TWI773288B - 識別停車位的方法及其系統 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種識別停車位的方法及系統，所述方法包括以下步驟：獲取車輛移動時包括至少一相鄰車輛的連續影像幀；獲取車輛移動時的連續感測訊號； 從所述連續影像幀中辨識所述至少一相鄰車輛的位姿；根據所述連續影像幀及所述連續感測訊號產生所述至少一相鄰車輛的邊界；以及根據所述至少一相鄰車輛的邊界及所述至少一相鄰車輛的位姿識別停車位。

Description

識別停車位的方法及其系統

本發明涉及汽車自動停車技術領域，具體涉及一種識別停車位的方法及其系統。

隨著自動停車的功能需求增加，特別是自動搜尋或辨識停車位功能，在傳統的停車位識別方法中，使用超聲波的停車位識別方法的問題在於，由於超聲波的距離和解析度的限制，不僅無法精確取得與停放車輛所需的停車位相鄰的對方車輛的邊緣、車輛數量，更無法判斷停車場域的屬性，如禁止停車線或是殘疾人士專用車位等。近年來隨著影像辨識停車位技術提升，一般可藉由停車場域內的車格線作為車輛自動停車的辨識依據，亦即透過影像辨識車格線或其他停車場域內的障礙物，將車駛入空閒之停車格內。但面對於不具有停車格線的停車空間，若僅憑車格線作為停車場域的判斷，會使自動停車功能失效。

為解決上述技術問題而提供了一種識別停車位的方法及其系統。

本發明的目的可以透過以下的技術方案來實現：一種識別停車位的方法，包括以下步驟：獲取車輛移動時包括至少一相鄰車輛的連續影像幀，獲取車輛移動時的連續感測訊號，從所述連續影像幀中辨識所述至少一相鄰車輛的位姿，根據所述連續影像幀及所述連續感測訊號以產生所述至少一相鄰車輛的邊界，根據所述至少一相鄰車輛的邊界及所述至少一相鄰車輛的位姿識別停車位。

根據本發明構想，所述至少一相鄰車輛的位姿還包括車輪位姿。

根據本發明構想，將所述連續影像幀及所述連續的感測訊號進行融合。

根據本發明構想，還包括顯示所述至少一相鄰車輛及所述停車位。

根據本發明構想，還包括產生一停車路徑，根據所述停車路徑，控制所述車輛移動至所述停車位。

為了達成本發明的目的，本發明提供了一種識別停車位的系統，包括：影像接收模組用來獲取車輛移動時包括至少一相鄰車輛的連續影像幀，感測模組用來獲取車輛移動時的連續感測訊號，處理單元從所述連續影像幀中辨識所述至少一相鄰車輛的位姿，並根據所述連續影像幀及所述連續感測訊號以產生所述至少一相鄰車輛的邊界，所述處理單元根據所述至少一相鄰車輛的邊界及所述至少一相鄰車輛的位姿識別停車位。

根據本發明構想，所述至少一相鄰車輛的位姿還包括車輪位姿。

根據本發明構想，所述處理單元將所述連續影像幀及所述連續的感測訊號進行融合。

根據本發明構想，還包括顯示器用來顯示所述至少一相鄰車輛及所述停車位。

根據本發明構想，所述處理單元產生一停車路徑，根據所述停車路徑，控制所述車輛移動至所述停車位。

根據本發明構想，本發明具有以下優點： 1、在識別停車位時，如果停車場域不具有可辨識的停車格線時，可透過辨識已停放之相鄰車輛的位姿，並計算障礙物空間得到鄰近於已停放之相鄰車輛周圍的可達區域來識別停車位與控制車輛正確停入的方位。 2、透過結合實際具有距離訊號的感測訊號，並匹配或融合影像訊號後，對於相鄰車輛車身邊緣的資訊能更精準。

為使本發明實施方式的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施方式的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施方式。基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述： 請參考圖1，本發明公開了一種識別停車位的系統100包括影像訊號接收模組101、感測器訊號接收模組102、處理單元103。

