个时刻的回波信号。

502、终端构建泊车空间的坐标系；

终端构建自车周围泊车空间的坐标系，通常地，终端可以通过GPS定位或者车辆车轮定位装置获取到自车所在的位置，并通过超声波雷达安装在车辆上的部位获取超声波传感器的定位。终端可以根据自车的定位，构建周围预设尺寸的空间的坐标系，并确定自车及超声波雷达传感器在泊车空间坐标系中的位置。

503、终端在该坐标系中将该泊车空间划分为多个空间单元；

终端构建泊车空间坐标系后，可以在坐标系中将泊车空间划分为多个空间单元，泊车空间中任一点都可以对应到一个空间单元内。为了计算方便，优选地，可以将泊车空间均匀划分为网格单元，可以理解的是，网格单元为正方形，一个网格单元对应于一个正方形实体空间区域。可以选取自车周围区域的泊车空间N米×N米，在坐标系中将该泊车空间划分为M×M个网格单元，对应地，空间分辨率即一个网格单元边长对应的实体空间的长度，即N/M米。终端将该泊车空间划分为空间单元的具体方式此处不做限定。

504、终端根据该回波信号在该坐标系中确定障碍物可能分布区域的投影线；

终端可以通过超声波雷达发射超声波与接收回波信号之间的时间间隔计算出传感器与障碍物之间的距离参数。终端可以根据传感器收发特点，将得到的距离参数以投影线的形式呈现在坐标系中，代表障碍物可能存在的区域。例如，当超声波雷达以自发自收的工作模式获取到回波信号，可以确定障碍物可能存在区域为，以该超声波雷达为中心，以计算得到的距离为半径的圆上任一点，进一步地，终端可以根据超声波雷达发射波的方位和超声波的波束角确定障碍物可能存在区域为特定方位的一段圆弧上的任一点，这段圆弧即为标识障碍物可能分布区域的投影线。投影线的线宽可以根据测量的精度设定，此处不做限定。随着自车行进，超声波雷达可以接收多个时刻障碍物返回的回波信号，终端可以根据每个回波信号获取多条障碍物可能分布区域投影线。

505、终端统计空间单元包含投影线的数量；

在步骤503中，终端在坐标系中将泊车空间划分为了多个空间单元，每条障碍物可能分布区域投影线将落入至少一个空间单元中，一个空间单元中每出现一次投影线，可以在该空间单元的投影线数量中累加1，若一个空间单元中出现了N条投影线，则该空间单元包含的投影线数量为N。这样，终端可以分别统计每一个空间单元中包含投影线的数量。

506、若第一空间单元包含投影线的数量大于预设阈值，则终端确定该第一空间单元为包含障碍物轮廓的空间单元；

终端可以根据超声波发射频率、自车速度和障碍物距离等参数进行计算设定预设的阈值，阈值大小此处不做具体限定。由于超声波的波束角特性，同一个障碍物点可能在不同时刻返回多个回波信号，因此，若一个空间单元中包含的投影线数量越多，该空间单元中包含障碍物轮廓的可能性越大，当第一空间单元包含投影线的数量大于预设阈值时，终端确定该坐标系中的第一空间单元为包含障碍物轮廓的空间单元，可以理解的是，该第一空间单元可以为多个空间单元中的任意一个空间单元。

507、终端根据第一空间单元确定泊车车位尺寸；

终端根据包含障碍物轮廓的第一空间单元，可以获取障碍物的尺寸及边界点；此外，终端通过超声波雷达发射波与回波的时间间隔可以获取自车到障碍物的距离。在泊车空间中，根据自车与障碍物的相对距离、障碍物的尺寸及边界点即可确定无障碍物的有效泊车车位尺寸。

如果得到的泊车车位尺寸大于停车需要，则认为该泊车车位可用，输出该泊车车位空间坐标。如果该有效泊车车位尺寸不满足停车条件，可以继续进行下一次检测。

本申请实施例提供的基于超声波雷达的泊车车位检测方法，将多个时刻传感器接收的回波信号转化为在坐标系中障碍物可能分布区域投影线，通过统计空间单元中投影线出现的次数确定包含障碍物轮廓的空间单元，进而获取有效泊车车位尺寸。本方案通过不同时刻获取到的回波信号得到坐标系中障碍物可能分布区域投影线，投影线叠加分布在各个空间单元，统计空间单元中障碍物轮廓线数量超出预设阈值的空间单元用以判断障碍物边界，提高了超声波雷达在泊车车位检测的准确程度。

