識別路肩空間的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種使用超聲波傳感器、雷達(dá)和成像裝置識別路肩空間的方法和系統(tǒng)。該方法包括：控制雷達(dá)基于車輛位置在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)發(fā)射雷達(dá)波束；使用由雷達(dá)接收的雷達(dá)波束的反射波來檢測位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的固定對象；當(dāng)固定對象位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，使用雷達(dá)計(jì)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(shí)線車道標(biāo)志；以及當(dāng)實(shí)線車道標(biāo)志處在前方行車道圖像中時(shí)，將所計(jì)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(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用包括在車輛中的超聲波傳感器、雷達(dá)和視頻成像裝置識別路肩空間的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如在本領(lǐng)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(cè)的邊緣，并且供應(yīng)急車輛或故障車輛使用。當(dāng)車輛在高速公路或車輛專用道路上行駛時(shí)，若緊急情況發(fā)生，則需要將車輛平穩(wěn)地駕駛到路肩之上。
[0003]為在緊急情況下將車輛平穩(wěn)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(rèn)路肩空間是否是車輛可駛?cè)牖蛲＼嚨目臻g。
[0004]識別路肩空間的常規(guī)技術(shù)的示例性實(shí)施例使用激光掃描儀。然而，根據(jù)用于識別路肩空間的常規(guī)技術(shù)的激光掃描儀昂貴。此外，根據(jù)常規(guī)技術(shù)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(yīng)用于車輛，因?yàn)閷β芳缈臻g的識別并不穩(wěn)定。
[0005]在本部分中所公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對本發(fā)明背景的理解，因此其可能包含不構(gòu)成本國內(nèi)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明已致力于提供一種識別路肩空間的方法和系統(tǒng)，其具有使用雷達(dá)的多普勒效應(yīng)識別固定對象(例如，護(hù)欄)和可移動(dòng)對象，使用雷達(dá)和超聲波傳感器識別與固定對象的距離，當(dāng)與固定對象的距離保持了預(yù)定時(shí)間或更久時(shí)判定固定對象為護(hù)欄，以及通過使用成像裝置識別實(shí)線車道標(biāo)志來識別路肩空間等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用布置于車輛上的距離測量模塊、雷達(dá)和成像裝置識別路肩空間的方法可包括:控制雷達(dá)基于車輛位置在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)發(fā)射雷達(dá)波束；使用該雷達(dá)所接收的雷達(dá)波束的反射波來檢測位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的固定對象；當(dāng)固定對象位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，使用雷達(dá)和距離測量模塊計(jì)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(shí)線車道；以及當(dāng)實(shí)線車道處于前方行車道圖像中時(shí)，將所計(jì)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(fā)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(jì)算固定對象與車輛之間的距離的處理可包括:當(dāng)固定對象位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，控制雷達(dá)和超聲波傳感器，使得從固定對象反射并接收雷達(dá)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(dá)波束和超聲波信號計(jì)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(jì)算的固定對象與車輛之間的距離是否保持不變達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間或更久；以及當(dāng)所計(jì)算的固定對象與車輛之間的距離保持不變達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間或更久時(shí)，判定該固定對象為護(hù)欄，而當(dāng)所計(jì)算的固定對象與車輛之間的距離未能保持不變達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間或更久時(shí)，判定該固定對象為位于路肩空間內(nèi)的障礙物。
[0010]該方法還可包括:基于車輛的寬度數(shù)據(jù)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(dāng)所識別的路肩空間的寬度可容納車輛時(shí)，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(dāng)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(shí)，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(dá)波束的收發(fā)區(qū)域可廣于超聲波信號的收發(fā)區(qū)域。該方法還可包括當(dāng)實(shí)線車道未包括在車道圖像中時(shí)將行車道改變至正確的車道。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，識別路肩空間的系統(tǒng)可包括用于執(zhí)行識別路肩空間的方法的一系列命令，該系統(tǒng)包括:布置于車輛上用來收發(fā)信號的雷達(dá)，用于識別車輛周圍的固定對象和可移動(dòng)對象并計(jì)算與固定對象的距離；布置于車輛上用來收發(fā)信號的距離測量模塊，用于計(jì)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(jù)雷達(dá)、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(gè)處理器或微處理器并可由預(yù)定程序執(zhí)行。
[0013]該預(yù)定程序可包括:控制雷達(dá)在基于車輛的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)發(fā)射雷達(dá)波束；使用雷達(dá)所接收的雷達(dá)波束的反射波來檢測位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的固定對象；當(dāng)固定對象位于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，使用雷達(dá)和距離測量模塊計(jì)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(shí)線車道標(biāo)志；以及當(dāng)實(shí)線車道標(biāo)志處于前方行車道圖像中時(shí)，將所計(jì)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(fā)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(fā)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(fā)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?？刂破骺砂ㄍㄖ獑卧糜谕ㄖP(guān)于識別路肩空間的信息。超聲波傳感器可安裝在車輛一側(cè)，用以從車輛該側(cè)收發(fā)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(dá)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(yīng)識別固定對象和可移動(dòng)對象并計(jì)算與固定對象的距離。
