转向轮控制方法及实现该方法的系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种转向轮控制方法及实现该方法的系统装置，尤其涉及利用全景式监控影像系统的合成影像与基于距离感测传感器的停车辅助系统的转向轮控制方法及实现该方法的系统。旨在达成上述目的的本发明一个实施例的转向轮控制方法，其特征在于包括：从安装于车辆的多个摄像头输入的影像所合成的第一影像中检测停车线及与所述停车线交叉的至少两个交叉点的步骤；从所述第一影像及与其连续的第二影像中检测车辆的旋转量及移动量的步骤；根据检测到的所述旋转量及移动量补偿所述车辆的旋转角度误差及移动误差的步骤；根据补偿的所述旋转角度误差及移动误差构建障碍物地图的步骤；以及根据构建的所述障碍物地图控制转向轮的步骤。
【专利说明】转向轮控制方法及实现该方法的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种转向轮控制方法及实现该方法的系统装置，尤其涉及利用全景式监控影像系统(Around View Monitor ;简称AVM)的合成影像与基于距离感测传感器的停车辅助系统的转向轮控制方法及实现该方法的系统。
【背景技术】
[0002]对于初学人员或高龄驾驶员来讲停车极具难度，尤其在非常狭小的空间停车，因此对停车辅助系统的需求呈现上升趋势。随着这种市场需求的扩大，加之现在搭载有电动助力转向系统(Motor-Driven Power Steering ；MDPS)车辆增多，因此基于超声波的停车辅助系统应用日益普及，其费用小，同时能够减轻驾驶员行车负担、提供便利。
[0003]现有的这种超声波传感器在识别停车位空间时需要利用停车位空间旁的周边车辆或障碍物，否则识别到的有效停车位空间的准确度可能会下降。
[0004]此外，现有的这种停车辅助系统中最基本逻辑大多采用的是车辆位置推测器利用车后轮传感器数据的差分测距法(Differential Odometry),这种差分测距法由于车辆数据及路面状态等存在不确定性，因此识别到的有效停车位空间的准确度可能会下降。
[0005]造成所述测距法的姿势推测误差的误差产生原因为系统误差(Systematicerror)，这相当于车辆内具有误差产生原因，相当于决定性原因。产生系统误差的原因有两个轮直径不一致、轮未对准(Misalignment)及动态模型误差(Kinematicmodeling error)
坐寸ο
[0006]另外，欧洲专利EP2377728公开了一种利用障碍物感测装置及基于影像的停车位划线检测装置，并根据所述障碍物感测装置生成的障碍物地图，从所述基于影像的装置提供的影像中选定关注区域，并检测停车位划线的装置。这种现有技术详细记载了当基于影像中检测停车位划线失败时根据障碍物地图确定有效停车位的方法，但这种方式因车辆数据及路面状态不确定性而加大车辆位置推测误差时有效停车位准确度及识别率可能会下降。
[0007]当因车辆数据及路面状态不确定性而加大车辆位置推测误差时，停车过程中可能会加大停车整齐度误差，而现有技术无法对此提供相应解决方案。
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]为解决上述的问题，本发明的目的为通过补偿车辆移动误差，准确构建用于识别有效停车位的障碍物地图，以提高停车辅助系统的性能。
[0010]技术方案
[0011]旨在达成所述目的的本发明一个实施例的转向轮控制方法，其特征在于包括:从安装于车辆的多个摄像头输入的影像所合成的第一影像中检测停车线及与所述停车线交叉的至少两个交叉点的步骤；从所述第一影像及与其连续的第二影像中检测车辆的旋转量及移动量的步骤；根据检测到的所述旋转量及移动量补偿所述车辆的旋转角度误差及移动误差的步骤；根据补偿的所述旋转角度误差及移动误差构建障碍物地图的步骤；以及根据构建的所述障碍物地图控制转向轮的步骤。