请参阅图6，本申请实施例中基于超声波雷达的泊车车位检测方法的另一个实施例示意图。

601、终端构建泊车空间网格图；

在车位检测前，通常地终端将对超声波传感器、GPS定位系统等进行初始化和校准。终端可以通过车轮编码器或GPS定位等方法确定自车和超声波传感器的物理位置。终端可以根据预设的尺寸参数构建泊车空间坐标系，例如，将泊车空间投影至平行于水平面的二维坐标系中，并在该坐标系将泊车空间均匀划分为网格，构建泊车空间网格图。请参阅图7，构建空间网格图的一个例子。例如，可以选取泊车空间范围N米×N米，将空间划分为M×M个网格单元，记单个网格单元为n_ij，其中i、j为该网格单元在网格中对应的行、列数。这样便可将自车周围区域映射到网格图中，对应空间分辨率即一个网格单元边长对应的实体空间的长度，为N/M米。

602、终端确定投影线的线宽；

投影线的线宽反映了测量的精度，线宽可以与系统观测精度正相关且与空间分辨率负相关，观测精度包括定位精度和超声波测量精度等，线宽的具体形式此处不做限定。例如，线宽可以如式(1)所示。

其中σ₁为GPS定位方差、σ₂为超声波雷达测量方差，可根据标定获得，反映了GPS定位设备和超声波雷达的硬件性能，ρ_res为空间分辨率，例如为N/M米。

603、终端获取超声波传感器发送的回波信号；

随着自车运动,超声波雷达按照一定的频率发射超声波信号并采集回波信号，对自车周围的泊车空间进行探测，并将采集的回波信号发送给终端。进行泊车的自车可以设置一个或多个超声波雷达传感器，对于单一传感器测量系统，传感器发射信号同时接收反射回来的信号，即自发自收的工作模式；对于多传感器测量系统，可以是某一个传感器发射信号，所有传感器都可接收该发射信号的回波信号，即自发它收的工作模式，车辆设置超声波雷达传感器的数量及超声波雷达采集信号的方式此处不做限定。

604、终端根据所述回波信号获取障碍物的距离参数；

由于超声波发射过程中可能在障碍物之间出现多次反射现象，在接收信号中也会存在多次回波，本申请实施例中可以选择一次回波信号进行处理，即对应回波为距离传感器最近的目标信息。当超声波在介质中的传播速度已知时，终端可以通过超声波雷达发射波与回波之间的时间间隔计算出传感器与障碍物之间的距离参数，请参考公式(2)：

其中，r为超声波雷达天线与目标之间的距离，其中v为超声波在介质中的传播速度，△t为超声波雷达天线发射波与接收波的时间延迟。

605、终端将所述距离参数转化为投影线映射至网格图；

终端根据传感器收发特点，将得到的距离参数以投影线的形式呈现在坐标系中，用投影线表示障碍物轮廓可能存在的区域。

首先，需要根据超声波传感器的工作方式推导投影线的数学公式。例如，对于自发自收工作模式的单一传感器，即发射信号的同时也接收回波信号的情况，如图8所示，自车配置传感器1，传感器1既发射超声波信号又接收回波信号，根据公式(2)中的推导，将计算所得障碍物与天线距离参数投影到网格图中，其分布是以r为半径的圆形边界，根据超声波雷达发射超声波的方位，可以确定障碍物为圆上的一段圆弧，如图8所示圆弧线，点(x，y)为障碍物轮廓点O可能所在位置，满足公式(3)，其中(x₁，y₁)为超声波传感器在网格图中的空间坐标。

(x-x₁)²+(y-y₁)²＝r² (3)

而对于自发它收模式工作的多传感器，即一个传感器发射信号而包括自己在内所有传感器同时接收回波信号的情况，如图9所示，A1发射超声波、A2接收回波，每个回波延时对应的是以收、发传感器为焦点的一个椭圆，满足公式(4)。

