識別路肩空間的方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種使用超聲波傳感器、雷達和成像裝置識別路肩空間的方法和系統。該方法包括：控制雷達基于車輛位置在預設范圍內發射雷達波束；使用由雷達接收的雷達波束的反射波來檢測位于預設范圍內的固定對象；當固定對象位于預設范圍內時，使用雷達計算固定對象與車輛之間的距離；在從成像裝置獲得的前方行車道圖像中檢測實線車道標志；以及當實線車道標志處在前方行車道圖像中時，將所計算的固定對象與車輛之間的距離識別為路肩空間的寬度。
【專利說明】識別路肩空間的方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及使用包括在車輛中的超聲波傳感器、雷達和視頻成像裝置識別路肩空間的方法和系統。
【背景技術】
[0002]如在本領域中所公知的，路肩是例如高速公路或車輛專用道路上的道路寬度外側的邊緣，并且供應急車輛或故障車輛使用。當車輛在高速公路或車輛專用道路上行駛時，若緊急情況發生，則需要將車輛平穩地駕駛到路肩之上。
[0003]為在緊急情況下將車輛平穩駕駛到路肩上，有必要識別路肩的空間(寬度)以確定能夠容納車輛的空間。換言之，駕駛者必須確認路肩空間是否是車輛可駛入或停車的空間。
[0004]識別路肩空間的常規技術的示例性實施例使用激光掃描儀。然而，根據用于識別路肩空間的常規技術的激光掃描儀昂貴。此外，根據常規技術的激光掃描儀對于不同的天氣條件敏感。同樣公知的是難以將此方法應用于車輛，因為對路肩空間的識別并不穩定。
[0005]在本部分中所公開的上述信息僅用于增強對本發明背景的理解，因此其可能包含不構成本國內本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。
【發明內容】
[0006]本發明已致力于提供一種識別路肩空間的方法和系統，其具有使用雷達的多普勒效應識別固定對象(例如，護欄)和可移動對象，使用雷達和超聲波傳感器識別與固定對象的距離，當與固定對象的距離保持了預定時間或更久時判定固定對象為護欄，以及通過使用成像裝置識別實線車道標志來識別路肩空間等優點。
[0007]根據本發明的實施例，使用布置于車輛上的距離測量模塊、雷達和成像裝置識別路肩空間的方法可包括:控制雷達基于車輛位置在預設范圍內發射雷達波束；使用該雷達所接收的雷達波束的反射波來檢測位于預設范圍內的固定對象；當固定對象位于預設范圍內時，使用雷達和距離測量模塊計算固定對象與車輛之間的距離；在從成像裝置獲得的前方行車道圖像中檢測實線車道；以及當實線車道處于前方行車道圖像中時，將所計算的固定對象與車輛之間的距離識別為路肩空間的寬度。
[0008]距離測量模塊可以是超聲波傳感器，其發射超聲波信號并接收從外部對象反射的反射波，以測量與外部對象的距離。此外，計算固定對象與車輛之間的距離的處理可包括:當固定對象位于預設范圍內時，控制雷達和超聲波傳感器，使得從固定對象反射并接收雷達波束和超聲波信號；以及基于從固定對象反射并接收的雷達波束和超聲波信號計算固定對象與車輛之間的距離。
[0009]該方法還可包括:判定所計算的固定對象與車輛之間的距離是否保持不變達預設時間或更久；以及當所計算的固定對象與車輛之間的距離保持不變達預設時間或更久時，判定該固定對象為護欄，而當所計算的固定對象與車輛之間的距離未能保持不變達預設時間或更久時，判定該固定對象為位于路肩空間內的障礙物。
[0010]該方法還可包括:基于車輛的寬度數據判定所識別的路肩空間的寬度是否為車輛可用的空間；以及當所識別的路肩空間的寬度可容納車輛時，用表明所識別的路肩空間的寬度能夠容納車輛的信息通知駕駛者。此外，該方法還可包括當所識別的路肩空間的寬度由于寬度限制可能不能容納車輛時，用表明所識別的路肩空間的寬度可能不能容納車輛的信息通知駕駛者。
[0011]雷達波束的收發區域可廣于超聲波信號的收發區域。該方法還可包括當實線車道未包括在車道圖像中時將行車道改變至正確的車道。
