TWI637092B - 三角架自走車及其避障方法 - Google Patents

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Abstract

一種三角架自走車的避障方法，包括以下步驟：對道路前方進行即時圖像採集，得到第一圖像與第二圖像，其中所述第一圖像由雙目攝像頭中的左攝像頭拍攝得到，所述第二圖像由所述雙目攝像頭中的右攝像頭拍攝得到；對屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像進行比對運算得到所述雙目攝像頭距離障礙物的深度值；判斷所述深度值是否小於安全值；若所述深度值小於所述安全值，調整所述三角架自走車的行進方向，以避開所述障礙物。本發明還提供一種三角架自走車。

Description

三角架自走車及其避障方法
本發明涉及交通警示技術領域，尤其涉及一種三角架自走車及其避障方法。
隨著人們生活水準的提高，家用汽車的使用量日益增長。當汽車發生臨時故障或發生交通事故時，為了避免由此而引發二次交通事故，汽車上通常會配備三角架警示牌來提醒其它車輛及時避讓。目前的自移動三角架警示牌在移動時可以藉由連接網際網路來實現路徑規劃、或者藉由即時計算移動距離來移動至距離汽車後方的預設距離(如100米、150米)。然而，現有的自移動三角架警示牌並不具有避障功能，進而將會導致三角架警示牌在自移動過程中可能由於障礙物阻擋而不能順利移動到指定距離。
有鑑於此，有必要提供一種三角架自走車及其避障方法，其能實現三角架自走車在移動過程具有障礙功能。
本發明一實施方式提供一種三角架自走車的避障方法，應用於三角架自走車，所述避障方法包括以下步驟：對道路前方進行即時圖像採集，得到第一圖像與第二圖像，其中所述第一圖像由雙目攝像頭中的左攝像頭拍攝得到，所述第二圖像由所述雙目攝像頭中的右攝像頭拍攝得到；對屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像進行比對運算得到所述雙目攝像頭距離障礙物的深度值；判斷所述深度值是否小於安全值；若所述深度值小於所述安全值，調整所述三角架自走車的行進方向，以避開所述障礙物。
本發明一實施方式提供一種三角架自走車，包括：記憶體；至少一 個處理器；及一個或複數模組，所述一個或複數模組存儲在所述記憶體中，並由所述至少一個處理器執行。所述三角架自走車還包括雙目攝像頭，用於對道路前方進行即時圖像採集，得到第一圖像與第二圖像。所述一個或複數模組包括：深度計算模組，用於對屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像進行比對運算得到所述雙目攝像頭距離障礙物的深度值；判斷模組，用於判斷所述深度值是否小於安全值；及控制模組，用於在所述深度值小於所述安全值時，調整所述三角架自走車的行進方向，以避開所述障礙物。其中，所述第一圖像由雙目攝像頭中的左攝像頭拍攝得到，所述第二圖像由所述雙目攝像頭中的右攝像頭拍攝得到。
與現有技術相比，上述三角架自走車及其避障方法，採用雙攝像頭取像的方式來偵測距離前方障礙物的深度值，使得三角架自走車具有自動避障功能，障礙物檢測精度高，方案成本低廉。
1‧‧‧警示牌
2‧‧‧底座
3‧‧‧車輪
4‧‧‧控制系統
5‧‧‧雙目攝像頭
40‧‧‧記憶體
42‧‧‧處理器
44‧‧‧深度計算模組
46‧‧‧判斷模組
48‧‧‧控制模組
50‧‧‧左攝像頭
52‧‧‧右攝像頭
100‧‧‧三角架自走車
圖1是本發明一實施方式的三角架自走車的結構示意圖。
圖2是本發明一實施方式的控制系統的功能模組圖。
圖3是本發明一實施方式的左攝像頭與右攝像頭實現計算障礙物深度值的原理示意圖。
圖4是本發明一實施方式的三角架自走車進行避障的示意圖。
圖5是本發明一實施方式的三角架自走車的避障方法的步驟流程圖。
請參閱圖1-2，在一實施方式中，一種三角架自走車100包括警示牌1、底座2、安裝在底座2兩側的車輪3、控制系統4及雙目攝像頭5。三角架自走車100可以用於在汽車(圖未示)出現故障時，放置於距離汽車預設距離(例如100米、150米)的後方。控制系統4運行於三角架自走車100內並控制三角架自走車100移動。控制系統4包括記憶體40、處理器42及一個或複數模組，所述一個或複數模組存儲在記憶體40中並由處理器42執行，以完成本發明提供 的避障功能。記憶體40可以用於存儲三角架自走車100的各種資料，例如存儲控制系統4的程式化代碼。雙目攝像頭5可以固定安裝在警示牌1或者底座2上，優選固定安裝在底座2上。
當啟動三角架自走車100時，雙目攝像頭5用於對道路前方進行即時圖像採集，得到第一圖像與第二圖像。其中，第一圖像由雙目攝像頭5中的左攝像頭50拍攝得到，第二圖像由雙目攝像頭5中的右攝像頭52拍攝得到。