[0012]旨在达成所述目的的本发明一个实施例的转向轮控制装置，其特征在于包括:全景式监控影像系统(Around View Monitor ;简称AVM),其具有安装于车辆的多个摄像头,合成从该摄像头输入的影像并显示；障碍物地图构建系统，其从所述多个摄像头输入的影像所合成的第一影像中检测停车线及与所述停车线交叉的至少两个交叉点，从所述第一影像及与其连续的第二影像中检测车辆的旋转量及移动量，并根据检测到的所述旋转量及移动量补偿所述车辆的旋转角度误差及移动误差，根据补偿的所述旋转角度误差及移动误差构建障碍物地图；以及转向轮系统，其根据构建的所述障碍物地图控制转向轮。
[0013]技术效果
[0014]由本发明的多种实施例可知,通过AVM合成影像检测停车线及停车线交叉点，从而具有减少车辆位置推测误差的效果。
[0015]并且通过补偿移动误差来准确构建用于识别有效停车位的障碍物地图，以提高停车辅助系统的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为显示本发明一个优选实施例中构建用于识别停车位的障碍物地图的过程的流程图；
[0017]图2为显示本发明一个优选实施例中根据图1构建的障碍物地图停车的过程的流程图；
[0018]图3为显示本发明一个优选实施例中为检测图1所示停车线而提取具有停车线亮度图案特性的候补点的过程的框图；
[0019]图4为显示本发明一个优选实施例中为检测图1所示停车线而利用直线拟合算法(line fitting algorism)的过程的框图；
[0020]图5为显示本发明一个优选实施例中用于检测图1所示停车线交叉点的检测方法的框图；
[0021]图6为显示本发明一个优选实施例的停车线交叉点检测方法的测试结果的框图；
[0022]图7为显示本发明一个优选实施例的本车辆旋转误差补偿方法的框图；
[0023]图8a至图8d为显示本发明一个优选实施例的本车辆移动误差补偿方法的框图及流程图。
【具体实施方式】
[0024]参照附图及与其一同详细说明的后述的实施例，本发明的优点及特征，以及达成其的方法将会明确。但是，本发明并非限定于以下公开的实施例，而是以互不相同的多种形态体现，本实施例仅仅使本发明的公开更加完整，是为了使本发明所属【技术领域】的普通技术人员能够容易理解发明的范畴而提供的，本发明由权利要求书的范畴所定义。另外，本说明书中使用的术语用于说明实施例，并非要限定本发明。在本说明书中，只要在句子中未特别言及，单数型也包括复数型。说明书中使用的“包括(comprises)”及/或“包含的(comprising) ”，是指言及的构成要素、步骤、动作及/或元件不排除存在或追加一个以上的其他构成要素、步骤、动作及/或元件。
[0025]本发明是一种当利用全景式监控影像系统(Around View Monitoring ;简称AVM)与停车辅助系统停车时，从AVM系统对多个摄像头提供的影像予以合成得到的影像中检测停车线及停车线交叉点，然后连续检测影像间的停车线旋转量与停车线交叉点的移动量，以补偿车辆移动误差，从准确构建用于识别有效停车位的障碍物地图，以提高停车辅助系统性能的方法。
[0026]图1为显示本发明一个优选实施例中构建用于识别停车位的障碍物地图的过程的流程图。
[0027]如图1所示，在步骤S10、S12中障碍物地图构建系统从安装于车辆的多个摄像头提供的影像所合成的第一影像中检测停车线及与所述停车线交叉的至少两个交叉点。