[0012]根據本發明的實施例，識別路肩空間的系統可包括用于執行識別路肩空間的方法的一系列命令，該系統包括:布置于車輛上用來收發信號的雷達，用于識別車輛周圍的固定對象和可移動對象并計算與固定對象的距離；布置于車輛上用來收發信號的距離測量模塊，用于計算與固定對象的距離；布置于車輛上的成像裝置，用于拍攝路面圖像；以及控制器，用于根據雷達、距離測量模塊和成像裝置的信號識別路肩空間，其中控制器包括至少一個處理器或微處理器并可由預定程序執行。
[0013]該預定程序可包括:控制雷達在基于車輛的預設范圍內發射雷達波束；使用雷達所接收的雷達波束的反射波來檢測位于預設范圍內的固定對象；當固定對象位于預設范圍內時，使用雷達和距離測量模塊計算固定對象與車輛之間的距離；在由成像裝置拍攝的前方行車道圖像中檢測實線車道標志；以及當實線車道標志處于前方行車道圖像中時，將所計算的固定對象與車輛之間的距離識別為路肩空間的寬度。
[0014]距離測量模塊可以是超聲波傳感器，其發射超聲波信號并接收從外部對象反射的反射波，以測量與外部對象的距離。距離測量模塊可以是超聲波傳感器，配置為發射超聲波信號并接收從外部對象反射的反射波，以測量與外部對象的距離。此外，距離測量模塊可以是紅外傳感器，配置為發射紅外信號并接收從外部對象反射的反射波，以測量與外部對象的距離。控制器可包括通知單元，用于通知關于識別路肩空間的信息。超聲波傳感器可安裝在車輛一側，用以從車輛該側收發超聲波信號，成像裝置可安裝在車輛的向前方向，用以拍攝車輛前方的路面圖像，并且雷達可安裝在車輛的向前方向或向后方向，用以在車輛行駛期間使用多普勒效應識別固定對象和可移動對象并計算與固定對象的距離。
[0015]如上所述，根據本發明的示例性實施例，可使用雷達的多普勒效應識別出固定對象(例如，護欄)和可移動對象，可使用雷達和超聲波傳感器識別與固定對象的距離，當與固定對象的距離保持不變達預定時間或更久時可將固定對象判定為護欄，并且通過使用成像裝置識別實線車道標志可識別路肩空間。
[0016]根據本發明的示例性實施例，可不受不同天氣條件的影響而識別路肩空間。另外，可將路肩空間的信息提供給需要該路肩空間信息的系統，例如緊急停車系統。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是示出根據本發明的示例性實施例的識別路肩空間的系統的配置的示例性視圖。
[0018]圖2是示出應用于本發明的示例性實施例的雷達、超聲波傳感器和成像裝置的信號收發區域的示例性視圖。[0019]圖3是示出根據本發明的示例性實施例的識別路肩空間的方法的示例性流程圖。
[0020]圖4是示出本發明的示例性實施例的示例性視圖。
[0021]圖5是示出根據本發明的示例性實施例使用雷達識別固定對象并計算與固定對象的距離的示例性圖。
【具體實施方式】
[0022]應當理解的是，本文所使用的術語“車輛”或“車輛的”或者其他類似術語包括通常的機動車輛，例如包括運動型多用途車(SUV)、公共汽車、卡車、各類商用車輛在內的載客車輛，包括多種艇和船在內的水運工具，以及飛行器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、內燃車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛和其他代用燃料車輛(例如，燃料來源于石油以外的資源)。
[0023]雖然示例性實施例被描述為使用多個單元執行示例性處理，但是應當理解示例性處理也可由一個或多個模塊執行。此外，應當理解術語控制器是指包括存儲器和處理器的硬件設備。存儲器配置為存儲模塊/單元，并且處理器專門配置為執行所述模塊，以執行以下進一步描述的一個或更多處理。
[0024]此外，本發明的控制邏輯可實施為計算機可讀介質上的包含由處理器、控制器等執行的可執行程序指令的非暫時性計算機可讀介質。計算機可讀介質的實例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅動器、智能卡和光學數據存儲裝置。計算機可讀記錄介質也可分布在網絡連接的計算機系統中，使得計算機可讀介質例如通過遠程信息處理服務器或控制器區域網(CAN)，以分布的方式存儲和執行。