在一實施方式中，一個或複數模組包括深度計算模組44、判斷模組46及控制模組48。本發明所稱的模組可以是完成一特定功能的程式段。
深度計算模組44用於對屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像進行比對運算得到雙目攝像頭5距離障礙物的深度值。
在一實施方式中，雙目攝像頭5模擬人眼來即時進行圖像採集，深度計算模組44獲取屬於同一時刻拍攝的第一圖像與第二圖像所產生的視差，並根據所述第一圖像與所述第二圖像的視差取得左攝像頭50的第一視差角度θ 1、右攝像頭52的第二視差角度θ 2及左攝像頭50與右攝像頭52之間的基線長度y。基線長度y可以是指左攝像頭50與右攝像頭52的鏡頭中心距，基線長度y是固定不變的。第一視差角度θ 1、第二視差角度θ 2及基線長度y如圖3所述。深度計算模組44可以根據第一視差角度θ 1、第二視差角度θ 2及基線長度y計算得出雙目攝像頭5距離障礙物的深度值(在圖3中，深度值用z表示)。
為了使得深度計算模組44能夠準確計算出雙目攝像頭5距離障礙物的深度值，左攝像頭50與右攝像頭52優選位於同一水平面。深度計算模組44可以藉由OpenCV演算法來實現對屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像進行比對運算。
判斷模組46用於判斷深度計算模組44計算得到的深度值是否小於安全值。舉例而言，安全值可以設為3米。當判斷模組46判斷深度計算模組44計算得到的深度值小於3米時，表明三角架自走車100行走的前方道路3米記憶體在障礙物，三角架自走車100需要繞行才能避免被障礙物阻擋。當判斷模組46判斷深度計算模組44計算得到的深度值不小於3米時，表明三角架自走車100行走的前方道路3米內不存在障礙物，三角架自走車100可以繼續向前移動，直至行走至距離汽車後方的預設距離後停止移動。
控制模組48用於在深度計算模組44計算得到的深度值小於所述安全值時，調整三角架自走車100的行進方向，以避開障礙物。
請同時參閱圖4，當判斷模組46判斷深度計算模組44計算得到的深度值小於安全值(3米)時，表明三角架自走車100行走的前方道路3米記憶體在障礙物，此時，控制模組48控制三角架自走車100逆時針旋轉90度以向左側移動第一距離D1(例如第一距離為1米)後再轉向至原移動方向。深度計算模組44還用於重新計算雙目攝像頭5距離障礙物的深度值，判斷模組46還用於判斷深度計算模組44重新計算得到的深度值是否小於安全值。當重新計算得到的深度值不小於安全值時，表明三角架自走車100已經繞開該障礙物，三角架自走車100可以繼續向前方移動，控制模組48控制三角架自走車100繼續向前方移動，直至移動至距離車後方預設距離後停止移動。當重新計算得到的深度值小於安全值時，表明三角架自走車100未能繞開該障礙物或者前方道路仍然有其他障礙物，此時，控制模組48還用於重複控制三角架自走車100向左側移動再轉向至原移動方向後進行判斷。
在一實施方式中，當控制模組48連續對三角架自走車100調整預設次數後，例如3次，判斷模組46判斷重新計算得到的深度值仍然小於安全值時，控制模組48控制三角架自走車100轉向至原移動方向並停止移動，從而來避免由於無限次在行駛道路上對三角架自走車進行調整而妨礙其他車道的車輛行駛或其他不安全的行駛行為。
需要說明的是，當判斷模組46判斷深度計算模組44計算得到的深度值小於安全值(3米)時，此時，控制模組48也可以控制三角架自走車100順時針旋轉90度以向右側移動第一距離(例如第一距離為1米)後，再轉向至原移動方向進行深度值判斷，其控制原理與上述描述的向左側移動的控制原理相同，在此不再贅述。
在一實施方式中，當控制模組48連續對三角架自走車100調整預設次數後，例如3次，判斷模組46判斷重新計算得到的深度值仍然小於安全值時，控制模組48還用於控制三角架自走車100移動到調整前的位置並朝相對的一側進行預設次數之內的調整來嘗試是否能繞開障礙物，如仍不能繞行成功，則控制三角架自走車100轉向至原移動方向並停止移動，從而避免由於障礙物在左前方而向右側則能避障成功或者障礙物在右前方而向左側則能避障成功的缺 陷。
舉例而言，當三角架自走車100移動到位置A後，判斷模組46判斷深度計算模組44計算得到的深度值小於安全值(3米)時，表明三角架自走車100在位置A的前方道路3米記憶體在障礙物，此時，控制模組48控制三角架自走車100向左側移動第一距離並判斷是否繞開障礙物，若沒有繞開障礙物，控制模組48控制三角架自走車100繼續向左側移動第一距離並判斷是否繞開障礙物。當控制模組48連續控制三角架自走車100向左側移動三次後仍然無法繞開障礙物時，控制模組48控制三角架自走車100回到位置A並控制三角架自走車100向右側移動第一距離並判斷是否繞開障礙物，此時，若控制模組48連續對三角架自走車100向右側移動3次數後仍然無法繞開障礙物，控制模組48將控制三角架自走車100轉向至原移動方向並停止移動。
