驾驶辅助系统和方法与流程

本发明大体涉及车辆的辅助技术领域。更具体地，本发明涉及用于车辆的驾驶辅助系统和方法。

背景技术：

现有的自动驾驶技术主要关注本车辆前方的相关交通目标，并且能够辅助处理复杂的交通情景。车辆在行驶过程中会经常遇到暴露的深坑(例如，井道)等路况。为防止陷入暴露深坑，车辆需要绕过暴露深坑行驶。在驾驶员手动驾驶车辆通过具有暴露深坑的道路时，需要提前观察暴露深坑，并且在适当的时间点转向，以使车辆绕过暴露深坑行驶。这无疑增加了驾驶员的操作难度。

为此，需要一种能够自动检测道路上的暴露深坑的驾驶辅助系统和方法。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供能够自动检测道路上的暴露深坑的驾驶辅助系统和方法。本发明的另一目的是提供能够辅助车辆自动通过具有暴露深坑的道路的驾驶辅助系统和方法。

本发明的一方面提供了一种驾驶辅助系统，其包括：第一检测装置，其被构造成检测车辆的行驶方向的道路的灰度图像；第二检测装置，其被构造成向车辆的行驶方向的道路发射信号并且检测从道路反射的反射信号；和判定装置，其被构造成基于灰度图像和反射信号中的一者，来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的危险区域；基于灰度图像和反射信号中的另一者，来判定基于灰度图像和反射信号的一者所判定的危险区域是否为暴露深坑，并且响应于判定基于灰度图像和反射信号的一者所判定的危险区域为暴露深坑，来判定道路具有暴露深坑。

根据本发明的实施例，判定装置被构造成：基于灰度图像和反射信号中的另一者来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的危险区域；响应于基于灰度图像和反射信号两者均判定道路具有危险区域，来判定基于灰度图像和反射信号所判定的危险区域是否重合；并且根据基于灰度图像和反射信号所判定的危险区域是否重合，来判定基于灰度图像和反射信号的一者所判定的危险区域是否为暴露深坑。

根据本发明的实施例，判定装置被构造成：基于灰度图像和反射信号中的另一者，来判定基于灰度图像和反射信号中的一者所判定的危险区域是否疑似为暴露深坑；并且根据基于灰度图像和反射信号中的一者所判定的危险区域是否疑似为暴露深坑，来判定基于灰度图像和反射信号的一者所判定的危险区域是否为暴露深坑。

根据本发明的实施例，基于灰度图像所判定的危险区域在灰度图像中呈现为各个像素的灰阶相同的闭合区域。

根据本发明的实施例，基于反射信号所判定的危险区域上反射的反射信号的强度小于阈值。

根据本发明的实施例，判定装置还被构造成：响应于判定道路具有暴露深坑，来判定暴露深坑是否位于车辆的车轮的预期行驶轨迹上。

根据本发明的实施例，驾驶辅助系统还包括：学习装置，其被构造成记录车辆的驾驶员在手动驾驶车辆通过先前的具有暴露深坑的道路时的驾驶行为。

根据本发明的实施例，驾驶辅助系统还包括：输出装置，其被构造成响应于判定暴露深坑位于预期行驶轨迹上，来根据驾驶行为控制车辆通过具有暴露深坑的道路。

本发明的另一方面提供一种车辆，其包括根据本发明的驾驶辅助系统。

本发明的另一方面提供一种用于车辆的驾驶辅助方法，包括以下步骤：a)检测车辆的行驶方向的道路的灰度图像；b)向车辆的行驶方向的道路发射信号并且检测从道路反射的反射信号；c)基于灰度图像和反射信号中的一者，来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的危险区域；d)基于灰度图像和反射信号中的另一者，来判定基于灰度图像和反射信号的一者所判定的危险区域是否为暴露深坑；和e)响应于判定基于灰度图像和反射信号的一者所判定的危险区域为暴露深坑，来判定道路具有暴露深坑。

根据本发明的实施例，步骤d)包括以下步骤：基于灰度图像和反射信号中的另一者来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的危险区域；响应于基于灰度图像和反射信号两者均判定道路具有危险区域，来判定基于灰度图像和反射信号所判定的危险区域是否重合；并且根据基于灰度图像和反射信号所判定的危险区域是否重合，来判定基于灰度图像和反射信号的一者所判定的危险区域是否为暴露深坑。

