可行驶空间判断装置及其方法
【专利摘要】本发明涉及可行驶空间判断装置及其方法，所述可行驶空间判断装置，是其组成包括：装载于车辆上检测车辆前方一定距离的区域而生成距离信息的激光距离传感器；利用在所述激光距离传感器生成的距离信息生成平面距离信息的信号处理部；判断所述生成的平面距离信息与之前平面距离信息之间的相关性和相似性而检测缘石的缘石检测部；以及根据被所述缘石检测部检测的缘石路径是否在行驶区域内，判断车辆前方一定距离的区域是否可行驶空间的判断部。
【专利说明】
可行驶空间判断装置及其方法
技术领域
[0001]本发明涉及可行驶空间判断装置及其方法，具体是，检测无人自主驾驶车辆的行驶路经上的缘石和障碍物而判断该路径是否可行驶空间的可行驶空间判断装置及方法。
【背景技术】
[0002]无人自主驾驶车辆一般为了安全行驶而检测位于行驶方向的障碍物，并利用检测的信息决定行驶方向。但无人自主驾驶车辆是在室外行驶，用于执行特定目的，因此避免与地面上形成的障碍物发生碰撞成为了至关重要的因素。
[0003]这种无人自主驾驶车辆在车道上行驶时须避免与凸出得高于车道的人行道发生碰撞而需要检测车辆和人行道之间的边界石即缘石。缘石是道路上的重要标志，只要能准确找到缘石即可实现无人自主驾驶车辆的安全行驶。
[0004]传统的缘石检测方法是主要应用从缘石侧面上获得的传感器信息检测出缘石。就是说，传统技术是利用由于缘石的侧面和地面垂直而在缘石部分距离传感器信息急剧变化的特点检测缘石。
[0005]但，从缘石的侧面获得的传感器信息是其信息量相对少，如果只应用缘石的侧面信息，则对缘石的检测性能容易受到外部因素或传感器噪声的影响而难以识别离车较远的缘石。例如缘石侧面，如果是公共设施则在6至15cm之间，长度较短而在缘石侧面可获得的信息相对较少。与缘石的距离远，则难以获得可区分地面和缘石的信息，因此按照传统方法难以检测到远距离的缘石。
[0006]根据传统的缘石检测方法，对于缘石的破损部分、堆积落叶的部分等无法准确检测，传感器的信息也有误差而造成无法准确检测缘石的问题。
[0007]韩国公开专利公报第10-2012-0052691号(2012.05.24.公开)(下称传统技术)为解决这些问题，提出了一种将从车辆上装配的距离传感器获得的信息与预先设计的缘石模型实施比较而检测车道和人行道的边界石即缘石的方法。
[0008]根据传统技术，利用缘石的侧面乃至上下水平面，将缘石模型与距离传感器信息实施数据比较检测缘石而在各种环境条件下稳定地检测出缘石。
[0009]但应用所述的传统技术，只能对车辆的一定区域部分进行检测和识别在距离传感器感应的区段内移动的后行空间，不能检测在广域空间的缘石而无法识别实时行驶车辆的可行驶空间。
[0010]而且缘石的高度变低的区段的识别率降低，无法实时同时测定缘石的各个区段。
【发明内容】
[0011]本发明为解决所述的传统技术上存在的问题，提供一种基于位于行驶路径上的缘石和障碍物判断无人驾驶车辆移动路径是否可行驶空间的可行驶空间判断装置及方法。
本发明一方面涉及的可行驶空间判断装置其组成包括:装载于车辆上检测车辆前方一定距离的区域而生成距离信息的激光距离传感器；利用在所述激光距离传感器生成的距离信息生成平面距离信息的信号处理部；判断所述生成的平面距离信息和之前的平面距离信息之间的相关性和相似性而检测缘石的缘石检测部；以及根据被所述缘石检测部检测的缘石路径是否在行驶区域内，判断车辆前方一定距离的区域是否可行驶空间的判断部。
[0012]进一步地，所述判断部是:缘石路径在行驶区域时判断成可行驶空间，缘石路径不在行驶区域内时判断成不可行驶空间。
[0013]进一步地，还包括:利用由所述信号处理部生成的平面距离信息检测障碍物的障碍物检测部。
[0014]进一步地，所述判断部是，判断车辆前方一定距离的区域为可行驶空间时，判断被所述障碍物检测部检测的障碍物是否在行驶区域内而判断车辆前方一定距离的区域是否可行驶空间。
[0015]进一步地，所述信号处理部是清除所述距离信息中包含的噪声，并将噪声被清除的距离信息转换成平面坐标而生成所述平面距离信息。
[0016]进一步地，所述信号处理部是生成所述平面距离信息后，判断被清除噪声的直线/曲线相似性，判断结果被清除噪声为有效距离信息时将该被清除噪声信息还原成平面距离?目息O
[0017]进一步地，所述激光距离传感器检测地面的多处地点而生成多处的各地面检测距离信息，检测正面空间的多处地点而生成多处的各空间检测距离信息。
[0018]进一步地，所述信号处理部是:基于所述各地面检测地点的距离信息生成各地面检测地点的平面距离信息，基于所述各空间检测地点的距离信息生成各空间检测地点的平面距离信息。