[0015]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可使用雷達(dá)的多普勒效應(yīng)識別出固定對象(例如，護(hù)欄)和可移動(dòng)對象，可使用雷達(dá)和超聲波傳感器識別與固定對象的距離，當(dāng)與固定對象的距離保持不變達(dá)預(yù)定時(shí)間或更久時(shí)可將固定對象判定為護(hù)欄，并且通過使用成像裝置識別實(shí)線車道標(biāo)志可識別路肩空間。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)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(tǒng)，例如緊急停車系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的識別路肩空間的系統(tǒng)的配置的示例性視圖。
[0018]圖2是示出應(yīng)用于本發(fā)明的示例性實(shí)施例的雷達(dá)、超聲波傳感器和成像裝置的信號收發(fā)區(qū)域的示例性視圖。[0019]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)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(fā)明的示例性實(shí)施例的示例性視圖。
[0021]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例使用雷達(dá)識別固定對象并計(jì)算與固定對象的距離的示例性圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]應(yīng)當(dāng)理解的是，本文所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或者其他類似術(shù)語包括通常的機(jī)動(dòng)車輛，例如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車(SUV)、公共汽車、卡車、各類商用車輛在內(nèi)的載客車輛，包括多種艇和船在內(nèi)的水運(yùn)工具，以及飛行器等等，并且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、內(nèi)燃車輛、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、氫動(dòng)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(shí)施例被描述為使用多個(gè)單元執(zhí)行示例性處理，但是應(yīng)當(dāng)理解示例性處理也可由一個(gè)或多個(gè)模塊執(zhí)行。此外，應(yīng)當(dāng)理解術(shù)語控制器是指包括存儲(chǔ)器和處理器的硬件設(shè)備。存儲(chǔ)器配置為存儲(chǔ)模塊/單元，并且處理器專門配置為執(zhí)行所述模塊，以執(zhí)行以下進(jìn)一步描述的一個(gè)或更多處理。
[0024]此外，本發(fā)明的控制邏輯可實(shí)施為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的包含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的實(shí)例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅(qū)動(dòng)器、智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可分布在網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，使得計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)例如通過遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或控制器區(qū)域網(wǎng)(CAN)，以分布的方式存儲(chǔ)和執(zhí)行。
[0025]本文所使用的術(shù)語僅用于說明特定的實(shí)施例，而不意圖限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一”、“一種”和“該”意在同樣包括復(fù)數(shù)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(dāng)在本說明書中使用時(shí)，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(gè)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(gè)或更多相關(guān)列出項(xiàng)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(fā)明，在附圖中示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本發(fā)明可以各種不同方式進(jìn)行改動(dòng)，而不限于本文所述的示例性實(shí)施例。在說明書中，如果沒有單獨(dú)的說明，則與附圖標(biāo)記一起使用的英文字符L、R和C是指左側(cè)、右側(cè)和中間。
[0027]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的識別路肩空間的系統(tǒng)的配置的示例性視圖。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的識別路肩空間的系統(tǒng)可以是識別用于應(yīng)急車輛或故障車輛的路肩空間的系統(tǒng)。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的識別路肩空間的系統(tǒng)可包括:雷達(dá)110，布置于車輛100上并配置為收發(fā)信號，用于識別車輛周圍的固定對象(例如，護(hù)欄)和可移動(dòng)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(jì)算與固定對象的距離以及收發(fā)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(dá)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(fā)明的示例性實(shí)施例中，雷達(dá)110可以是利用電波的反射波的多普勒效應(yīng)廣泛用于識別固定對象和/或可移動(dòng)對象的雷達(dá)(或雷達(dá)傳感器)。替代性地，雷達(dá)110可以是與雷達(dá)對應(yīng)的雷達(dá)掃描儀，但應(yīng)理解的是，本發(fā)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(dòng)對象的其他配置也可用于本發(fā)明。由于根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例使用多普勒效應(yīng)的雷達(dá)的配置和操作對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯然的，因此省略其詳細(xì)說明。
[0030]另外，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的識別路肩空間的系統(tǒng)中，雷達(dá)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(dòng)對象以及計(jì)算與固定對象的距離。如圖1中所示，雷達(dá)Iio可安裝在車輛向后方向的左側(cè)和右側(cè)，并可在更廣泛的區(qū)域內(nèi)識別車輛周圍的固定對象和可移動(dòng)對象以及與固定對象的距離。因此，可以理解當(dāng)雷達(dá)150L和150R安裝在車輛的向前或向后方向時(shí)也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0031]在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，使用雷達(dá)識別被測物體(例如，固定對象和可移動(dòng)對象)、計(jì)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(quán)利要求】