根据本发明的实施例，步骤d)包括以下步骤：基于灰度图像和反射信号中的另一者，来判定基于灰度图像和反射信号中的一者所判定的危险区域是否疑似为暴露深坑；并且根据基于灰度图像和反射信号中的一者所判定的危险区域是否疑似为暴露深坑，来判定基于灰度图像和反射信号的一者所判定的危险区域是否为暴露深坑。

根据本发明的实施例，基于灰度图像所判定的危险区域在灰度图像中呈现为各个像素的灰阶相同的闭合区域。

根据本发明的实施例，基于反射信号所判定的危险区域上反射的反射信号的强度小于阈值。

根据本发明的实施例，驾驶辅助方法还包括以下步骤：响应于判定道路具有暴露深坑，来判定暴露深坑是否位于车辆的车轮的预期行驶轨迹上。

根据本发明的实施例，驾驶辅助方法还包括以下步骤：记录车辆的驾驶员在手动驾驶车辆通过先前的具有暴露深坑的道路时的驾驶行为。

根据本发明的实施例，驾驶辅助方法还包括以下步骤：响应于判定暴露深坑位于预期行驶轨迹上，来根据驾驶行为控制车辆通过具有暴露深坑的道路。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的车辆的示意图。

图2是根据本发明的驾驶辅助系统的应用示例。

图3是根据本发明的实施例的驾驶辅助系统的应用示例的示意图。

图4是根据本发明的实施例的驾驶辅助系统的应用示例的示意图。

图5a是根据本发明的实施例的驾驶辅助系统的应用示例的示意图。

图5b是根据本发明的实施例的驾驶辅助系统的应用示例的示意图。

图6是根据本发明的实施例的驾驶辅助方法的流程图。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。现参考示例性的实施方式详细描述本发明，一些实施例图示在附图中。以下描述参考附图进行，除非另有表示，否则在不同附图中的相同附图标记代表相同或类似的元件。以下示例性实施方式中描述的方案不代表本发明的所有方案。相反，这些方案仅是所附权利要求中涉及的本发明的各个方面的系统和方法的示例。

根据本发明的实施例的驾驶辅助系统可以安装在车辆上或应用于车辆。车辆可以是以内燃机为驱动源的内燃机汽车、以电动机为驱动源的电动汽车或燃料电池汽车、以上述两者为驱动源的混合动力汽车、或具有其他驱动源的汽车。

图1是根据本发明的实施例的车辆的示意图。如图1所示，车辆10包括驾驶辅助系统100和操作执行系统200。驾驶辅助系统100可以与操作执行系统200彼此连接和通信。为了简明起见，车辆中公知的动力和操纵装置、传动系统等部件未在图1中示出。

如图1所示，驾驶辅助系统100可以包括第一检测装置110、第二检测装置120和判定装置130。

第一检测装置110可以检测车辆的行驶方向的道路的灰度图像。在一个示例中，第一检测装置110可以包括一个或多个用于采集彩色图像的摄像单元(例如彩色相机)和图像处理单元。图像处理单元可以用于将彩色图像处理成灰度图像。或者，在一个示例中，第一检测装置110可以包括一个或多个用于采集灰度图像的摄像单元，例如，黑白相机。

第二检测装置120可以向车辆的行驶方向的道路发射信号并且检测从道路反射的反射信号。根据本发明的实施例，第二检测装置120可以包括一个或多个雷达单元。雷达单元可以为普通雷达和/或光学雷达单元。普通雷达可以向道路发射电磁波并接收其回波。光学雷达单元可以向道路照射光束(例如激光)并且接收反射的光束。

当第二检测装置120向道路发射频率为f1的信号时，深度小于h的凹坑能够反射回足够的反射信号，而深度大于h的凹坑或不会较大地影响车辆行驶的起伏路等会反射回强度较弱的反射信号。因此，第二检测装置120可以通过改变发射信号的频率，来检测不同深度的凹坑。

图2是根据本发明的驾驶辅助系统100的应用示例。如图2所示，如图2所示，车辆10的第一检测装置110可以包括雷达单元112、雷达单元114和摄像单元116。雷达单元112可以沿竖直方向(即z轴方向)扫描车辆10的前方区域，雷达单元114可以沿水平方向(即x轴方向和y轴方向)扫描车辆10的前方区域，摄像单元116可以拍摄车辆10的前方区域的图像。在一些实施例中，雷达单元112可以安装在车辆10的车头，例如车头的中心位置。在一些实施例中，雷达单元114可以安装在车辆10的角部，例如车头的两个角部和车尾的两个角部处。在一些实施例中，摄像单元116可以安装在车辆10的前侧，例如前挡风玻璃的中心位置。

