一种辅助泊车装置、系统及辅助泊车方法与流程

本公开涉及汽车安全辅助驾驶领域，尤其涉及一种辅助泊车装置、距离标定曲线定位方法、辅助泊车系统及辅助泊车方法。

背景技术：

在辅助泊车技术方面，目前主要的技术手段是倒车雷达和倒车影像。倒车雷达能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员驻车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷。但是倒车雷达存在测量的盲区，同时由于雷达探头发射的声波信号较窄，因此在探测较细的障碍物时存在误判等情况。倒车影像系统的出现弥补了普通倒车雷达倒车影像的不足，采用鱼眼摄像头(超过180度的广角)的倒车影像系统能够很好地解决声波式倒车雷达盲区过多的问题，不过其自身也存在着许多隐患。由于采用超过180度的广角摄像头，会导致景物变形严重，同时显示屏中显示的距离和实际距离往往存在偏差，因此驾驶员不能光靠显示屏中的距离来评判停车距离。同时，利用视觉标定技术实现鱼眼摄像头的测距，存在计算误差较大的问题。

综上所述，目前辅助泊车技术中对于在探测较细的障碍物时存在误判，显示屏中显示的距离和实际距离往往存在偏差，利用视觉标定技术实现鱼眼摄像头的测距，存在计算误差较大的问题，尚缺乏有效的解决方案。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种辅助泊车装置、距离标定曲线定位方法、辅助泊车系统及辅助泊车方法，能够在驾驶员倒车时，避免视觉盲区同时能够给驾驶员提供准确的距离参考信息。

本公开所采用的技术方案是：

一种辅助泊车装置，该装置包括图像采集模块、处理模块和存储模块；

所述图像采集模块，被配置为采集车辆后方鱼眼摄像头输出的鱼眼标定图像；

所述处理模块，被配置为从采集的鱼眼标定图像中，标定出距离标定布所在的图像区域，作为感兴趣区域，确定标识感兴趣区域的位置参数；对感兴趣区域进行二值化处理，利用图像的灰度直方图，在感兴趣区域内计算出自适应图像二值化处理阈值t，根据该阈值t将感兴趣区域中黑色距离标识线区域提取出来，得到二值化特征图像，将二值化特征图像进行骨架提取，得到骨架图像，在骨架图像中，根据骨架特征点纵坐标的数值大小定位出每条距离标定线；

所述存储模块，被配置为存储标识感兴趣区域的位置参数和每条距离标定线上所有像素点的坐标。

一种基于如上所述的辅助泊车装置的距离标定曲线定位方法，该方法包括以下步骤：

采集车辆后方的鱼眼摄像头输出的鱼眼标定图像；

从采集的鱼眼标定图像中，标定出距离标定布所在的图像区域作为感兴趣区域，并存储标识该感兴趣区域的位置参数；

对感兴趣区域图像进行处理，包括去噪、灰度化、膨胀和腐蚀操作；

将处理后的图像进行骨架提取，得到骨架图像；

在骨架图像中，根据骨架特征点纵坐标的数值大小定位每条距离标定特征线，并存储每条距离标定线上所有像素点的坐标。

进一步的，所述对图像进行二值化处理的步骤包括：

利用图像的灰度直方图，采用迭代的方法，在感兴趣区域内计算出自适应图像二值化处理阈值t，将感兴趣区域中灰度值小于t的黑色距离标识线区域提取出来，得到二值化特征图像。

进一步的，所述将处理后的图像进行骨架提取的方法为：

根据市街区距离计算公式计算图像的市街区距离；

将每个像素的市街区距离和其周围像素的市街区距离进行比较；

如果周围像素的市街区距离比当前像素的市街区距离小，则当前像素留下作为物体的骨架，将当前像素点值置为0；否则消去为背景，将当前像素点值置为1。

一种辅助泊车系统，该系统包括如上所述的辅助泊车装置、处理器和显示器；

所述处理器，被配置为采集车辆后方的鱼眼摄像头实时输出的鱼眼图像，根据辅助泊车装置输出的标识图像感兴趣区域位置的相关参数，定位鱼眼图像的感兴趣区域；根据辅助泊车装置输出的距离标定曲线坐标，将鱼眼图像的感兴趣区域划分为若干个距离标识区域，并将像素点离汽车后方距离小于阈值的区域用不同颜色标注出来；

