CN110867092A - 一种基于雷达系统和环视系统的库位生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于雷达系统和环视系统的库位生成方法，包括：S1.通过雷达系统和环视系统分别获取车辆周围的环境信息，并归一化到所述车辆的坐标系下；S2.若所述雷达系统和所述环视系统分别从所述环境信息中的同一位置获取用于停车的第一区域和第二区域，获取所述第一区域和所述第二区域的宽度，以及获取满足所述车辆停车的最小宽度，若所述最小宽度大于所述第一区域的宽度，则舍弃所述第一区域和所述第二区域，否则，根据所述第一区域和所述第二区域生成所述车辆停车的可用库位。通过雷达系统分别获取车辆周围的环境信息，解决了单一探测装置获取信息不全面的缺陷，从而提高了生成停车库位的准确性。

Description

一种基于雷达系统和环视系统的库位生成方法

技术领域

本发明涉及一种库位生成方法，尤其涉及一种基于雷达系统和环视系统的库位生成方法。

背景技术

近年来随着生活水平的提高，随着车辆的普及，家用车已经进入千家万户，随之在汽车泊车相关的系统也随之兴起，极大的方便了用户的泊车，提高了泊车过程的安全性。目前能够用于泊车系统的系统主要采用单一识别模式，因此只能在停车过程中提供环境的一部分信息，所以对于某些特殊工况存在一些缺陷。例如，图像识别中采用摄像头进行数据采集，但由于图像的通过拼接算法组合在一起，并且在识别过程中很容易受到外界环境光线的干扰，从而导致其产生识别不准确或无法识别的弊端，例如，在光照不佳、划线破损等情况下无法检测出库位线，无法检出路沿等限位障碍物，无法及时发现危险障碍物等。而雷达系统是依靠超声波雷达来探测物体，由于超声波雷达本身的探测局限性，使得停车过程中对于一些特殊工况存在一些不足。例如：必须依赖障碍物信息估算目标库位位置、驾驶员对车辆的当前位姿和周边信息不可知、易产生不信任/过信任等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于雷达系统和环视系统的库位生成方法，提高车辆泊车过程中停车库位的准确性。

为实现上述发明目的，本发明提供一种基于雷达系统和环视系统的库位生成方法，包括：

S1.通过雷达系统和环视系统分别获取车辆周围的环境信息，并归一化到所述车辆的坐标系下；

S2.若所述雷达系统和所述环视系统分别从所述环境信息中的同一位置获取用于停车的第一区域和第二区域，获取所述第一区域和所述第二区域的宽度，以及获取满足所述车辆停车的最小宽度，若所述最小宽度大于所述第一区域的宽度，则舍弃所述第一区域和所述第二区域，否则，根据所述第一区域和所述第二区域生成所述车辆停车的可用库位。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，根据所述第一区域获取其第一宽度W_USS，根据所述第二区域获取其第二宽度T2，以及获取满足所述车辆停车的最小宽度T1，若T2≥W_USS≥T1，则所述雷达系统根据所述第一区域生成第一有效库位作为所述车辆停车的可用库位。

根据本发明的一个方面，步骤S2中包括：

S21.所述雷达系统根据所述环境信息中的障碍物，获取具有前向边界和后向边界的所述第一区域；

S22.所述环视系统根据所述环境信息中的库位标识获取第二有效库位，并根据所述第二有效库位的前向边界和所述第一区域的后向边界获取用于停车的所述第二区域；

S23.根据所述第一区域的前向边界和后向边界获取所述第一宽度W_USS，根据所述第二有效库位的前向边界和所述第一区域的后向边界获取所述第二宽度T2。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，若W_USS≥T2≥T1，则所述环视系统提取所述第二区域中的第二有效库位作为所述车辆停车的可用库位。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，若W_USS≥T1≥T2，则所述雷达系统根据所述第一区域生成第一有效库位作为所述车辆停车的可用库位。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，若仅由所述环视系统从所述环境信息中获取用于停车的第二区域，所述雷达系统未获取所述第一区域，则包括：

S021.所述环视系统通过所述环境信息中的库位标识获取所述第二区域中的第二有效库位；

S022.所述雷达系统获取所述环境信息中的障碍物分布信息；

S023.所述雷达系统根据所述障碍物分布信息对所述第二有效库位的占用状态进行判断，若所述第二有效库位为占用状态，则舍弃，若所述第二有效库位为空闲状态，则标记为可用库位。

