CN112249029A - 一种基于ar辅助车辆近距离调整姿态的方法及系统 - Google Patents

一种基于ar辅助车辆近距离调整姿态的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车联网、高精度AR增强现实等技术领域，具体涉及一种基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法及系统，该方案通过车载AR摄像头、OBU等设备获取，车辆所处的位置环境及车辆自身各项数据，包括周围环境的AR影像及所处高精度经纬度，车辆速度、位置、所处角度等数据。并通过车载大屏进行展示；通过OBU计算转换出用户所需的目标车辆经纬度及目标车辆状态，并通过CAN总线传递给车辆计算单元，由车辆计算单元计算车辆所需进行的调整步骤及路径规划。

Description

一种基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法及系统
技术领域
本发明涉及车联网、高精度AR增强现实等技术领域，具体涉及一种基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法及系统。
背景技术
目前无人驾驶车辆大多通过车辆方向盘进行人工调控，或者对车辆进行程序设定，对没有驾照不懂程序的普通乘客并不友好，普通乘客与无人驾驶车辆之间还没有一个合理的交互系统，导致最终精细的车辆调整不得不借助人工驾驶员，并不能达到无人驾驶的效果。
OBU、车载大屏、车载AR转动摄像头、激光雷达等智能车载装置可以准确记录获取车辆的车牌、车型、速度、位置及周边环境等多种信息，并且可以与用户进行友好的交互，但这些设施未被充分的利用，解决无人驾驶中车辆近距离的车辆姿态调整问题。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种基于AR辅助无人驾驶车辆近距离调整姿态的方法及系统，降低普通乘客的与调整车辆交互难度，提高调整车辆姿态的精度，能够有效的提高车辆的推广率。
本发明通过以下技术方案实现：
一种基于AR辅助车辆近距离调整姿态的系统，包括：AR转动摄像头、车载OBU设备、车载大屏和车载计算单元；
AR转动摄像头，可通过用户调整其方向，获取车辆周围不同角度的环境图像数据，所述环境图像数据包括经纬度信息；
车载OBU设备，通过标准的OBU接口与车辆接口相连，读取车辆信息，并将所述的车辆信息与所述环境图像数据进行融合，通过USB或者其它数据接口传输到车载大屏上，获得融合后的视频画面；当用户完成目标车辆姿态设置操作后，将目标车辆虚拟三维模型与所述环境图像数据进行融合计算，获取在所述视频画面上的目标车辆的经纬度及角度，并通过CAN总线传输给车载计算单元；
车载计算单元，通过通信协议接收车辆调度调整指令，并根据所述指令、目标车辆的经纬度及角度，自动进行路径规划及车辆姿态调整；
车载大屏，为用户操作提供交互渠道及各类信息集中展示。
优选的，所述的车辆信息包括车辆角度、实时GPS位置以及车辆行驶状态信息。
优选的，所述车载OBU设备用于存储系统运行所需的所有数据，包括定制的各类车型的虚拟三维模型。
优选的，基于用户设定的虚拟三维模型的角度计算虚拟三维模型相对于AR转动摄像头的第一相对角度；获取AR转动摄像头与目标车辆的实际相对角度；基于第一相对角度和实际相对角度，计算虚拟三维模型相对目标车辆的实际偏差角度；基于该实际偏差角度以及车辆本身传感器的角度朝向，计算得到目标车辆的角度。
优选的，还包括车载雷达，用于采集车辆周围立体环境障碍物情况，对车辆行驶进行安全监控。
本发明还涉及一种基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法，包括如下步骤：
用户通过调整AR转动摄像头方向，获取车辆周围不同角度的环境图像数据，所述环境图像数据包括经纬度信息；
通过车载OBU设备读取车辆信息，并将所述的车辆信息与所述环境图像数据进行融合，通过USB或者其它数据接口传输到车载大屏上，获得融合后的视频画面；当用户完成目标车辆姿态设置操作后，将目标车辆虚拟三维模型与所述环境图像数据进行融合计算，获取在所述视频画面上的目标车辆的经纬度及角度；
通过通信协议接收车辆调度调整指令，并根据所述指令、目标车辆的经纬度及角度，自动进行路径规划及车辆姿态调整。
进一步地，所述的车辆信息包括车辆角度、实时GPS位置以及车辆行驶状态信息。
进一步地，所述车载OBU设备用于存储系统运行所需的所有数据，包括定制的各类车型的虚拟三维模型。
进一步地，基于用户设定的虚拟三维模型的角度计算虚拟三维模型相对于AR转动摄像头的第一相对角度；获取AR转动摄像头与目标车辆的实际相对角度；基于第一相对角度和实际相对角度，计算虚拟三维模型相对目标车辆的实际偏差角度；基于该实际偏差角度以及车辆本身传感器的角度朝向，计算得到目标车辆的角度。