所述显示器，被配置为显示处理器输出的鱼眼图像的感兴趣区域和像素点离汽车后方距离小于阈值的区域。

一种辅助泊车方法，基于如上所述的辅助泊车系统实现，该方法包括以下步骤：

获取车辆后方鱼眼摄像头输出的鱼眼标定图像，根据距离曲线标定布所在区域确定感兴趣区域，定位出距离标定曲线，并存储感兴趣区域位置的相关参数和距离标定曲线坐标；

采集车辆后方鱼眼摄像头实时的鱼眼图像，根据存储的感兴趣区域位置的相关参数，定位鱼眼图像的感兴趣区域，根据存储的距离标定曲线坐标，将鱼眼图像感兴趣区域划分为若干个距离标识区域，并显示，以供用户泊车时参考。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

(1)本公开通过采集鱼眼标定图像，根据距离曲线标定布所在图像区域确定感兴趣区域位置，根据骨架特征点纵坐标的数值大小定位出距离标定曲线，并存储标识感兴趣区域的位置参数和每条距离标定线上所有像素点的坐标，解决了利用视觉标定技术实现鱼眼摄像头的测距，存在计算误差较大的问题，避免视觉盲区，便于在实时鱼眼图像中确定感兴趣区域以及在感兴趣区域内准确标注像素点离汽车后方距离小于阈值的区域；

(2)本公开利用标识感兴趣区域的位置在实时鱼眼图像中准确确定感兴趣区域，根据距离标定曲线坐标，在鱼眼图像感兴趣区域内准确标识出所有的距离标定曲线，并将每条曲线设置成不同的颜色，并将不同颜色曲线到汽车后方的距离值所代表的信息提供给用户，能够给驾驶员提供准确的距离参考信息，避免一些安全事故，提高泊车的安全性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是辅助泊车装置的结构框图；

图2是距离标定曲线定位方法的流程图；

图3是辅助泊车系统的结构框图；

图4是辅助泊车方法的流程图；

图5是车辆和距离标定布的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，目前的辅助泊车技术中存在采用超过180度的广角摄像头，会导致景物变形严重，同时显示屏中显示的距离和实际距离往往存在偏差，因此驾驶员不能光靠显示屏中的距离来评判停车距离。同时，利用视觉标定技术实现鱼眼摄像头的测距，存在计算误差较大的不足，为了解决如上的技术问题，本公开提出了一种辅助泊车装置、距离标定曲线定位方法、辅助泊车系统及辅助泊车方法。

本实施例提供一种辅助泊车装置，如图1所示，该装置包括图像采集模块、处理模块和存储模块。

所述图像采集模块101，被配置为采集车辆后方的鱼眼摄像头输出的鱼眼标定图像。

将鱼眼摄像头固定安装在车辆后方，将车辆停放在平坦地面上，然后按照车辆的停放位置，在车辆后方地面上放置距离曲线标定布，通过鱼眼摄像头获取汽车后方的鱼眼标定图像，调整鱼眼摄像头安装角度，使得距离标定布在标定图像中可见，固定鱼眼摄像头。

本实施例中距离曲线标定布由白色和黑色组成，其中白色区域是背景，黑色直线区域用于标识距离曲线、像素点到汽车后方的距离。距离标定布放置方法如下，首先将车辆停放在平坦地面上，根据车辆的停放位置，定位出车辆停放的矩形区域，然后在车辆后方放置距离标定布，保证距离标定布矩形区域和车辆的停放矩形区域对应边平行。利用距离标定布上绘制的距离标定直线将汽车后方区域划分成若干个标识距离远近的区域。

所述处理模块102，被配置为从采集的鱼眼标定图像中，标定出距离标定布所在的图像区域，作为感兴趣区域，得到标识感兴趣区域的位置参数；对感兴趣区域进行去噪处理，利用图像的灰度直方图，在感兴趣区域内计算出自适应图像二值化处理阈值t，根据该阈值t将感兴趣区域中黑色距离标识线区域提取出来，得到特征提取图像；将特征提取图像进行后处理，去除孔洞、连接边缘断点，去除假边缘点；将二值化后处理图像进行骨架提取，得到骨架图像，在骨架图像中，根据骨架特征点纵坐标的数值大小定位每条距离标定特征线。