上文描述雷达单元112、雷达单元114和摄像单元116的安装位置。但是，本发明不限于上述安装位置。本领域技术人员能够理解，本发明的雷达单元和/或摄像单元还可以安装在车辆的其他位置。

判定装置130可以与第一检测装置110和第二检测装置120有线或无线通信。判定装置130可以从第一检测装置110和第二检测装置120接收检测数据，例如，灰度图像和反射信号。

判定装置130可以基于灰度图像和反射信号中的一者来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的危险区域，基于灰度图像和反射信号中的另一者来判定该危险区域是否为暴露深坑，并且响应于判定该危险区域为暴露深坑来判定道路上具有暴露深坑。

在本文中，暴露深坑是指道路上的未覆盖有覆盖物的深坑。车辆10的车轮一旦陷入该深坑中，便无法行驶通过该深坑。当车辆10的车轮行驶通过该深坑时，该深坑使车辆10颠簸并且严重影响乘员的乘坐舒适度。在示例性实施例中，暴露深坑可以包括但不限于井道。暴露深坑的形状可以为圆形、矩形或不规则形状。

下面，描述判定装置130的用于判定道路上是否具有暴露深坑的示例性判定方式。

<第一实施例>

判定装置130可以基于灰度图像来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的第一危险区域。根据本发明的实施例，第一危险区域在灰度图像中呈现为各个像素的灰阶相同的闭合区域。因此，如果灰度图像中具有各个像素的灰阶相同的闭合区域，则判定装置130判定道路上具有疑似为暴露深坑的第一危险区域。该闭合区域所表示的道路区域(即第一危险区域)可能为覆盖或未覆盖有覆盖物的深坑等，因此该道路区域疑似为暴露深坑。判定装置130需要综合其他条件来判定道路实际是否具有暴露深坑。

在本文中，“相同”并非指相比较的各个元素在严格意义上完全相同并且具有“大致相同”的含义，各个元素之间可以具有一定的差异。在一个示例中，可以通过判定各个像素的灰阶之间的差值是否小于预定差值，来判定各个像素是否具有相同的灰阶。然而，应当理解，也可以通过本领域公知的其他方法来判定各个像素是否具有相同的灰阶。

在某些实施例中，当需要判定圆形的井道时，闭合区域的形状可以为椭圆形或近似圆形。然而，应当理解，闭合区域并非仅用于判定圆形的暴露深坑并且闭合区域的形状并不限于此。

图3是根据本发明的实施例的驾驶辅助系统的应用示例的示意图。如图3所示，车辆10的第一检测装置110可以检测灰度图像。该灰度图像中具有各个像素的灰阶相同的圆形闭合区域118。车辆10的判定装置130可以基于该灰度图像判定道路具有疑似为暴露深坑的第一危险区域(即圆形闭合区域所表示的道路区域)。

进一步地，判定装置130可以基于反射信号来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的第二危险区域。根据本发明的实施例，第二危险区域反射的反射信号的强度小于阈值。因此，如果道路上具有反射信号的强度小于阈值的特定区域，则判定道路具有疑似为暴露深坑的第二危险区域。该特定区域(即第二危险区域)可能为暴露深坑或起伏路等，因此判定装置130需要结合其他条件来判定道路实际是否具有暴露深坑。

图4是根据本发明的实施例的驾驶辅助系统的应用示例的示意图。如图4所示，车辆10的第二检测装置120可以检测反射信号。道路上具有一圆形特定区域122，该特定区域反射的反射信号的强度小于阈值。车辆10的判定装置130可以基于反射信号判定道路具有疑似为暴露深坑的第二危险区域(即特定区域)。

进一步地，判定装置130可以响应于判定道路具有第一危险区域和第二危险区域，来判定第一危险区域和第二危险区域是否重合。在本文中，“重合”并非指相比较的各个要素在严格意义上完全重合并且是指大致重合的含义。

进一步地，判定装置130可以根据第一危险区域和第二危险区域是否重合，来判定第一危险区域是否为暴露深坑。如果第一危险区域和第二危险区域重合，则判定装置130判定第一危险区域或第二危险区域为暴露深坑。