可选地，可以根据超声波传感器的波束张角参数，约束投影线的分布范围。如图10所示，虚线所示的波束张角范围θ内的投影曲线为有效的投影线，可以进一步缩小障碍物可能存在区域的范围。

606、终端统计每个网格单元中映射的投影线的数量；

随着自车与障碍物之间的相对运动，传感器不断更新每一时刻距离其最近的目标回波数据。由于超声波具有一定的波束张角，同一目标点在不同时刻可能反射回多个回波数据。根据每一组回波数据都可以得到相应的投影线，因此随着时间推移将会在网格中得到多条投影线，投影线分布在坐标系中各个网格单元内，终端对网格图中的每一网格单元内出现的投影线数量进行统计。

统计方法可以是，例如，共记P次有效回波信号，每次回波信号都可以对应坐标系中一条投影线映射。基于步骤601构建的网格图，i，j代表网格单元所在的行、列序号，记S(n_ij)表示该网格是否有投影线穿过，定义如下：

这些投影线可能会在同一个网格单元内重复出现，投影线的重叠情况反映了障碍物的空间分布信息。对每一网格单元的投影线数量进行统计，得到的统计结果为：

其中，g_ij代表第i行、第j列的网格单元内投影线数量，P为有效回波信号的次数，S(n_ij)的数值可表示一条投影线是否穿过该网格单元。

607、终端获取包含障碍物轮廓的网格单元；

终端通过统计的投影线数量与设定的阈值进行比较来确定包含障碍物的轮廓的网格单元，该阈值与发射频率、自车速度、障碍物距离等参数有关，阈值大小在此不做限定。终端统计投影线数量大于阈值的网格单元，作为包含障碍物轮廓的网格单元。

可选地，终端可以预设一个障碍物尺寸范围，若该网格单元确定的障碍物尺寸大于该预设障碍物尺寸范围的上限值，则该终端提高该预设阈值；若该网格单元确定的障碍物尺寸小于该预设障碍物尺寸范围的下限值，则该终端降低该预设阈值。可以使得有效边界线的尺寸在合理的车长范围内。

根据阈值确定网格图中组成障碍物轮廓线的网格单元，终端可以通过分析轮廓线的端点方式确定障碍物的边界点。优选地，由于障碍物边界点处反射回波信号较连续障碍处多，相应的边界点处投影线数量多，通过对网格单元的投影线数量求局部最大值，也可以检测出障碍物的边界点。终端确定障碍物边界点的方式此处不做具体限定。

608、终端确定泊车车位尺寸；

通过超声波雷达发射波与回波的时间间隔可以获取自车到障碍物的距离，此外，可以在泊车空间中，终端根据自车与障碍物的相对距离、障碍物的尺寸及边界点即可确定无障碍物的有效泊车车位尺寸。

在实际应用中，如果得到的泊车车位尺寸大于停车需要，则认为该泊车车位可用，输出该泊车车位空间坐标。如果该空间不满足停车条件，则可以继续进行下一时刻检测。

本申请实施例提供了一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法，采集各个时刻收到的超声波回波信号，将回波信号转化为距离参数，以延时投影的方式映射到与实体空间对应的网格图中。统计每个网格单元内出现的投影线数量，将数量超过预设阈值的网格单元确定为包含障碍物轮廓的网格单元，根据这些网格单元进而判断障碍物边界，最终终端可以获取障碍物尺寸和泊车空间尺寸。本申请实施例提供的泊车车位检测方法，将各时刻的超声波回波信号获取的信息进行叠加，可以更加精准地探测障碍物边界，提升泊车车位尺寸检测的精度。

上述实施例介绍了本申请基于超声波雷达的泊车车位检测方法，下面将对实现该方法的终端进行介绍，请参阅图11，本申请终端的一个实施例示意图。

该终端包括：

获取单元1101，用于获取超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，该回波信号为配置所述终端的自车相对障碍物运动过程中由障碍物反射回的信号；

该获取单元1101具体用于：获取第一超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，该回波信号为该第一超声波雷达发射的超声波返回的信号；或者，获取第二超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，该回波信号为第三超声波雷达发射的超声波返回的信号。