所述存储模块103，被配置为存储标识感兴趣区域的位置参数和每条距离标定线上所有像素点的坐标。

本实施例还提供一种辅助泊车装置的距离标定曲线定位方法，该方法是基于上述的辅助泊车装置实现的。如图2所述，该方法包括以下步骤：

步骤s201，采集车辆后方的鱼眼摄像头输出的鱼眼标定图像；所述鱼眼标定图像为包含距离标定布的车辆后方图像；

步骤s202，从采集的鱼眼标定图像中，标定出距离标定布所在的图像区域，作为感兴趣区域，同时存储标识感兴趣区域的位置参数；

步骤s203，对感兴趣区域进行去噪处理，提高图像处理的质量；

步骤s204，利用图像的灰度直方图，在感兴趣区域内计算出自适应图像二值化处理阈值t，根据该阈值t将感兴趣区域中黑色距离标识线区域提取出来，得到二值化特征图像；

步骤s205，将二值化特征图像进行后处理，去除孔洞、连接边缘断点，去除假边缘点；

步骤s206，将二值化后处理图像进行骨架提取，得到骨架图像；

步骤s207，在骨架图像中，根据骨架特征点纵坐标的数值大小定位每条距离标定特征线，并存储每条距离标定线上所有像素点的坐标。

本实施例提出的辅助泊车装置及距离标定曲线定位方法，通过采集鱼眼标定图像，根据距离曲线标定布所在图像区域确定感兴趣区域位置，根据骨架特征点纵坐标的数值大小定位出距离标定曲线，并存储标识感兴趣区域的位置参数和每条距离标定线上所有像素点的坐标，解决了利用视觉标定技术实现鱼眼摄像头的测距，存在计算误差较大的问题，避免视觉盲区，便于在实时鱼眼图像中确定感兴趣区域以及在感兴趣区域内准确标注像素点离汽车后方距离小于阈值的区域。

本实施例还提出一种辅助泊车系统，如图3所示，该系统包括如上述的辅助泊车装置、处理器和显示器。

所述辅助泊车装置301，被配置为采集车辆后方的鱼眼摄像头输出的鱼眼标定图像，根据距离曲线标定布确定感兴趣区域，并存储标识图像感兴趣区域位置的相关参数，对感兴趣区域图像进行处理，包括二值化、后处理和提取骨架，根据骨架特征点纵坐标的数值大小定位每条距离标定特征线，并存储每条距离标定线上所有像素点的坐标。

所述处理器302，被配置为实时采集车辆后方的鱼眼摄像头输出的鱼眼图像，根据辅助泊车装置输出的标识图像感兴趣区域位置的相关参数，定位鱼眼图像的感兴趣区域；根据辅助泊车装置输出的距离标定曲线坐标，将鱼眼图像的感兴趣区域划分为若干个距离标识区域，并将像素点离汽车后方距离小于阈值的区域用不同颜色标注出来。

所述显示器303，被配置为显示处理器输出的鱼眼图像的感兴趣区域和像素点离汽车后方距离小于阈值的区域。

本实施例中，鱼眼标定图像是包含距离曲线标定布的汽车后方图像；鱼眼图像是不包含距离曲线标定布的汽车后方实时图像。

本实施例还提供一种辅助泊车方法，该方法是基于上述的辅助泊车系统实现的，如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤s401，采集鱼眼标定图像，定位距离标定曲线。

将鱼眼摄像头固定安装在汽车后方后，将汽车停放在平坦地面上，然后按照汽车的停放位置，在汽车后方地面上放置距离曲线标定布，根据距离曲线标定布确定感兴趣区域和骨架特征点纵坐标的数值大小，定位出距离标定曲线。所述步骤s401的具体实现方式如下所示：

步骤s4011，获取汽车后方的鱼眼标定图像，调整鱼眼摄像头安装角度，使得距离标定布在标定图像中可见，固定鱼眼摄像头；

步骤s4012，在鱼眼标定图像中，定位距离标定布所在的图像区域，把这个区域作为接下来图像处理的感兴趣区域，同时存储标识这个感兴趣区域的位置参数；

步骤s4013，对感兴趣区域图像进行去噪，提高图像处理的质量；

步骤s4014，利用图像的灰度直方图，在感兴趣区域内计算出自适应图像二值化处理阈值t，根据阈值t将感兴趣区域中黑色距离标识线区域提取出来，得到特征提取图像；

步骤s4015，将二值化图像进行后处理，去除孔洞和连接边缘断点，去除假边缘点；

步骤s4016，将二值化后处理图像进行骨架提取，得到骨架图像；

步骤s4017，在骨架图像中，根据骨架特征点纵坐标的数值大小定位出每条距离标定特征线，并存储每条距离标定线上所有像素点的坐标。

步骤s402，采集实时鱼眼图像，确定鱼眼图像的感兴趣区域，在感兴趣区域内标注距离标定曲线。所述鱼眼图像为不包含距离标定布的车辆后方实时图像。

根据预先存储的标识图像感兴趣区域位置的相关参数，定位实时的鱼眼图像的感兴趣区域，并在显示屏上显示，同时根据预先存储的距离标定曲线，将鱼眼图像感兴趣区域划分为若干个距离标识区域。