影像訊號接收模組101用來獲取連續影像幀，特別是用來獲取車輛移動時在車輛周圍的連續影像幀。影像訊號接收模組101並具有影像處理單元(ISP, Image Signal Processor)，可處理如鏡頭矯正、圖元矯正、顏色插值、Bayer 雜訊去除、 白平衡矯正、 色彩矯正、gamma 矯正、色彩空間轉換等功能。影像訊號接收模組101一般可具有LVDS(Low Voltage Differential Signaling，低電壓差分信號)或MIPI CSI傳輸介面(未標示)。而連續影像幀來自一個或多個連接於車輛上的攝影機，攝影機通常安裝在車輛的周圍拍攝行車影像，為了能獲取較好的影像品質，影像訊號可以為LVDS格式訊號。

感測器訊號接收模組102，獲取車輛移動時的連續感測訊號，感測訊號至少為超聲波訊號、光達訊號、毫米波雷達訊號(mmWave Radar)等有關距離感測的訊號。此外，感測器訊號接收模組102可透過一車輛訊號總成介面1020連接車輛CAN匯流排，接收來自車輛的行車數據訊號。車輛的行車數據訊號包括例如包括車速、引擎轉速、轉向角、加速度、檔位等。

處理單元103為本發明的主要的運算單元，並具有影像的語意運算能力。通常處理單元103的處理器是DSP (digital signal processor，數位訊號處理器)。DSP 適合用來進行各種乘加運算（SOP：Sum of Products），例如：有限脈衝回應濾波運算（FIR：Finite Impulse Response）、無限脈衝回應濾波運算（IIR：Infinite Impulse Response）、離散傅立葉轉換（DFT：Discrete Fourier Transform）、離散余弦轉換（DCT：Discrete Cosine Transform）、點積運算（Dot product）、卷積運算（Convolution），以及矩陣多項式的求值運算等。處理單元103具有記憶體傳輸介面，可執行記憶體內置指令。處理單元103亦具有影像傳輸介面，與影像訊號接收模組101連接，運算自影像訊號接收模組轉換後的影像訊號。處理單元103同時與感測器訊號接收模組102連接，接收並運算感測信號如超聲波訊號、毫米波雷達訊號、光達訊號等或車輛的行車數據訊號。

請一併參考圖1至圖4根據本發明的一種識別停車位的系統100安裝於車輛200上運作的實施方式，並具有以下步驟:

步驟S01，當車輛200啟動停車位搜索，影像訊號接收模組101用來獲取本車輛200移動時包括至少一相鄰車輛201的連續影像幀，同時，感測器訊號接收模組102用來獲取車輛200移動時的連續感測訊號。在圖3中以本車輛200右側接獲取的連續影像幀及連續感測訊號為示意，但不局限在車輛本200的右側，因此，本系統100可獲取裝載於本車輛200前方、後方及左側的連續影像幀或是連續感測訊號。