进一步地，采集车辆周围立体环境障碍物情况，对车辆行驶进行安全监控。
本发明结合AR摄像头、激光雷达、OBU、车载计算单元、高精度车载地图、3D虚拟模型、车载大屏等车载设备和技术，使得没有技术经验和驾驶技术的普通乘客可以与车辆进行需求交互，进一步降低无人驾驶中运营人工成本。能够充分利用现有新兴技术和已有车载设备，通过AR技术、3D虚拟技术、高精度地图、激光雷达等技术，模拟出贴近现实的需求表达形式，通过车载大屏方便用户表达对车辆调正的需求，推进车联网无人驾驶人性化进程。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于AR辅助无人驾驶车辆近距离调整姿态的方法及系统。该系统所需设备包括：车载OBU设备、高精度AR转动摄像头、车载大屏、车载计算单元。
车载OBU设备：基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法及系统的实际载体，通过标准的OBU接口与汽车接口相连，能够读取车辆信息、实时高精度GPS位置以及车辆行驶状态信息等，并将这些信息与AR摄像头采集到的周围环境信息进行融合，通过USB或者其它数据接口传输到车载大屏上，并且当用户完成目标车辆姿态设置操作后，将目标车辆三维模型与高精度AR摄像头提供的带经纬度信息的摄影图像进行融合计算，将获取到的用户所需的目标车辆所处的经纬度及车辆姿态，通过CAN总线传输给车载计算单元。OBU存储着基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法及系统运行所需的所有数据，包括定制的各类车型的虚拟三维模型。
高精度AR转动摄像头：通过用户调整摄像头方向，获取到不同角度的环境图像数据，通过摄像头自带的算法及高精度地图数据将图像数据赋予位置信息。
车载大屏：为用户操作提供交互渠道及各类信息集中展示，用户使用定制手势动作，如：拖动，两指顺/逆时针旋转等对3D虚拟模型进行操作，或者使用按钮对车辆微调，如平移、角度微调等。由用户对3D虚拟模型的角度设定可得到，3D虚拟模型在AR地图中的角度，通过3D虚拟模型在AR地图中的角度可计算出3D虚拟模型相对于AR摄像头的相对角度，综合AR摄像头本身设置的相对与车辆的相对角度，即可得到3D虚拟模型相对真实车辆实际偏差角度。结合车辆本身传感器角度朝向，可得目标车辆角度。
车载计算单元：无人驾驶车辆控制中心，通过通信协议接收车辆调度调整指令，并根据指令的目标车辆经纬度及角度朝向，自动进行路径规划车辆角度调整，并根据无人驾驶车辆自身激光雷达及摄像头，对车辆行驶进行安全监控。
车载雷达：采集车辆周围立体环境障碍物情况。
优选的，高精度AR转动摄像头通过OBU获取车辆的高精度地图、车辆雷达点云图及车辆当前经纬度，通过摄像头自带AR算法将高精度地图与视频画面进行融合。并将融合后的视频画面传输给OBU。
OBU将融合后的视频画面及车辆本身信息显示在地图上，待用户使用3D虚拟车辆模型确定车辆在画面中的位置。
用户通过车载大屏调整系统自带的3D虚拟车辆模型，在AR摄像头可视范围内进行拖动、调整角度等操作，设置目标车辆状态、位置、角度等信息。由用户对3D虚拟模型的角度设定可得到，3D虚拟模型在AR地图中的角度，通过3D虚拟模型在AR地图中的角度可计算出3D虚拟模型相对于AR摄像头的相对角度，综合AR摄像头本身设置的相对与车辆的相对角度，即可得到3D虚拟模型相对真实车辆实际偏差角度。结合车辆本身传感器角度朝向，可得目标车辆角度。
3D模型与车辆车型为1：1尺寸且在拖动中会根据与车辆的相对距离调整模型大小，使模型满足距离远模型小，距离近模型近的视觉原理，且模型视觉大小与周围环境缩放程度一致，车辆移动范围不能超过AR摄像头生成的AR视频经纬度范围。
待用户确定目标车辆及位置后，OBU根据车辆3D模型的记录尺寸及与车辆的相对距离、角度，与AR影像进行融合计算，确定3D车辆虚拟所处经纬度、车辆角度等信息。用户可通过车辆页面设置车辆其它目标状态。计算后若车辆所处位置与周围环境有碰撞冲突，则生成冲撞警告反馈至车辆大屏由用户重选目标位置。若计算没有问题，OBU将目标车辆所处经纬度、角度及其它信息输入车载计算单元。
无人驾驶车载计算根据OBU所需车辆经纬度、角度及其它信息进行姿态调整方案计算，并且智能进行执行。执行过程中使用激光雷达，及车辆自带摄像头进行实时安全监测。若有碰撞冲突则停止执行计划。
本发明通过车载AR摄像头、OBU等设备获取，车辆所处的位置环境及车辆自身各项数据，包括周围环境的AR影像及所处高精度经纬度，车辆速度、位置、所处角度等数据。并通过车载大屏进行展示。