根据本发明的一个方面，步骤S2中，若仅由所述雷达系统从所述环境信息中获取用于停车的第一区域，所述环视系统未获取所述第二区域，则包括：

S0021.所述雷达系统根据所述第一区域生成第一有效库位；

S0022.所述雷达系统根据所述环视系统从所述环境信息中获取的点或线对所述第一有效库位的位置和姿态进行调整，并将调整完成后的所述第一有效库位作为可用库位。

根据本发明的一种方案，通过雷达系统采集车辆周围的障碍物分布信息，环视系统采集车辆周围的图像信息，障碍物分布信息和图像信息进过处理后相互融合，从而能够提高本发明的库位生成方法获取车辆周围环境信息的准确度，解决了单一探测装置(雷达系统或环视系统)获取信息不全面的缺陷，从而提高了生成停车库位的准确性。通过上述设置，增强了本发明的在复杂环境中的应用，扩展了本发明的应用场景。

根据本发明的一种方案，通过结合环视系统和雷达系统，形成了不同探测方式之间的互补，通过环视系统有效解决了雷达系统无法准确探测出无参照的库位、斜向库位等的弊端，而雷达系统则弥补了环视系统在光线不佳无法探测出障碍物等的不足，增强了驾驶员对车辆周边环境的了解，从而有效提高了在复杂环境下车辆停车过程的准确性和安全性。

根据本发明的一种方案，当环视系统和雷达系统能够同时检测出用于停车的区域时，通过将雷达系统检测的区域宽度、环视系统检测的区域宽度以及停车所需要的最小宽度进行比较，从而使车辆停车过程中准确探测和精确计算的结合更加完善，使停车位置的选取更加合理，从而进一步提高了车辆的停车效率和准确性。

根据本发明的一种方案，当仅由环视系统从环境信息中获取用于停车的第二区域，雷达系统未能获取第一区域时，通过雷达系统根据周围障碍物的分布判断环视系统中检出的第二有效库位的占用状态，极大的提高了库位分辨效率，可以实现环视系统和雷达系统协同工作时的自动化判断，不需要人工参与，提高了车辆的停车效率。

根据本发明的一种方案，当仅由雷达系统从环境信息中获取用于停车的第一区域，环视系统未能获取第二区域时，通过雷达系统根据周围障碍物的分布生成用于停车的第一有效库位，并且基于环视系统从周围环境中获取的点或线作为参考进行第一有效库位的调整，避免了单一系统生成的停车位置不合理、停车难度大的弊端。通过雷达系统和环视系统的信息融合，从而极大的优化了停车库位的生成位姿，更加有利于提高停车过程的安全性和停车效率。

附图说明

图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的步骤框图；

图2是表示根据本发明的一种实施方式的第一区域宽度小于第二区域宽度的示意图；

图3是表示根据本发明的一种实施方式的第一区域宽度大于第二区域宽度的示意图；

图4是表示根据本发明的一种实施方式的第一区域宽度大于第二区域宽度的示意图；

图5是表示根据本发明的一种实施方式的第一区域宽度小于停车最小宽度的示意图；

图6是表示根据本发明的一种实施方式的仅由环视系统获取用于停车的第二有效库位的示意图；

图7是表示根据本发明的一种实施方式的仅由雷达系统获取用于停车的第一有效库位的示意图；

图8是表示图7中第一有效库位姿态校正后的示意图；

图9是表示根据本发明的一种实施方式的仅由雷达系统获取用于停车的第一有效库位的示意图；

图10是表示图9中第一有效库位位置校正后的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种基于雷达系统和环视系统的库位生成方法，包括：

S1.通过雷达系统和环视系统分别获取车辆周围的环境信息，并归一化到所述车辆的坐标系下；

S2.若所述雷达系统和所述环视系统分别从所述环境信息中的同一位置获取用于停车的第一区域和第二区域，获取所述第一区域和所述第二区域的宽度，以及获取满足所述车辆停车的最小宽度，若所述最小宽度大于所述第一区域的宽度，则舍弃所述第一区域和所述第二区域，否则，根据所述第一区域和所述第二区域生成所述车辆停车的可用库位。