步驟S02，處理單元103從步驟S01獲取的連續影像幀中，辨識所述至少一相鄰車輛201的位姿。亦即本車輛200在行駛中，如果能辨識出連續影像幀中具有可辨識的物件(如另一相鄰的車輛201)時，且所述可辨識的物件為靜止不動的狀態，處理單元103可產生控制訊號，控制本車輛200朝向另一相鄰且靜止的車輛201的方向前進。當本車輛200靠近另一相鄰的車輛201時，由於本發明的處理單元103具有影像的語意(semantic)分析能力，因此，可從本車輛200移動時獲取的連續影像幀中辨識行進的環境中是否具有其他可辨識的物件，如車道線、停車格線、地鎖等其他於停車場域可見的物件以及可達空間。本發明的特色主要在於當本車輛200偵測停車空間時，如果發現未能有具體的停車網格線形成的停車位時，處理單元103便可根據至少一相鄰車輛201的位姿來辨識並計算停車位。位姿訊號包括所述相鄰車輛201與本車輛200的距離(如相鄰車輛201的車頭、車輛左右側或車尾與本車輛200拍攝到相鄰車輛201的攝影機之間的距離，或是進而計算相對於本車輛200幾何中心的距離)，以及相鄰車輛201與本車輛200的相對角度(舉例如相鄰車輛201的車頭、車輛左右側或車尾的切線與本車輛200的行進角度之間的夾角等)。位姿訊號更進一步包括本車輛200行駛至靠近相鄰車輛201的所有可達空間。請參考圖4，本實施方式進一步可以由處理單元103辨識相鄰車輛201的車輪2010位姿，進而計算相鄰車輛201的位姿。具體來說，車輪的位姿具有較強的特徵性，容易從影像辨識技術中取得，而車輪與地面的接線可以輕易由攝影機的視覺座標轉換成世界座標，此外，若相鄰車輛201為數台時，辨識後的車輪數量可協助判斷該等相鄰車輛201的停放位姿。位姿的計算主要是由連續影像幀為主，由於本車輛200在辨識停車位時需移動，因此須結合來自車輛訊號總成介面1020，接收來自本車輛200的行車數據訊號，來滿足對於另一相鄰車輛201位姿的計算。

同時間，感測器訊號接收模組102，獲取車輛200移動時的連續感測信息，在本實施例中，可以為具有距離感測的超聲波訊號。如前述，當本車輛200朝向另一相鄰且靜止的車輛201的方向前進時，除了影像可辨識行進中是否具有障礙物及可達空間外，經由獲取車輛200移動時的連續感測訊號，可確保在影像無法辨識的物體或地面高度變化較大時，防止本車輛200碰撞障礙物或造成其他損害。此外，當本車輛200靠近另一相鄰車輛201時，可補足影像訊號對於另一相鄰車輛201造成距離訊息的誤判，特別是當障礙物未與地面接觸之情形造成的距離誤判，舉例為拍攝影像訊號為另一相鄰車輛201的車頭(未與地面接觸)時，由於透過鏡頭產生的形變，會使得相鄰車輛201的車頭在以影像判讀距離時，會得到距離攝影機較遠的結果。而本發明的處理單元103可根據連續影像幀及連續感測訊號以產生所述至少一相鄰車輛201的邊界，也就是透過實際具有距離資料的感測訊號匹配影像訊號，對相鄰車輛201辨識出車身邊緣的訊號，因而產生相鄰車輛201的邊界，這樣的匹配的結果可以透過取影像訊號與感測訊號對於相鄰車輛201產生的邊緣點距離本車輛200(舉例為本車輛的攝影機位置、幾何中心或是車身邊緣)的最小值得到。另外，本發明的處理單元103可進一步將所述連續影像幀及所述連續的感測訊號進行融合，如此以得到更精准的相鄰車輛201的邊界。訊號的融合可透過多幀影像訊號進行合併和去噪的處理產生障礙物邊緣點。

步驟S03，處理單元103根據所述至少一相鄰車輛201的邊界及所述至少一相鄰車輛201的位姿識別停車位。在此步驟，處理單元103同時運算步驟S02得到的相鄰車輛201的位姿及邊界，並得到鄰近於相鄰車輛201最後被運算出來可停入的停車位，最後使本車輛200停入停車位時具有準確且可供參考的停車位姿。在前述步驟S02得到至少一相鄰車輛201的邊界，特別是這些邊界在運算上都是邊緣點，針對這些邊緣點的範圍必須框限出可使本車輛200停入之停車位，而這些框限的範圍的決定，在此步驟中，處理單元103可以透過執行重複反覆運算線性回歸來計算前述的邊緣點達成，最後可以得到如圖3或圖4中框選出的相鄰車輛201的邊界。另一方面，由於得到相鄰車輛201的位姿，以及位姿訊號更包括本車輛200行駛至靠近相鄰車輛201的所有可達空間，因此透過位姿訊號，處理單元103可以運算在與相鄰車輛201鄰近的周邊可停入的停車空間，以及如果要使本車輛200停放於該停車空間時，可由相鄰車輛201的位姿作為本車輛200的停車位姿，或是透過本系統100設置一顯示器(未標示)用來顯示至少一相鄰車輛201及停車位，使操作本系統100的駕駛能根據顯示的結果決定停車位，特別是在停車位具有多個選擇時。