1.一種使用布置于車輛上的距離測量模塊、雷達(dá)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(dá)基于所述車輛的位置在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)發(fā)射雷達(dá)波束； 通過所述控制器使用由所述雷達(dá)接收的雷達(dá)波束的反射波來檢測位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的固定對象； 當(dāng)固定對象位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，通過所述控制器使用所述雷達(dá)計(jì)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(shí)線車道標(biāo)志；以及當(dāng)實(shí)線車道標(biāo)志處在所述前方行車道圖像中時(shí)，通過所述控制器將所計(jì)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(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用配置為發(fā)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(jì)算與所述固定對象的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 當(dāng)所述固定對象位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，通過所述控制器控制所述雷達(dá)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(dá)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(dá)波束和超聲波信號，計(jì)算所述固定對象與所述車輛之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 通過所述控制器判定所計(jì)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(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間或更久； 當(dāng)所計(jì)算的所述固定對象與所述車輛之間的距離保持不變達(dá)所述預(yù)設(shè)時(shí)間或更久時(shí)，通過所述控制器判定所述固定對象為護(hù)欄；以及 當(dāng)所計(jì)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(dá)所述預(yù)設(shè)時(shí)間或更久時(shí)，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(nèi)的障礙物。
5.根據(jù)權(quán)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(shù)據(jù)，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(yīng)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(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括: 當(dāng)所識別的路肩空間的寬度不是所述車輛可用的空間時(shí)，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(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中雷達(dá)波束的收發(fā)區(qū)域廣于超聲波信號的收發(fā)區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 當(dāng)實(shí)線車道標(biāo)志未處在所述車道圖像中時(shí)，通過所述控制器通知駕駛者觸發(fā)向正確車道的車道變換。
9.一種用于識別路肩空間的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 雷達(dá)，布置于車輛上并配置為收發(fā)信號；超聲波傳感器，布置于所述車輛上并配置為收發(fā)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(dá)基于所述車輛的位置在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)發(fā)射雷達(dá)波束； 使用由所述雷達(dá)接收的雷達(dá)波束的反射波檢測位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的固定對象；當(dāng)固定對象位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，使用所述雷達(dá)和所述超聲波傳感器計(jì)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(shí)線車道標(biāo)志；以及當(dāng)實(shí)線車道標(biāo)志處在所述前方行車道圖像中時(shí)，將所計(jì)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(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述超聲波傳感器配置為發(fā)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(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述控制器還配置為向駕駛者通知關(guān)于路肩空間的識別的信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中: 所述超聲波傳感器安裝在所述車輛的一側(cè)，以便從所述車輛的該側(cè)收發(fā)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(dá)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(yīng)識別固定對象和可移動(dòng)對象，并計(jì)算與所述固定對象的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括紅外傳感器，配置為發(fā)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(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包含由處理器或控制器執(zhí)行的程序指令，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括: 控制雷達(dá)收發(fā)信號的程序指令； 控制超聲波傳感器收發(fā)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(dá)基于車輛位置在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)發(fā)射雷達(dá)波束的程序指令； 使用由所述雷達(dá)接收的雷達(dá)波束的反射波檢測位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的固定對象的程序指令； 當(dāng)固定對象位于所述預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)使用所述雷達(dá)和所述超聲波傳感器計(jì)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(shí)線車道標(biāo)志的程序指令；以及當(dāng)實(shí)線車道標(biāo)志處在所述前方行車道圖像中時(shí)，將所計(jì)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(jù)權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括發(fā)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(jù)權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括: 向駕駛者通知關(guān)于路肩空間的識別的信息的程序指令。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括:控制所述超聲波傳感器從所述車輛的一側(cè)收發(fā)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(dá)在所述車輛行駛期間使用多普勒效應(yīng)識別固定對象和可移動(dòng)對象、并計(jì)算與所述固定對象的距離的程序指令。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括: 控制紅外傳感器發(fā)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(yōu)先權(quán)日:2012年10月19日
【發(fā)明者】吳榮哲, 權(quán)秀林 申請人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社