[0028]在步骤Sll、S14中所述障碍物地图构建系统从所述第一影像及与其连续的第二影像中检测车辆的旋转量及移动量。根据检测到的所述旋转量及移动量补偿所述车辆的旋转角度误差及移动误差。
[0029]或者可以在步骤SlO中从所述第一影像及所述第二影像中检测停车线，并检测该停车线之间的旋转角度，即旋转量。在步骤Sll中可通过检测到的该旋转量补偿所述车辆的旋转误差。然后在步骤S12中分别从所述第一影像与所述第二影像中检测至少两个交叉点，通过步骤S13中整合检测到的交叉点，以检测各影像中交叉点的移动量，在步骤S14中可以根据检测到的该移动量能够补偿所述车辆的移动误差。
[0030]所述障碍物地图构建系统根据补偿的所述旋转角度误差及移动误差生成车辆的移动信息，并根据该移动信息构建障碍物地图。
[0031]转向轮控制装置根据构建的所述障碍物地图控制转向轮。
[0032]所述障碍物地图构建系统分别从所述第一影像与所述第二影像中检测停车线，并根据该停车线之间的角度差检测所述车辆的旋转量。检测所述旋转量的过程将在以下结合图7进行详细说明。
[0033]所述障碍物地图构建系统通过旋转变换与从所述第一影像中检测到的停车线交叉的至少两个第一交叉点及与从所述第二影像中检测到的停车线交叉的至少两个第二交叉点中的某一个交叉点，以去除旋转因素，然后检测所述第一交叉点及所述第二交叉点的移动量。检测所述移动量的过程将在以下结合图8a至图8d进行详细说明。
[0034]图2为显示本发明一个优选实施例中根据图1构建的障碍物地图停车的过程的流程图。
[0035]如图2所述，AVM系统或停车辅助系统启动后为了识别停车位而开始搜索。例如从多个摄像头接收多个影像，障碍物地图构建系统利用从该影像的合成影像中检测到的停车线及停车线交叉点更新障碍物地图。根据更新后的该地图识别有效停车位，从而控制转向轮使得车辆能够停放在识别到的该有效停车位。
[0036]图3的(a)至(C)为显示本发明一个优选实施例中为检测图1所示停车线而提取具有停车线亮度图案特性的候补点的过程的框图。
[0037]如图3所示，为了查找(C)所示目标影像特征点(在此指用于检测查找停车线所需的暗线与暗线之间具有预定亮度的预定区域)而如影像(a)及(b)所示，选定准备搜索的水平区间。从轮廓线影像(a)中向水平方向搜索，将检测到的梯度(gradient)相对高的位置定义为特定点。在各关注区域中组合生成具有停车线亮度图案特性的两个候补点，以提取候补点。所述停车线亮度图案特性指暗线与暗线之间具有预定大小的明亮区域的情况。
[0038]图4的(a)至(C)为显示本发明一个优选实施例中为检测图1所示停车线而利用直线拟合算法的过程的框图。
[0039]参照图4，如(a)、(b)所示，从轮廓线影像中以具有停车线亮度图案的候补点(左侧/右侧)为基准向360度方向搜索，以提取线性因素。(c)中所示粗线等经过多数候补点的线性因素最终被识别为停车线引导线。
[0040]图5的(a)至(C)为显示本发明一个优选实施例中用于检测图1所示停车线交叉点的检测方法的框图。
[0041]如图5所示，利用哈里斯停车线交叉点检测算法等提取交叉点特征点。在(a)中，所述哈里斯停车线交叉点检测算法具有基本上在影像内上下左右移动的窗口(window)，采用通过分析该窗口内的像数值变化，以查找停车线交叉点的方式。若影像内个体没有亮度值变化，则即使向上下左右方向移动窗口也不会产生像素值变化量。但是，在左右移动的过程中遇到上下方向的影像边界线时向左右方向移动的窗口内像素值理所当然会明显变化，但是向上下方向移动的窗口不会有像素值变化。那么，当假设该窗口在向左右方向移动的同时还向上下方向移动，则在向上下方向移动的时间段内必然会经过像素值变化大的点。即，该点成为最终的停车线交叉点。所述停车线交叉点的优点是当影像旋转的情况下仍能够找到相同位置。