如图2所示，根据本发明的一种实施方式，通过雷达系统和环视系统均从车辆周围的环境信息中检测出用于停车的位置。在本实施方式中，步骤S2中包括：

S21.雷达系统根据环境信息中的障碍物，获取具有前向边界和后向边界的第一区域。在本实施方式中，参见图2所示，当需要停放的车辆沿行进方向移动时，车辆上的雷达系统探测到车身周围的环境信息，并从环境信息中识别出障碍物(如，图2中停放的车辆)之间的空闲区域。在此，以车辆行进方向的前方为前向(即图2中左侧)，车辆的后方为后向(即图2中右侧)。在本实施方中，通过雷达系统探测探测到的障碍物之间的空闲区域标记为第一区域，并且雷达系统根据空闲区域(即第一区域)周围的障碍物推算出空闲区域的前向边界和后向边界。

S22.环视系统根据环境信息中的库位标识获取第二有效库位，并根据第二有效库位的前向边界和第一区域的后向边界获取用于停车的第二区域。在本实施方式中，环视系统根据获取的车辆周围的环境系统，从中识别出具有库位标识的的第二有效库位，并且根据获取的第二有效库位获取其前向边界和后向边界。同时，根据前述步骤中获取的第一区域的后向边界即可获取第二区域，即第二有效库位所占区域与第二有效库位的后向边界与第一区域的后向边界之间的区域之和。

S23.根据第一区域的前向边界和后向边界获取第一宽度W_USS，根据第二有效库位的前向边界和第一区域的后向边界获取第二宽度T2。在本实施方式中，根据前述步骤中获取的第一区域的前向边界和后向边界即可获取第一区域的宽度，即第一宽度W_USS。根据第二有效库位的前向边界和第一区域的后向边界即可获取第二区域的宽度，即第二宽度T2。第二有效库位的前向边界和后向边界之间的宽度即为第二有效库位的宽度，即第三宽度W_SVS。

参见图2所示，根据本发明的一种实施方式，雷达系统获取满足所述车辆停车的最小宽度T1，若T2≥W_USS≥T1，则雷达系统根据第一区域生成第一有效库位作为车辆停车的可用库位。在本实施方式中，第二区域的前向边界被障碍物(如，停放的车辆)侵占。第二有效库位不可以使用，但如果T2≥W_USS≥T1，车辆依然可以被停放在两个障碍物之间的空闲区域即第一区域。其中，T1为雷达系统判断无障碍物的空闲区域为停放车辆所需的最小宽度，则雷达系统根据第一区域生成第一有效库位作为车辆停车的可用库位。

如图3所示，根据本发明的一种实施方式，第二区域的前向边界没有被障碍物(如，停放的车辆)侵占，并且如果W_USS≥T2≥T1，则环视系统提取第二区域中的第二有效库位作为车辆停车的可用库位。需要指出的是，在第二有效库位的前向边界和/或后向边界没有被占用时，第二有效库位的宽度满足车辆车辆的停放需要。

如图4所示，根据本发明的一种实施方式，第二区域的前向边界没有被障碍物(如，停放的车辆)侵占，但其后向边界超过第二有效库位的后向边界(即第二有效库位的后向边界被位于第二区域后向边界的障碍物侵占)时，T1＞T2。因此，第二区域的的宽度要小于停放车辆所需的最小宽度T1，并且，第二有效库位也不可以使用。因此，如果W_USS≥T1≥T2，车辆依然可以停放在两个障碍物之间的空闲区域，即第一区域，则雷达系统根据第一区域生成第一有效库位作为车辆停车的可用库位。另外，在本实施方式中，如果T！＝T2，即第二区域的前向边界没有被障碍物(如，停放的车辆)侵占，但其后向边界与第二库位的后向边界相齐平，此时，第二有效库位也可以使用。

如图5所示，根据本发明的一种实施方式，如果第一区域的宽度小于停放车辆所需的最小宽度时，即T1＞W_USS时，相邻障碍物之间的距离过小度不能满足车辆的停放需要，则将第一区域和第二区域舍弃。