本发明通过让用户使用系统提供的车辆虚拟3D模型来在车载大屏上进行目标姿态的设定，车辆的虚拟3D模型可以根据所设置的目标位置的经纬度与车辆本身的经纬度所相差的距离来改变车辆的大小，使得虚拟模型随着距离边远变小，距离变近变大，符合视觉效果。用户可通过触摸屏进行特定手势操作或按钮选择，来调整目标车辆角度、目标车轮角度等细节。
本发明通过OBU计算转换出用户所需的目标车辆经纬度及目标车辆状态，并通过CAN总线传递给车辆计算单元，由车辆计算单元计算车辆所需进行的调整步骤及路径规划。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中所述处理器执行所述程序时实现近距离调整姿态的方法的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，同样属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于AR辅助车辆近距离调整姿态的系统，其特征在于，包括：AR转动摄像头、车载OBU设备、车载大屏和车载计算单元；
AR转动摄像头，可通过用户调整其方向，获取车辆周围不同角度的环境图像数据，所述环境图像数据包括经纬度信息；
车载OBU设备，通过标准的OBU接口与车辆接口相连，读取车辆信息，并将所述的车辆信息与所述环境图像数据进行融合，通过USB或者其它数据接口传输到车载大屏上，获得融合后的视频画面；当用户完成目标车辆姿态设置操作后，将目标车辆虚拟三维模型与所述环境图像数据进行融合计算，获取在所述视频画面上的目标车辆的经纬度及角度，并通过CAN总线传输给车载计算单元；
车载计算单元，通过通信协议接收车辆调度调整指令，并根据所述指令、目标车辆的经纬度及角度，自动进行路径规划及车辆姿态调整；
车载大屏，为用户操作提供交互渠道及各类信息集中展示。
2.根据权利要求1所述的基于AR辅助车辆近距离调整姿态的系统，其特征在于，所述的车辆信息包括车辆角度、实时GPS位置以及车辆行驶状态信息。
3.根据权利要求1所述的基于AR辅助车辆近距离调整姿态的系统，其特征在于，所述车载OBU设备用于存储系统运行所需的所有数据，包括定制的各类车型的虚拟三维模型。
4.根据权利要求1所述的基于AR辅助车辆近距离调整姿态的系统，其特征在于，基于用户设定的虚拟三维模型的角度计算虚拟三维模型相对于AR转动摄像头的第一相对角度；获取AR转动摄像头与目标车辆的实际相对角度；基于第一相对角度和实际相对角度，计算虚拟三维模型相对目标车辆的实际偏差角度；基于该实际偏差角度以及车辆本身传感器的角度朝向，计算得到目标车辆的角度。
5.根据权利要求1所述的基于AR辅助车辆近距离调整姿态的系统，其特征在于，还包括车载雷达，用于采集车辆周围立体环境障碍物情况，对车辆行驶进行安全监控。
6.一种基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法，其特征在于，包括如下步骤：
用户通过调整AR转动摄像头方向，获取车辆周围不同角度的环境图像数据，所述环境图像数据包括经纬度信息；
通过车载OBU设备读取车辆信息，并将所述的车辆信息与所述环境图像数据进行融合，通过USB或者其它数据接口传输到车载大屏上，获得融合后的视频画面；当用户完成目标车辆姿态设置操作后，将目标车辆虚拟三维模型与所述环境图像数据进行融合计算，获取在所述视频画面上的目标车辆的经纬度及角度；
通过通信协议接收车辆调度调整指令，并根据所述指令、目标车辆的经纬度及角度，自动进行路径规划及车辆姿态调整。
7.根据权利要求6所述的基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法，其特征在于，所述的车辆信息包括车辆角度、实时GPS位置以及车辆行驶状态信息。
8.根据权利要求6所述的基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法，其特征在于，所述车载OBU设备用于存储系统运行所需的所有数据，包括定制的各类车型的虚拟三维模型。
9.根据权利要求6所述的基于AR辅助车辆近距离调整姿态的方法，其特征在于，基于用户设定的虚拟三维模型的角度计算虚拟三维模型相对于AR转动摄像头的第一相对角度；获取AR转动摄像头与目标车辆的实际相对角度；基于第一相对角度和实际相对角度，计算虚拟三维模型相对目标车辆的实际偏差角度；基于该实际偏差角度以及车辆本身传感器的角度朝向，计算得到目标车辆的角度。
10.根据权利要求6所述的基于ETC数据生成高点AR视频标签的方法，其特征在于，采集车辆周围立体环境障碍物情况，对车辆行驶进行安全监控。
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