构建单元1102，用于构建泊车空间的坐标系；

该构建单元1102还用于在该坐标系中将该泊车空间划分为多个空间单元；

该构建单元1102具体用于：该终端在该坐标系中按照预设的空间分辨率将该泊车空间划分为网格单元。

确定单元1103，用于根据该回波信号在该坐标系中确定障碍物可能分布区域投影线；

该确定单元1103具体用于：根据该回波信号、该超声波雷达的探测方位和该超声波雷达的波束角在该坐标系中确定障碍物可能分布区域投影线。

该确定单元1103还用于当第一空间单元包含该投影线的数量大于预设阈值，则确定该第一空间单元为障碍物轮廓点；

该确定单元1103还用于根据该障碍物轮廓点确定泊车车位尺寸。

该确定单元1103还用于根据观测精度确定投影线的线宽，该观测精度包括车辆定位精度和该超声波雷达测量精度。该确定单元1103具体用于：确定该投影线的线宽，该投影线的线宽与该观测精度成正比，该投影线的线宽与该网格单元的分辨率成反比。

该确定单元1103还用于设置投影线的该预设阈值，该预设阈值与该超声波雷达的探测频率、自车车速和障碍物距离有关。

该确定单元1103还用于：

预设障碍物尺寸范围；若该障碍物轮廓点确定的障碍物尺寸大于该预设障碍物尺寸范围的上限值，则提高该预设阈值；若该障碍物轮廓点确定的障碍物尺寸小于该预设障碍物尺寸范围的下限值，则降低该预设阈值。

统计单元1104，用于统计该空间单元包含该投影线的数量；

本申请实施例提供的终端在实现泊车车位检测方法的过程与前述图5或图6所示的实施例中描述的方法流程类似，此处不再赘述。

请参阅图12，本申请终端的另一个实施例示意图。

该终端1200可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(central processing units，CPU)1201(例如，一个或一个以上处理器)和存储器1205，该存储器1205中存储有一个或一个以上的应用程序或数据。

其中，存储器1205可以是易失性存储或持久存储。存储在存储器1205的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器1201可以设置为与存储器1205通信，在终端1200上执行存储器1205中的一系列指令操作。

终端1200还可以包括一个或一个以上电源1202，一个或一个以上有线或无线网络接口1203，一个或一个以上输入输出接口1204，和/或，一个或一个以上操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。

本实施例中终端1200中的中央处理器1201所执行的流程与前述图5或图6所示的实施例中描述的方法流程类似，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (19)

1.一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法，其特征在于，包括：

终端获取超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，所述回波信号为配置所述终端的自车相对障碍物运动过程中由障碍物反射回的信号；

所述终端构建泊车空间的坐标系；

所述终端在所述坐标系中将所述泊车空间划分为多个空间单元；

所述终端根据所述回波信号在所述坐标系中确定所述障碍物可能分布区域的投影线；

所述终端统计第一空间单元包含所述投影线的数量，所述第一空间单元为所述多个空间单元中的任意一个空间单元；

当所述第一空间单元包含所述投影线的数量大于预设阈值，则所述终端确定所述第一空间单元为包含所述障碍物的轮廓的空间单元；

所述终端根据所述第一空间单元确定泊车车位尺寸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端在所述坐标系中将所述泊车空间划分为多个空间单元包括：

所述终端在所述坐标系中按照预设的空间分辨率将所述泊车空间均匀划分为多个网格单元，所述多个网格单元用于表示所述多个空间单元，所述空间分辨率表示一个网格单元边长对应的实体空间的长度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端根据所述回波信号在所述坐标系中确定所述障碍物可能分布区域的投影线之前，所述方法还包括：

所述终端根据观测精度确定所述投影线的线宽，所述观测精度包括所述自车的车辆定位精度和所述自车的所述超声波雷达的测量精度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述投影线的线宽与所述观测精度成正比，所述投影线的线宽与所述空间分辨率成反比。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端确定所述第一空间单元为包含所述障碍物轮廓的空间单元之前，所述方法还包括：

所述终端设置所述预设阈值，所述预设阈值与所述超声波雷达的探测频率、自车车速和障碍物距离有关。

6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述终端确定所述第一空间单元为包含所述障碍物轮廓的空间单元之后，所述方法还包括：