[0025]本文所使用的術語僅用于說明特定的實施例，而不意圖限制本發明。如本文所使用的，單數形式“一”、“一種”和“該”意在同樣包括復數形式，除非上下文另外清楚地表明。還將理解的是，詞語“包含”和/或“包括”，當在本說明書中使用時，是指所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個或更多其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其群組的存在或添加。如本文所使用的，詞語“和/或”包括一個或更多相關列出項目的任何和所有組合。
[0026]在下文中，將參照附圖更全面地說明本發明，在附圖中示出本發明的示例性實施例。本發明可以各種不同方式進行改動，而不限于本文所述的示例性實施例。在說明書中，如果沒有單獨的說明，則與附圖標記一起使用的英文字符L、R和C是指左側、右側和中間。
[0027]圖1是示出根據本發明的示例性實施例的識別路肩空間的系統的配置的示例性視圖。根據本發明的示例性實施例的識別路肩空間的系統可以是識別用于應急車輛或故障車輛的路肩空間的系統。
[0028]根據本發明的示例性實施例的識別路肩空間的系統可包括:雷達110，布置于車輛100上并配置為收發信號，用于識別車輛周圍的固定對象(例如，護欄)和可移動對象(例如，周邊行駛車輛)；超聲波傳感器120R，布置于車輛上并配置為測量和計算與固定對象的距離以及收發超聲波信號；成像裝置130，布置于車輛上并配置為拍攝路面圖像；和控制器200，配置為分別基于雷達110、超聲波傳感器120R和成像裝置130的信號來識別路肩空間。
[0029]在本發明的示例性實施例中，雷達110可以是利用電波的反射波的多普勒效應廣泛用于識別固定對象和/或可移動對象的雷達(或雷達傳感器)。替代性地，雷達110可以是與雷達對應的雷達掃描儀，但應理解的是，本發明的范圍并不局限于此。能夠基本上識別固定對象和可移動對象的其他配置也可用于本發明。由于根據本發明的示例性實施例使用多普勒效應的雷達的配置和操作對于本領域的普通技術人員來說是顯然的，因此省略其詳細說明。
[0030]另外，在根據本發明的示例性實施例的識別路肩空間的系統中，雷達110可安裝在車輛的向前方向，并可用于識別車輛周圍的固定對象和可移動對象以及計算與固定對象的距離。如圖1中所示，雷達Iio可安裝在車輛向后方向的左側和右側，并可在更廣泛的區域內識別車輛周圍的固定對象和可移動對象以及與固定對象的距離。因此，可以理解當雷達150L和150R安裝在車輛的向前或向后方向時也包括在本發明的范圍內。
[0031]在本發明的示例性實施例中，使用雷達識別被測物體(例如，固定對象和可移動對象)、計算與被測物體的距離和被測物體的速度的處理，在圖5中示出并使用下列等式確定。
【權利要求】
1.一種使用布置于車輛上的距離測量模塊、雷達和成像裝置識別路肩空間的方法，該方法包括: 通過控制器控制所述雷達基于所述車輛的位置在預設范圍內發射雷達波束； 通過所述控制器使用由所述雷達接收的雷達波束的反射波來檢測位于所述預設范圍內的固定對象； 當固定對象位于所述預設范圍內時，通過所述控制器使用所述雷達計算所述固定對象與所述車輛之間的距離； 通過所述控制器在從所述成像裝置獲得的前方行車道圖像中檢測實線車道標志；以及當實線車道標志處在所述前方行車道圖像中時，通過所述控制器將所計算的所述固定對象與所述車輛之間的距離識別為路肩空間的寬度。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括使用配置為發射超聲波信號并接收從外部對象反射的反射波的超聲波傳感器來計算與所述固定對象的距離。
3.根據權利要求2所述的方法，還包括: 當所述固定對象位于所述預設范圍內時，通過所述控制器控制所述雷達和所述超聲波傳感器，以便從所述固定對象反射并接收雷達波束和超聲波信號；以及 通過所述控制器 基于從所述固定對象反射并接收的雷達波束和超聲波信號，計算所述固定對象與所述車輛之間的距離。
4.根據權利要求1所述的方法，還包括: 通過所述控制器判定所計算的所述固定對象與所述車輛之間的距離是否保持不變達預設時間或更久； 當所計算的所述固定對象與所述車輛之間的距離保持不變達所述預設時間或更久時，通過所述控制器判定所述固定對象為護欄；以及 當所計算的所述固定對象與所述車輛之間的距離未能保持不變達所述預設時間或更久時，通過所述控制器判定所述固定對象為位于所述路肩空間內的障礙物。