[0042]如图5的(b)所示，检测停车线交叉点(如图5(c)所示存在L字形连接点与T字形连接点的A类型及B类型)具有亮度图案特性的交叉点，以最终选定经过停车线(圆形实线)的停车线交叉点。
[0043]例如，A类型包括具有黑(左)_白(右)顺序的亮度图案特性的角部。B类型包括具有白(左)_黑(右)顺序的亮度图案特性的角部。L字形交叉点包括所述A类型与B类型。T字形交叉点包括两个以上所述B类型。
[0044]图6的(a)至(C)为显示本发明一个优选实施例的停车线交叉点检测方法的测试结果的框图。如图6的(a)至(C)所示，通过补偿车辆移动误差，能够提高停车辅助系统的性能。
[0045]图7的(a)至(C)为显示本发明一个优选实施例的本车辆旋转误差补偿方法的框图。
[0046]如图7的(a)至(C)所示，可通过计算从之前AVM影像检测并存储的停车位地图上的停车线与从当前AVM影像中检测到的停车线的角度差，以推测本车旋转角度。可通过比较推测到的该本车旋转角度与通过差分测距法推测到的旋转角度，以补偿车辆的旋转角度误差。
[0047]图8a的(a)和(b)、图8b、图8c的(a)和(b)及图8d为显示本发明一个优选实施例的本车辆移动误差补偿方法的框图及流程图。
[0048]如图8a的(a)和(b)及图Sb所示，通过计算从之前AVM影像中检测并存储的停车位地图上的停车交线叉点与从当前AVM影像中检测到的停车线交叉点的移动量，以推测本车移动量。
[0049]参照图8b及图8c的(a)和(b)，在步骤S21中为了推测所述移动量而首先检测出如图5所示停车位角部类型(存在如图5的(c)所示的用于L字形连接地点与T字形连接地点的A类型与B类型)的具有亮度图案特性的停车线交叉点，从而最终选定经过停车线(圆形实线)的至少两个停车线交叉点。
[0050]通过整合最终选定的至少两个该停车线交叉点来推测本车移动量。
[0051]具体来讲，在所述图8d的步骤S30中利用推测的本车旋转角度来旋转变换一侧影像(a)的交叉点，以去除连续的两个影像间的旋转因素。在步骤S31中计算影像坐标系中所述交叉点间的移动量。在步骤S32中将计算的所述移动量转换为实际坐标系，以计算本车移动量。
[0052]可通过比较推测的本车的所述移动量与通过差分测距法推测的移动量，以补正车辆移动量(位置)的误差。
[0053]以上说明的本发明实施例不仅是通过装置及方法实现，还可以通过用于实现本发明实施例构成要素的功能的程序或记录有该程序的记录介质实现，本发明所属【技术领域】的普通技术人员可通过上述说明的实施例轻松实现。
[0054]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种转向轮控制方法，其特征在于，包括: 从安装于车辆的多个摄像头输入的影像所合成的第一影像中检测停车线及与所述停车线交叉的至少两个交叉点的步骤； 从所述第一影像及与其连续的第二影像中检测车辆的旋转量及移动量的步骤； 根据检测到的所述旋转量及移动量补偿所述车辆的旋转角度误差及移动误差的步骤； 根据补偿的所述旋转角度误差及移动误差构建障碍物地图的步骤；以及 根据构建的所述障碍物地图控制转向轮的步骤。
2.根据权利要求1所述的转向轮控制方法，其特征在于: 在检测车辆的旋转量及移动量的所述步骤中，分别从所述第一影像与所述第二影像中检测停车线，根据该停车线之间的角度差检测所述车辆的旋转量。
3.根据权利要求2所述的转向轮控制方法，其特征在于: 通过比较检测到的所述旋转量与根据差分测距法推测到的旋转量，以补正所述车辆的角度误差。