所述终端预设障碍物尺寸范围；

根据所述第一空间单元确定所述障碍物尺寸；

判断所述障碍物尺寸与所述预设障碍物尺寸范围的大小；

当所述障碍物尺寸大于所述预设障碍物尺寸范围的上限值，则所述终端提高所述预设阈值；

当所述障碍物尺寸小于所述预设障碍物尺寸范围的下限值，则所述终端降低所述预设阈值。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端获取超声波雷达接收的多个时刻的回波信号包括：

所述终端获取第一超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，所述回波信号为所述第一超声波雷达发射的超声波返回的信号；

或者，

所述终端获取第二超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，所述回波信号为第三超声波雷达发射的超声波返回的信号，所述第二超声波雷达与所述第三超声波雷达不为同一个雷达。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端根据所述回波信号在所述坐标系中确定所述障碍物可能分布区域的投影线包括：

所述终端根据所述回波信号、所述超声波雷达的探测方位和所述超声波雷达的波束角在所述坐标系中确定所述障碍物可能分布区域的投影线。

9.一种终端，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，所述回波信号为配置所述终端的自车相对障碍物运动过程中由障碍物反射回的信号；

构建单元，用于构建泊车空间的坐标系；

所述构建单元还用于在所述坐标系中将所述泊车空间划分为多个空间单元；

确定单元，用于根据所述回波信号在所述坐标系中确定障碍物可能分布区域投影线；

统计单元，用于统计第一空间单元包含所述投影线的数量，所述第一空间单元为所述多个空间单元中的任意一个空间单元；

所述确定单元还用于当所述第一空间单元包含所述投影线的数量大于预设阈值，则确定所述第一空间单元为包含所述障碍物轮廓的空间单元；

所述确定单元还用于根据所述第一空间单元确定泊车车位尺寸。

10.根据权利要求9所述的终端，其特征在于，所述构建单元具体用于：

所述终端在所述坐标系中按照预设的空间分辨率将所述泊车空间均匀划分为多个网格单元，所述多个网格单元用于表示所述多个空间单元，所述空间分辨率表示一个网格单元边长对应的实体空间的长度。

11.根据权利要求10所述的终端，其特征在于，所述确定单元具体用于：

根据观测精度确定所述投影线的线宽，所述观测精度包括所述自车的车辆定位精度和所述自车的所述超声波雷达的测量精度。

12.根据权利要求11所述的终端，其特征在于，所述确定单元具体用于：

确定所述投影线的线宽，所述投影线的线宽与所述观测精度成正比，所述投影线的线宽与所述空间分辨率成反比。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的终端，其特征在于，所述确定单元还用于：

设置所述预设阈值，所述预设阈值与所述超声波雷达的探测频率、自车车速和障碍物距离有关。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的终端，其特征在于，所述确定单元还用于：

预设障碍物尺寸范围；

根据所述第一空间单元确定所述障碍物尺寸；

判断所述障碍物尺寸与所述预设障碍物尺寸范围的大小；

当所述障碍物尺寸大于所述预设障碍物尺寸范围的上限值，则提高所述预设阈值；

当所述障碍物尺寸小于所述预设障碍物尺寸范围的下限值，则降低所述预设阈值。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的终端，其特征在于，所述获取单元具体用于：

获取第一超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，所述回波信号为所述第一超声波雷达发射的超声波返回的信号；

或者，

获取第二超声波雷达接收的多个时刻的回波信号，所述回波信号为第三超声波雷达发射的超声波返回的信号，所述第二超声波雷达与所述第三超声波雷达不为同一个雷达。

16.根据权利要求9至15中任一项所述的终端，其特征在于，所述确定单元具体用于：

根据所述回波信号、所述超声波雷达的探测方位和所述超声波雷达的波束角在所述坐标系中确定所述障碍物可能分布区域的投影线。

17.一种终端，其特征在于，包括：

处理器、储存器、输入输出设备以及总线；

所述处理器、存储器、输入输出设备分别于所述总线相连；

所述存储器用于存储程序指令；

所述处理器用于执行所述程序指令以实现权利要求1-8中任一项所述的方法。

18.一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。

19.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序指令，其特征在于，当所述程序指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。