5.根據權利要求1所述的方法，還包括: 通過所述控制器基于所述車輛的寬度數據，判定所識別的路肩空間的寬度是否為所述車輛可用的空間；以及 響應于所識別的路肩空間的寬度被判定為所述車輛可用的空間，通過所述控制器向駕駛者通知表示所識別的路肩空間的寬度是所述車輛可用的空間的信息。
6.根據權利要求5所述的方法，還包括: 當所識別的路肩空間的寬度不是所述車輛可用的空間時，通過所述控制器向駕駛者通知表示所識別的路肩空間不是所述車輛可用的空間的信息。
7.根據權利要求2所述的方法，其中雷達波束的收發區域廣于超聲波信號的收發區域。
8.根據權利要求1所述的方法，還包括: 當實線車道標志未處在所述車道圖像中時，通過所述控制器通知駕駛者觸發向正確車道的車道變換。
9.一種用于識別路肩空間的系統，該系統包括: 雷達，布置于車輛上并配置為收發信號；超聲波傳感器，布置于所述車輛上并配置為收發信號； 成像裝置，布置于所述車輛上并配置為拍攝路面圖像；以及 控制器，配置為: 控制所述雷達基于所述車輛的位置在預設范圍內發射雷達波束； 使用由所述雷達接收的雷達波束的反射波檢測位于所述預設范圍內的固定對象；當固定對象位于所述預設范圍內時，使用所述雷達和所述超聲波傳感器計算所述固定對象與所述車輛之間的距離； 在從所述成像裝置獲得的前方行車道圖像中檢測實線車道標志；以及當實線車道標志處在所述前方行車道圖像中時，將所計算的所述固定對象與所述車輛之間的距離識別為路肩空間的寬度。
10.根據權利要求9所述的系統，其中所述超聲波傳感器配置為發射超聲波信號并接收從外部對象反射的反射波，以測量與所述外部對象的距離。
11.根據權利要求9所述的系統，其中所述控制器還配置為向駕駛者通知關于路肩空間的識別的信息。
12.根據權利要求10所述的系統，其中: 所述超聲波傳感器安裝在所述車輛的一側，以便從所述車輛的該側收發超聲波信號；所述成像裝置安裝在所述車輛的向前方向，以便拍攝所述車輛前方的路面圖像；并且所述雷達安裝在 所述車輛的向前方向或向后方向，以便在所述車輛行駛期間使用多普勒效應識別固定對象和可移動對象，并計算與所述固定對象的距離。
13.根據權利要求9所述的系統，還包括紅外傳感器，配置為發射紅外信號并接收從外部對象反射的反射波，以測量與所述外部對象的距離。
14.一種非暫時性計算機可讀介質，包含由處理器或控制器執行的程序指令，該計算機可讀介質包括: 控制雷達收發信號的程序指令； 控制超聲波傳感器收發信號的程序指令； 控制成像裝置拍攝路面圖像的程序指令； 控制所述雷達基于車輛位置在預設范圍內發射雷達波束的程序指令； 使用由所述雷達接收的雷達波束的反射波檢測位于所述預設范圍內的固定對象的程序指令； 當固定對象位于所述預設范圍內時使用所述雷達和所述超聲波傳感器計算所述固定對象與所述車輛之間的距離的程序指令； 在從所述成像裝置獲得的前方行車道圖像中檢測實線車道標志的程序指令；以及當實線車道標志處在所述前方行車道圖像中時，將所計算的所述固定對象與所述車輛之間的距離識別為路肩空間寬度的程序指令。
15.根據權利要求14所述的計算機可讀介質，還包括發射超聲波信號并接收從外部對象反射的反射波以測量與所述外部對象的距離的程序指令。
16.根據權利要求14所述的計算機可讀介質，還包括: 向駕駛者通知關于路肩空間的識別的信息的程序指令。
17.根據權利要求15所述的計算機可讀介質，還包括:控制所述超聲波傳感器從所述車輛的一側收發超聲波信號的程序指令； 控制所述成像裝置拍攝所述車輛前方的路面圖像的程序指令；以及控制所述雷達在所述車輛行駛期間使用多普勒效應識別固定對象和可移動對象、并計算與所述固定對象的距離的程序指令。
18.根據權利要求14所述的計算機可讀介質，還包括: 控制紅外傳感器發射紅外信號并接收從外部對象反射的反射波以測量與所述外部對象的距離 的程序指令。
【文檔編號】G01S15/08GK103770730SQ201210599249
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年12月24日 優先權日:2012年10月19日
【發明者】吳榮哲, 權秀林 申請人:現代自動車株式會社
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