如图6所示，根据本发明的一种实施方式，在步骤S2中，若仅由环视系统从环境信息中获取用于停车的第二区域，雷达系统未获取第一区域，则包括：

S021.环视系统通过环境信息中的库位标识获取第二区域中的第二有效库位；

S022.雷达系统获取环境信息中的障碍物分布信息；

S023.雷达系统根据障碍物分布信息对第二有效库位的占用状态进行判断，若根据障碍物分布信息，在第二有效库位中存在障碍物，则将存在障碍物的第二有效库位处于占用状态，则将其舍弃，若根据障碍物分布信息，在第二有效库位中不存在障碍物，则将不存在障碍物的第二有效库位处于空闲状态，将其标记可用库位。

根据本发明的一种实施方式，步骤S2中，若仅由雷达系统从环境信息中获取用于停车的第一区域，环视系统未获取第二区域，则包括：

S0021.雷达系统根据第一区域生成第一有效库位。

S0022.雷达系统根据环视系统从环境信息中获取的点或线对第一有效库位的位置和姿态进行调整，并将调整完成后的第一有效库位作为可用库位。

在本实施方式中，对第一有效库位的位姿进行相应的调整，使其符合车辆泊车的要求。参见图7所示，在本实施方式中，雷达系统检出相邻两个障碍物(即车辆)之间的空闲区域(即第一区域)，并根据第一区域周围的障碍物生成第一有效库位A。在本实施方式中，由于第一区域周围的障碍物停放姿态偏斜，因此，雷达系统根据障碍物姿态和位置推算出的第一有效库位A的姿态也为倾斜的。结合图7和图8所示，雷达系统根据环视系统从环境信息中获取的点或线对第一有效库位A的姿态进行调整，从而使第一有效库位A的姿态与参照的点或线保持水平。在本实施方式中，环视系统从环境信息中获取与第一有效库位A相邻位置的第二有效库位的边界，雷达系统根据与第一有效库位A相邻位置的第二有效库位的边界对第一有效库位A的姿态进行调整，使第一有效库位A的姿态与第二有效库位保持水平。

参见图9所示，根据本发明的一种实施方式中，雷达系统检出相邻两个障碍物(即车辆)之间的空闲区域(即第一区域)，并根据第一区域周围的障碍物生成第一有效库位A。在本实施方式中，由于车辆周围环境的地面上相邻的第二有效库位的库位标识模糊无法被环视系统检出，雷达系统检出的相邻两个障碍物之间的第一区域的面积则大于或等于两个第二有效库位的面积。由于雷达系统根据第一区域推算生成第一有效库位A，因此第一有效库位A的位置处于第一区域中间位置，并且占用了两个第二有效库位的面积。结合图9和图10所示，雷达系统根据环视系统从环境信息中获取的点或线对第一有效库位A的位置进行调整，从而使第一有效库位A的位置与参照的点或线保持相邻。在本实施方式中，环视系统从环境信息中获取与第一有效库位A相邻位置的第二有效库位的边界，雷达系统根据与第一有效库位A相邻位置的第二有效库位的边界对第一有效库位A的位置进行调整，使第一有效库位A的位置与第一区域中包含的任意一个第二有效库位保持重合，从而减小了车辆停车时的占用面积。

根据本发明的一种实施方式，本发明的雷达系统包括用于探测车辆周围障碍物的雷达探测装置，环视系统包括用于对车辆周围环境进行视觉成像的视觉装置。在本实施方式中，雷达探测装置和视觉装置分别在车辆的四周安装。在本实施方式中，视觉装置可采用鱼眼相机，其可在车辆的车身四周设置有四个。雷达探测装置也在车辆的车身周围设置有多个。通过雷达探测装置可以获取车辆周围环境的障碍物分布信息。通过视觉装置可以获取车辆周围的图像信息。在本实施方式中，通过视觉装置采集的图像信息经过畸变校正、视角转换、拼接等操作得到车辆周边的鸟瞰图。环视系统使用图像处理/机器学习/深度学习等方法基于构成库位的明显视觉特征(标识)在所生成的鸟瞰图中进行库位检测。雷达系统通过雷达探测装置可实现对车辆周边的障碍物的感知，并通过车辆周边的障碍物分布推算可以停车的区域。