需要說明的是，當三角架自走車100移動到位置A後，判斷模組46判斷深度計算模組44計算得到的深度值小於安全值(3米)時，控制模組48也可以先控制三角架自走車100向右側嘗試繞開障礙物，如若不成功，再回到位置A並嘗試向左側繞開障礙物。
在一實施方式中，三角架自走車100可以藉由其內部設置的加速度感測器來偵測三角架自走車100的行走方向及角度。
圖5為本發明一實施方式中三角架自走車100的避障方法的流程圖。本方法可以使用在圖1或圖2所示的三角架自走車100中。
步驟S500，雙目攝像頭5對道路前方進行即時圖像採集，得到第一圖像與第二圖像。其中，第一圖像由雙目攝像頭5中的左攝像頭50拍攝得到，第二圖像由雙目攝像頭5中的右攝像頭52拍攝得到。
步驟S502，深度計算模組44對屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像進行比對運算得到雙目攝像頭5距離障礙物的深度值。
步驟S504，判斷模組46判斷計算得到的深度值是否小於安全值。
步驟S506，若計算得到的深度值小於所述安全值時，控制模組48調整三角架自走車100的行進方向，以避開障礙物。
步驟S508，若計算得到的深度值不小於所述安全值時，控制模組48控制三角架自走車100繼續移動，直至移動至預設距離後停止移動。
在一實施方式中，深度計算模組44獲取屬於同一時刻拍攝的第一 圖像與第二圖像所產生的視差，並根據所述第一圖像與所述第二圖像的視差取得左攝像頭50的第一視差角度θ 1、右攝像頭52的第二視差角度θ 2及左攝像頭50與右攝像頭52之間的基線長度y。基線長度y可以是指左攝像頭50與右攝像頭52的鏡頭中心距，基線長度y是固定不變的。第一視差角度θ 1、第二視差角度θ 2及基線長度y如圖3所述。深度計算模組44可以根據第一視差角度θ 1、第二視差角度θ 2及基線長度y計算得出雙目攝像頭5距離障礙物的深度值。
在一實施方式中，當判斷模組46判斷深度計算模組44計算得到的深度值小於安全值(3米)時，表明三角架自走車100行走的前方道路3米記憶體在障礙物，此時，控制模組48控制三角架自走車100逆時針旋轉90度以向左側移動第一距離(例如第一距離為1米)後再轉向至原移動方向。深度計算模組44還用於重新計算雙目攝像頭5距離障礙物的深度值，判斷模組46還用於判斷深度計算模組44重新計算得到的深度值是否小於安全值。當重新計算得到的深度值不小於安全值時，表明三角架自走車100已經繞開該障礙物，三角架自走車100可以繼續向前方移動，控制模組48控制三角架自走車100繼續向前方移動，直至移動至距離車後方預設距離後停止移動。當重新計算得到的深度值小於安全值時，表明三角架自走車100未能繞開該障礙物或者前方道路仍然有其他障礙物，此時，控制模組48還用於重複控制三角架自走車100向左側移動再轉向至原移動方向後進行判斷。
在一實施方式中，當控制模組48連續對三角架自走車100調整預設次數後，例如3次，判斷模組46判斷重新計算得到的深度值仍然小於安全值時，控制模組48控制三角架自走車100轉向至原移動方向並停止移動。
在一實施方式中，當控制模組48連續對三角架自走車100調整預設次數後，例如3次，判斷模組46判斷重新計算得到的深度值仍然小於安全值時，控制模組48還用於控制三角架自走車100移動到調整前的位置並朝相對的一側進行預設次數之內的調整來嘗試是否能繞開障礙物，如仍不能繞行成功，則控制三角架自走車100轉向至原移動方向並停止移動。
上述三角架自走車及其避障方法，採用雙攝像頭取像的方式來偵測距離前方障礙物的深度值，使得三角架自走車具有自動避障功能，障礙物檢測精度高，方案成本低廉。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims (10)

  1. 一種三角架自走車的避障方法，應用於三角架自走車，所述避障方法包括以下步驟：對道路前方進行即時圖像採集，得到第一圖像與第二圖像，其中所述第一圖像由雙目攝像頭中的左攝像頭拍攝得到，所述第二圖像由所述雙目攝像頭中的右攝像頭拍攝得到；對屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像進行比對運算得到所述雙目攝像頭距離障礙物的深度值；判斷所述深度值是否小於安全值；若所述深度值小於所述安全值，調整所述三角架自走車的行進方向，以避開所述障礙物；其中所述若所述深度值小於所述安全值時，調整所述三角架自走車的行進方向的步驟包括：若所述深度值小於所述安全值，控制所述三角架自走車向左側或向右側移動第一距離後再轉向至原移動方向；重新計算所述雙目攝像頭距離障礙物的深度值並判斷所述重新計算得到的深度值是否小於所述安全值；及若所述重新計算得到的深度值小於所述安全值，重複向左側或向右側移動的步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之避障方法，其中所述判斷所述深度值是否小於安全值的步驟之後還包括：若所述深度值不小於所述安全值，控制所述三角架自走車繼續移動，直至移動至預設距離後停止移動。