进一步地，判定装置130可以响应于判定第一危险区域为暴露深坑，来判定道路具有暴露深坑。

<第二实施例>

第二实施例的判定装置130和第一实施例的判定装置130大致相同，区别主要在于：在第二实施例中，判定装置130被构造成首先基于反射信号判定道路上是否具有疑似为暴露深坑的危险区域，然后基于灰度图像来判定道路上是否具有疑似为暴露深坑的危险区域，其次判定这两个危险区域是否重合，最后根据两个危险区域是否重合来判定危险区域是否为暴露深坑。在上述第一实施例中，已经对基于反射信号和灰度图像判定道路是否具有危险区域进行了详细地描述，故在此不再赘述。

在第一实施例和第二实施例中，判定装置130不仅可以判定道路具有暴露深坑，还可以判定道路上的其他路况。如果基于灰度图像判定道路上具有疑似暴露深坑的危险区域，而基于反射信号判定道路上不具有疑似暴露深坑的危险区域，则判定装置130可以判定道路具有覆盖有覆盖物的深坑。如果基于灰度图像判定道路上不具有疑似为暴露深坑的危险区域，而基于反射信号判定道路上具有疑似暴露深坑的危险区域，则判定装置130可以判定道路不具有暴露深坑并且道路上可能具有起伏路等。如果基于灰度图像和反射信号均判定道路上具有疑似暴露深坑的危险区域并且这两个危险区域并不重合，则判定装置130可以判定道路上不具有暴露深坑并且道路上可能具有起伏路等。

<第三实施例>

判定装置130可以基于灰度图像来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的危险区域。在第一实施例中，已经对基于灰度图像来判定道路是否具有危险区域的判定方法进行了详细地说明，故在此不再赘述。

进一步地，判定装置130可以基于反射信号来判定该危险区域是否疑似为暴露深坑。如果该危险区域所反射的反射信号的强度小于阈值，则判定装置130判定该危险区域疑似为暴露深坑。

进一步地，判定装置130可以根据该危险区域是否疑似为暴露深坑，来判定该危险区域是否为暴露深坑。如果基于反射信号也判定该危险区域为暴露深坑，则判定装置130判定该危险区域为暴露深坑。

进一步地，判定装置130可以响应于判定危险区域为暴露深坑，来判定道路上具有暴露深坑。

<第四实施例>

判定装置130可以基于反射信号来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的危险区域。在第一实施例中，已经对基于反射信号来判定道路是否具有危险区域的判定方法进行了详细地说明，故在此不再赘述。

进一步地，判定装置130可以基于灰度图像来判定该危险区域是否疑似为暴露深坑。如果该危险区域为各个像素的灰阶相同的闭合区域，则判定装置130判定该危险区域疑似为暴露深坑。

进一步地，判定装置130可以根据该危险区域是否疑似为暴露深坑，来判定该危险区域是否为暴露深坑。如果基于灰度图像也判定该危险区域疑似为暴露深坑，则判定装置130该危险区域为暴露深坑。

进一步地，判定装置130可以响应于判定危险区域为暴露深坑，来判定道路具有暴露深坑。

根据本发明的实施例，驾驶辅助系统还包括输出装置140。输出装置140可以与第一检测装置110、第二检测装置120和/或判定装置130有线或无线通信。输出装置140还可以与操作执行系统有线或无线通信。操作执行系统200构造成控制车辆10的各个部件的操作，例如，车辆10的动力系统、转向系统、变速系统、制动系统、安全系统等。

根据本发明的实施例，输出装置140可以响应于判定道路具有暴露深坑，来向车辆10的乘员输出视觉、听觉、触觉警报中的至少一项。驾驶员在输出装置140的提醒下及时注意到道路上的暴露深坑，并且根据暴露深坑的位置和大小来控制车辆10制动、转向或者继续沿当前方向并以当前速度行驶。

根据本发明的实施例，判定装置130还可以响应于判定道路具有暴露深坑，来判定暴露深坑是否位于车辆10的车轮的预期行驶轨迹上。

图5a和图5b是根据本发明的实施例的驾驶辅助系统的应用示例。如图5a所示，一暴露深坑300位于车辆10的正前方并且，暴露深坑的宽度小于车辆10的前轮轴距和后轮轴距两者。因此，在该示例中，判定装置130判定暴露深坑未位于车轮的预期行驶轨迹上。如图5b所示，一暴露深坑400位于车辆10的正前方，并且暴露深坑的宽度大于车辆10的前轮轴距和后轮轴距。因此，在该示例中，判定装置130判定暴露深坑位于车轮的预期行驶轨迹上。