本实施例提出的辅助泊车系统及辅助泊车方法，通过采集鱼眼标定图像，根据距离曲线标定布所在图像区域确定感兴趣区域位置，根据骨架特征点纵坐标的数值大小定位出距离标定曲线坐标，利用标识这个感兴趣区域的位置参数在实时鱼眼图像中准确确定感兴趣区域，根据距离标定曲线坐标，在鱼眼图像感兴趣区域内准确显标识出所有的距离标定曲线，并将每条曲线设置成不同的颜色，并将不同颜色曲线到汽车后方的距离值所代表的信息提供给用户，能够给驾驶员提供准确的距离参考信息，避免一些安全事故，提高泊车的安全性。

本实施例还提供一种更具体的实施例，车辆和距离标定布的位置如图5所示，其中a0a1a2a3是汽车停放的矩形区域a，其中b0b1b2b3是距离标定布所在的矩形区域，黑色直线区域是距离标定区域，每条黑色直线具有相同的线宽w0、d0是距离标定布的长度，d1是第一条黑色直线的中心到汽车后方的距离，d3是两两相邻黑色直线中心之间的间距。令d1＝30cm，w0＝6cm、d0＝650cm，d3＝50cm，d2＝200cm。

首先将车辆停放在平坦地面上，根据车辆的停放位置、车辆的边框，定位出车辆停放的矩形区域a，要求矩形区域a的边与车辆的边框重合，然后按照要求在车辆后方放置距离标定布，要求距离标定布矩形区域和车辆停放的矩形区域对应边平行。在车辆后方固定鱼眼摄像头，安装角度为倾斜向下，要求距离标定布在标定图像中可见。以图像的左上点为坐标原点，水平向右作为x轴正方向、垂直向下作为y轴正方向建立图像坐标系。

本实施例的具体实现步骤描述如下：

步骤501，在按照要求将距离标定布放置在车辆后方，且将鱼眼摄像头固定在车辆后方，利用usb图像采集盒获取汽车后方的鱼眼标定图像。

步骤502：在鱼眼标定图像中，定位出距离标定布所在的图像矩形区域b(x1,y1,w1,h1)，其中(x1,y1)是矩形区域b的左上顶点的像素坐标，w1是矩形区域b的宽度，h1是矩形区域b的高度，把区域b作为接下来图像处理的感兴趣区域，同时存储标识这个感兴趣区域位置的参数x1，y1，w1，h1。

步骤503：对感兴趣区域图像b进行中值滤波去除椒盐噪声、均值滤波去除高斯噪声，提高图像处理的质量。

步骤504：将图像进行灰度化处理，图像的灰度直方图明显呈现双峰分布，利用图像的灰度直方图，采用迭代的方法，计算图像的全局阈值t，将灰度值大于t的象素点置为1，将灰度值小于等于t的象素点值置为0，得到二值化特征图像c。

步骤505：对二值化特征图像c进行闭运算，即首先对图像进行膨胀操作，再进行腐蚀操作。膨胀操作使图像的特征区域增长，达到连接边缘断点的效果。腐蚀操作与膨胀操作相反，可以实现边缘线的细化，去除假边缘点。

步骤506：根据公式(1)计算特征提取图像c的市街区距离，然后用每个像素的市街区距离和其周围像素的市街区距离进行比较，如果周围像素的市街区距离比当前像素都要小的话，则当前像素留下作为物体的骨架，将象素点值置为0，否则消去为背景，将象素点值置为1。

da＝i1-i2+j1-j2(1)

其中，(i1，j1)是图像中黑色像素坐标值，(i2,j2)是距离黑色像素最近的背景(白色)象素点的坐标；da是图像的市街区距离。

步骤507：在骨架图像中定位骨架特征点，按照骨架特征点纵坐标的数值大小存储每条距离标定线上所有像素点的坐标，同时存储每条距离标定线的纵坐标的最小值和最大值；

步骤508：实时获取鱼眼图像，然后根据预先存储的距离标定曲线坐标，在实时鱼眼图像中标识出所有的距离标定曲线，并将每条曲线设置成不同的颜色，并将不同颜色曲线到汽车后方的距离值所代表的信息提供给用户。

本实施例以倒车影像系统为研究对象，研究如何能够在驾驶员倒车时，避免视觉盲区同时能够给驾驶员提供准确的距离参考信息，本实施例能够在倒车时辅助驾驶员安全泊车，能够避免一些安全事故，提高泊车的安全性；本实施例结合倒车影像辅助泊车系统开发中的实际需求，解决汽车安全辅助泊车领域中的关键性问题，其研究成果将应用到汽车安全辅助驾驶产品中，力求提高汽车安全辅助泊车系统的质量，产生重要社会经济效益。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。