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之避障方法，其中所述左攝像頭與所述右攝像頭位於同一水平面。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之避障方法，其中所述對屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像進行比對運算得到所述雙目攝像頭距離所述障礙物的深度值的步驟包括：獲取屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像所產生的視差；根據所述第一圖像與所述第二圖像的視差取得所述左攝像頭的第一視差角度、 所述右攝像頭的第二視差角度及所述左攝像頭與所述右攝像頭之間的基線長度；及根據所述第一視差角度、所述第二視差角度及所述基線長度計算所述雙目攝像頭距離所述障礙物的深度值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之避障方法，其中所述若所述重新計算得到的深度值小於所述安全值，重複向左側或右側移動的步驟之後還包括：若連續對所述三角架自走車調整預設次數後，所述重新計算得到的深度值仍然小於所述安全值時，控制所述三角架自走車轉向至原移動方向並停止移動；或若連續對所述三角架自走車調整預設次數後，所述重新計算得到的深度值仍然小於所述安全值時，控制所述三角架自走車移動到調整前的位置並朝相對的一側進行所述預設次數之內的調整。
  6. 一種三角架自走車，包括：記憶體；至少一個處理器；及一個或複數模組，所述一個或複數模組存儲在所述記憶體中，並由所述至少一個處理器執行，所述三角架自走車還包括雙目攝像頭，用於對道路前方進行即時圖像採集，得到第一圖像與第二圖像；所述一個或複數模組包括：深度計算模組，用於對屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像進行比對運算得到所述雙目攝像頭距離障礙物的深度值；判斷模組，用於判斷所述深度值是否小於安全值；及控制模組，用於在所述深度值小於所述安全值時，控制所述三角架自走車向左側或向右側移動第一距離後再轉向至原移動方向；其中，所述深度計算模組還用於重新計算所述雙目攝像頭距離障礙物的深度值，所述判斷模組還用於判斷所述重新計算得到的深度值是否小於所述安全值，所述控制模組還用於在所述重新計算得到的深度值小於所述安全值時，重複控制所述三角架自走車向左側或向右側移動，以避開所述障礙物，所述第一圖像由雙目攝像頭中的左攝像頭拍攝得到，所述第二圖像由所述雙目攝像頭中的右攝像頭拍攝得到。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之三角架自走車，其中所述控制模組還用於在所述深度值不小於所述安全值時，控制所述三角架自走車繼續移動，直 至移動至預設距離後停止移動。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之三角架自走車，其中所述左攝像頭與所述右攝像頭位於同一水平面。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之三角架自走車，其中所述深度計算模組用於獲取屬於同一時刻拍攝的所述第一圖像與所述第二圖像所產生的視差，並根據所述第一圖像與所述第二圖像的視差取得所述左攝像頭的第一視差角度、所述右攝像頭的第二視差角度及所述左攝像頭與所述右攝像頭之間的基線長度，及根據所述第一視差角度、所述第二視差角度及所述基線長度計算所述雙目攝像頭距離所述障礙物的深度值。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之三角架自走車，其中當所述控制模組連續對所述三角架自走車調整預設次數後，所述判斷模組判斷重新計算得到的深度值仍然小於所述安全值時，所述控制模組還用於控制所述三角架自走車轉向至原移動方向並停止移動，或者控制所述三角架自走車移動到調整前的位置並朝相對的一側進行所述預設次數之內的調整。
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