根據前述S01至S03步驟，本系統100可以進一步搭載自動停車功能，即由處理單元103產生一停車路徑，根據該停車路徑，透過車輛訊號總成介面1020傳輸控制訊號控制本車輛200，使其移動至停車位。

對於使用本系統實施停車位識別的用戶來說，特別是在不具有能輕易辨識的停車線的停車場域內的停車識別，經由本發明可得到另一相鄰的車輛的位姿，而透過對於另一相鄰的車輛的車輪位姿計算，得到與其相似的停車位姿以及該停車場域的可達空間，同時，透過獲得感測訊號並結合影像訊號，可以計算另一相鄰的車輛的邊界，使停車位的辨識更顯得精確方便。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明,任何熟悉本專業的技術人員,在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

100:識別停車位的系統

101:影像訊號接收模組

102:感測器訊號接收模組

1020:車輛訊號總成介面

103:處理單元

200:本車輛

201:相鄰車輛

2010:車輪

圖1是本發明的一種識別停車位的系統的結構示意圖; 圖2是本發明的一種識別停車位的方法流程圖; 圖3是本發明在識別另一相鄰車輛的實施示意圖; 圖4是本發明在識別另一相鄰車輛的車輪位姿實施示意圖

100:識別停車位的系統

101:影像訊號接收模組

102:感測器訊號接收模組

1020:車輛訊號總成介面

103:處理單元

200:本車輛

201:相鄰車輛

2010:車輪

Claims (8)

1. 一種識別停車位的方法，包括以下步驟：獲取車輛移動時包括至少一相鄰車輛的連續影像幀；獲取車輛移動時的連續感測訊號；從所述連續影像幀中辨識所述至少一相鄰車輛的車輪位姿，進而計算所述至少一相鄰車輛的位姿；根據所述連續影像幀及所述連續感測訊號產生所述至少一相鄰車輛的邊界；以及根據所述至少一相鄰車輛的邊界及所述至少一相鄰車輛的位姿識別停車位。
2. 如申請專利範圍第1項所述的識別停車位的方法，其特徵在於，將所述連續影像幀及所述連續感測訊號進行融合。
3. 如申請專利範圍第1項所述的識別停車位的方法，其特徵在於，還包括顯示所述至少一相鄰車輛及所述停車位。
4. 如申請專利範圍第1項所述的識別停車位的方法，其特徵在於，還包括產生一停車路徑，根據所述停車路徑，控制所述車輛移動至所述停車位。
5. 一種識別停車位的系統，包括：影像訊號接收模組，用來獲取車輛移動時包括至少一相鄰車輛的連續影像幀；感測器訊號接收模組，用來獲取車輛移動時的連續感測訊號；以及 處理單元，從所述連續影像幀中辨識所述至少一相鄰車輛的車輪位姿，進而計算所述至少一相鄰車輛的位姿，並根據所述連續影像幀及所述連續感測訊號產生所述至少一相鄰車輛的邊界；其中所述處理單元根據所述至少一相鄰車輛的邊界及所述至少一相鄰車輛的位姿識別停車位。
6. 如申請專利範圍第5項所述的識別停車位的系統，其特徵在於，所述處理單元將所述連續影像幀及所述連續感測訊號進行融合。
7. 如申請專利範圍第5項所述的識別停車位的系統，其特徵在於，還包括顯示器用來顯示所述至少一相鄰車輛及所述停車位。
8. 如申請專利範圍第5項所述的識別停車位的系統，其特徵在於，所述處理單元產生一停車路徑，根據所述停車路徑，控制所述車輛移動至所述停車位。

Images