根据本发明的实施例，驾驶辅助系统还包括学习装置150。学习装置150可以与第一检测装置110、第二检测装置120、判定装置130和/或输出装置140有线或无线通信。

学习装置150可以记录驾驶员在手动驾驶车辆10通过先前的具有暴露深坑的道路时的驾驶行为。在示例性实施例中，驾驶行为可以包括但不限于：车辆通过暴露深坑时的通过速度、开始减速时车辆到暴露深坑的距离、车辆的减速曲线(即，在减速过程中车辆的实时加速度和到暴露深坑的实时距离之间的变化曲线)和车辆的行驶轨迹。在示例性实施例中，当驾驶员每次手动驾驶车辆通过具有暴露深坑的道路时，学习装置150可以记录驾驶行为。

当车辆自主驾驶时，输出装置140可以响应于判定暴露深坑位于车轮的预期行驶轨迹上，来指示操作执行系统200根据驾驶行为控制车辆行驶通过具有暴露深坑的道路。因此，能够模拟车辆驾驶员的驾驶习惯，以为车辆的使用者提供个性化的驾驶体验。

下面将参考附图描述根据本发明的实施例的驾驶辅助方法。图6示出根据本发明的一个实施例的驾驶辅助方法的流程图。

如图6所示，在步骤s610中，检测车辆的行驶方向的道路的灰度图像。在该步骤中，可以直接检测道路的灰度图像。或者，可以首先检测道路的彩色图像，然后将道路的彩色图像处理成灰度图像。接着，处理前进至步骤s620。

在步骤s620中，向车辆的行驶方向的道路发射信号并且检测从道路反射的反射信号。接着，处理前进至步骤s630。

在步骤s630中，基于灰度图像来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的第一危险区域。根据本发明的实施例，第一危险区域在灰度图像中呈现为各个像素的灰阶相同的闭合区域。如果灰度图像中具有各个像素的灰阶相同的闭合区域，则判定道路具有第一危险区域。

如果判定道路具有疑似为暴露深坑的第一危险区域，则处理前进至步骤s640。如果判定道路不具有疑似为暴露深坑的第一危险区域，则判定道路不具有暴露深坑。处理可以返回至步骤s610以继续对道路进行检测。替代地，如果想要判定道路的其他路况，处理也可以继续进行至步骤s640。在上文中，详细地描述了其他路况的判定方式，故在此不再赘述。

在步骤s640中，基于反射信号来判定该第一危险区域是否为暴露深坑。步骤s640包括步骤s641至s643。在步骤s641中，基于反射信号来判定道路是否具有疑似为暴露深坑的第二危险区域。根据本发明的实施例，第二危险区域反射的反射信号的强度小于阈值。因此，如果道路上具有反射信号的强度小于阈值的特定区域，则判定道路具有第二危险区域。在步骤s642中，判定第一危险区域和第二危险区域是否重合。在步骤s643中，根据第一危险区域和第二危险区域是否重合，来判定第一危险区域是否为暴露深坑。

在步骤s640中，如果基于反射信号判定第一危险区域为暴露深坑，则处理前进至步骤s650。在步骤s650中，响应于判定该第一危险区域为暴露深坑，来判定道路具有暴露深坑。

附加地，根据本发明的实施例，驾驶辅助方法还包括步骤s660、s670和s680。在步骤s660中，判定暴露深坑是否位于车辆的车轮的预期行驶轨迹上。在步骤s670中，记录车辆的驾驶员在手动驾驶车辆通过先前的具有暴露深坑的道路时的驾驶行为。在步骤s680中，响应于判定暴露深坑位于预期行驶轨迹上，来根据驾驶行为控制车辆通过具有暴露深坑的道路。步骤s660可以在步骤s650之后执行，并且步骤s680可以在步骤s650、s660和s670之后执行。步骤s670的执行顺序并没有特别的限制。

替代地，检测灰度图像的步骤s610可以在检测反射信号的步骤s620之后执行。

替代地，步骤s640可以包括步骤s644和s645。在步骤s644中，基于反射信号来判定第一危险区域是否疑似为暴露深坑。在步骤s645中，根据第一危险区域是否疑似为暴露深坑，来判定第一危险区域是否为暴露深坑。

替代地，在步骤s630和s640中，也可以首先基于反射信号判定道路是否具有疑似为暴露深坑的第一危险区域，然后再基于灰度图像判定该第一危险区域是否为暴露深坑。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。