根据本发明，通过雷达系统采集车辆周围的障碍物分布信息，环视系统采集车辆周围的图像信息，障碍物分布信息和图像信息进过处理后相互融合，从而能够提高本发明的库位生成方法获取车辆周围环境信息的准确度，解决了单一探测装置(雷达系统或环视系统)获取信息不全面的缺陷，通过上述设置，增强了本发明的在复杂环境中的应用，扩展了本发明的应用场景。

根据本发明的，当仅由环视系统从环境信息中获取用于停车的第二区域，雷达系统未能获取第一区域时，通过雷达系统根据周围障碍物的分布判断环视系统中检出的第二有效库位的占用状态，极大的提高了库位分辨效率，可以实现环视系统和雷达系统协同工作时的自动化判断，不需要人工参与，提高了车辆的停车效率。

根据本发明的，当仅由雷达系统从环境信息中获取用于停车的第一区域，环视系统未能获取第二区域时，通过雷达系统根据周围障碍物的分布生成用于停车的第一有效库位，并且基于环视系统从周围环境中获取的点或线作为参考进行第一有效库位的调整，避免了单一系统生成的停车位置不合理、停车难度大的弊端。通过雷达系统和环视系统的信息融合，从而极大的优化了停车库位的生成位姿，更加有利于提高停车过程的安全性和停车效率。

上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种基于雷达系统和环视系统的库位生成方法，包括：

S1.通过雷达系统和环视系统分别获取车辆周围的环境信息，并归一化到所述车辆的坐标系下；

S2.若所述雷达系统和所述环视系统分别从所述环境信息中的同一位置获取用于停车的第一区域和第二区域，获取所述第一区域和所述第二区域的宽度，以及获取满足所述车辆停车的最小宽度，若所述最小宽度大于所述第一区域的宽度，则舍弃所述第一区域和所述第二区域，否则，根据所述第一区域和所述第二区域生成所述车辆停车的可用库位。

2.根据权利要求1所述的库位生成方法，其特征在于，步骤S2中，根据所述第一区域获取其第一宽度W_USS，根据所述第二区域获取其第二宽度T2，以及获取满足所述车辆停车的最小宽度T1，若T2≥W_USS≥T1，则所述雷达系统根据所述第一区域生成第一有效库位作为所述车辆停车的可用库位。

3.根据权利要求2所述的库位生成方法，其特征在于，步骤S2中包括：

S21.所述雷达系统根据所述环境信息中的障碍物，获取具有前向边界和后向边界的所述第一区域；

S22.所述环视系统根据所述环境信息中的库位标识获取第二有效库位，并根据所述第二有效库位的前向边界和所述第一区域的后向边界获取用于停车的所述第二区域；

S23.根据所述第一区域的前向边界和后向边界获取所述第一宽度W_USS，根据所述第二有效库位的前向边界和所述第一区域的后向边界获取所述第二宽度T2。

4.根据权利要求2或3所述的库位生成方法，其特征在于，步骤S2中，若W_USS≥T2≥T1，则所述环视系统提取所述第二区域中的第二有效库位作为所述车辆停车的可用库位。

5.根据权利要求2或3所述的库位生成方法，其特征在于，步骤S2中，若W_USS≥T1≥T2，则所述雷达系统根据所述第一区域生成第一有效库位作为所述车辆停车的可用库位。

6.根据权利要求1所述的库位生成方法，其特征在于，步骤S2中，若仅由所述环视系统从所述环境信息中获取用于停车的第二区域，所述雷达系统未获取所述第一区域，则包括：

S021.所述环视系统通过所述环境信息中的库位标识获取所述第二区域中的第二有效库位；

S022.所述雷达系统获取所述环境信息中的障碍物分布信息；

S023.所述雷达系统根据所述障碍物分布信息对所述第二有效库位的占用状态进行判断，若所述第二有效库位为占用状态，则舍弃，若所述第二有效库位为空闲状态，则标记为可用库位。

7.根据权利要求1所述的库位生成方法，其特征在于，步骤S2中，若仅由所述雷达系统从所述环境信息中获取用于停车的第一区域，所述环视系统未获取所述第二区域，则包括：

S0021.所述雷达系统根据所述第一区域生成第一有效库位；

S0022.所述雷达系统根据所述环视系统从所述环境信息中获取的点或线对所述第一有效库位的位置和姿态进行调整，并将调整完成后的所述第一有效库位作为可用库位。

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