4.根据权利要求1所述的转向轮控制方法，其特征在于: 在检测车辆的旋转量及移动量的所述步骤中，通过旋转变换与从所述第一影像中检测到的停车线交叉的至少两个第一交叉点和与从所述第二影像中检测到的停车线交叉的至少两个第二交叉点中的任意一个交叉点，以去除旋转因素，然后检测所述第一交叉点及所述第二交叉点的移动量。
5.根据权利要求4所述的转向轮控制方法，其特征在于: 所述交叉点以L字形或T字形交叉于所述停车线，其具有该L字形或T字形的亮度图案特性。
6.根据权利要求4所述的转向轮控制方法，其特征在于: 通过比较检测到的所述移动量与根据差分测距法推测到的移动量，以补正所述车辆的移动误差。
7.一种转向轮控制装置，其特征在于，包括: 全景式监控影像系统，其具有安装于车辆的多个摄像头，合成从该摄像头输入的影像并显示； 障碍物地图构建系统，其从所述多个摄像头输入的影像所合成的第一影像中检测停车线及与所述停车线交叉的至少两个交叉点，从所述第一影像及与其连续的第二影像中检测车辆的旋转量及移动量，并根据检测到的所述旋转量及移动量补偿所述车辆的旋转角度误差及移动误差，根据补偿的所述旋转角度误差及移动误差构建障碍物地图；以及转向轮系统，其根据构建的所述障碍物地图控制转向轮。
8.根据权利要求7所述的转向轮控制装置，其特征在于: 所述障碍物地图构建系统分别从所述第一影像与所述第二影像中检测停车线，根据该停车线之间的角度差检测所述车辆的旋转量。
9.根据权利要求8所述的转向轮控制装置，其特征在于: 所述障碍物地图构建系统通过比较检测到的所述旋转量与根据差分测距法推测到的旋转量，以补正所述车辆的角度误差。
10.根据权利要求7所述的转向轮控制装置，其特征在于: 所述障碍物地图构建系统通过旋转变换与从所述第一影像中检测到的停车线交叉的至少两个第一交叉点和与从所述第二影像中检测到的停车线交叉的至少两个第二交叉点中的任意一个交叉点，以去除旋转因素，然后检测所述第一交叉点及所述第二交叉点的移动量。
11.根据权利要求10所述的转向轮控制装置，其特征在于: 所述交叉点以L字形或T字形交叉于所述停车线，其具有该L字形或T字形的亮度图案特性。
12.根据权利要求10所述的转向轮控制装置，其特征在于: 通过比较检测到的所述移动量与差分测距法推测到的移动量，以补正所述车辆的移动误差。
13.—种障碍物地图构建方法，其特征在于，包括: 从安装于车辆的多个摄像头输入的影像所合成的第一影像中检测停车线及与所述停车线交叉的至少两个交叉点的步骤； 从所述第一影像及与其连续的第二影像中检测车辆的旋转量及移动量的步骤； 根据检测到的所述旋转量及移动量补偿所述车辆的旋转角度误差及移动误差的步骤；以及 根据补偿的所述旋转角度误差及移动误差构建障碍物地图的步骤。
14.根据权利要求13所述的障碍物地图构建方法，其特征在于: 在检测车辆的旋转量及移动量的所述步骤中，分别从所述第一影像与所述第二影像中检测停车线，并根据该停车线之间的角度差检测所述车辆的旋转量。
15.根据权利要求13所述的障碍物地图构建方法，其特征在于: 在检测车辆的旋转量及移动量的所述步骤中，通过旋转变换与从所述第一影像中检测到的停车线交叉的至少两个第一交叉点和与从所述第二影像中检测到的停车线交叉的至少两个第二交叉点中的任意一个交叉点，以去除旋转因素，然后检测所述第一交叉点及所述第二交叉点的移动量。
【文档编号】B60R11/02GK104417615SQ201410209024
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】李性洙 申请人:现代摩比斯株式会社