[0019]进一步地，所述缘石检测部是:判断由所述信号处理部提供的各地面检测地点的距离信息中包含的信息之间相关性，并判断由所述信号处理部提供的各地面检测地点的距离信息与所述存储部上储存的之前各地面检测地点的距离信息之间的相似性。
[0020]本发明还提供另一个实施例的可行驶空间判断方法是，其实施阶段包括:利用车辆上装载的激光距离传感器检测车辆前方一定距离的区域而生成距离信息的阶段；利用所述生成的距离信息生成平面距离信息的阶段；判断所述生成的平面距离信息与之前平面距离信息之间的相关性和相似性而检测缘石的阶段；以及根据对所述被检测的缘石检测，判断车辆前方一定距离的区域是可行驶空间还是不可行驶空间的阶段。
[0021]进一步地，判断所述车辆前方一定距离区域是可行驶空间还是不可行驶空间的阶段是，检测的缘石路径在行驶区域内则判断成可行驶空间，检测的缘石路径不在行驶区域则判断成不可行驶空间。
[0022]进一步地，在所述距离信息生成阶段，距离信息的生成是检测地面上的多处地点而生成各地面检测地点的距离信息，检测正面空间的多处地点而生成各空间检测地点的距离信息。
[0023]进一步地，还包括:基于所述生成的平面距离信息检测车辆前方一定距离的障碍物的阶段。
[0024]进一步地，还包括:根据所述缘石检测结果判断车辆前方一定距离区域为可行驶空间，而且所述被检测的障碍物位于所述可行驶空间时，将该区域最终判断成可行驶空间的阶段。
[0025]进一步地，在所述平面距离信息生成阶段，平面距离信息的生成是清除所述距离信息中包含的噪声并将清除噪声的距离信息转换成平面坐标而生成所述平面距离信息。
[0026]根据本发明，其有益效果在于，可以基于位于行驶路径上的缘石和障碍物，判断无人驾驶车辆的移动路径是否可行驶空间。
[0027]利用本发明实施例的可行驶空间判断装置及方法，可以检测较广空间内的缘石而稳定、准确地判断出可行驶空间。
[0028]根据本发明，为检测车道和人行道的边界面即缘石，对地面的多处地点同时实施检测而提升缘石的识别率。
【附图说明】
[0029]图1是本发明实施例的可行驶空间判断装置的结构框图；
图2是激光距离传感器检测八处地点的一个实施例的例示图；
图3是本发明实施例的可行驶空间判断方法的运行流程图。
[0030]图中，
110:激光距离传感器； 120:信号处理部；
130:存储部；140:缘石检测部；
150:障碍物检测部；160:判断部；
170:位置测定部。
【具体实施方式】
[0031]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。说明书中的同一个附图符号指同一个构件。
[0032]说明本发明的实施例时，若对有关的公知功能或者结构的具体说明使本发明宗旨变得模糊则省略该说明。下述用语是根据本发明中的功能进行定义，与使用者、运用者的意图或使用惯例有些差异，因此须以本说明书的整体内容为基础对这些用语进行定义。
[0033]下面结合附图详细说明本发明实施例的可行驶空间判断装置及方法。
[0034]图1是本发明实施例的可行驶空间判断装置的结构框图。
[0035]根据图1，本发明实施例的可行驶空间判断装置包括激光距离传感器110、信号处理部120、存储部130、缘石检测部140、障碍物检测部150、判断部160和位置测定部170。
[0036]所述激光距离传感器110被装载在车辆上检测车辆前方一定距离的前方区域并生成距离信息。所述激光距离传感器110可以检测地面和正面空间。
[0037]所述激光距离传感器110同时检测地面的多处地点和正面空间的多处地点而生成多个距离信息。此时，所述激光距离传感器110为检测车道和人行道的边界石即缘石而检测地面，为检测车辆行驶路线上的障碍物而检测正面空间。
[0038]图2是图示激光距离传感器110为八个时对八个地点实施检测的一例。
[0039]所述激光距离传感器110检测地面距离不同的四处地点(A，B, C，D)实施检测，检测正面空间高度不同的四处地点(E，F，G, H)。而且对激光距离传感器110检测的区域数量、检测地点距离(L1-L4)、检测地点高度(H1-H4)可以实施各种设置。
[0040]所述激光距离传感器110由多个传感器组成，可以以多个传感器中的一部分检测地面，其余的则检测正面空间的方法实现。
[0041]下面被所述激光距离传感器110检测的地点称为“检测地点”，在根据各检测地点分别生成的距离信息称为“各检测地点的距离信息”。
[0042]所述激光距离传感器110将多处检测地点的距离信息分别生成，检测地面的多处地点和正面空间的多处地点，因此各检测地点的距离信息可以分为各地面检测地点的距离信息和各空间检测地点的距离信息。
[0043]所述信号处理部120是从激光距离传感器110接收各检测地点的距离信息，利用各检测地点距离信息生成各检测地点的平面距离信息。
[0044]所述信号处理部120是清除各检测地点距离信息中包含的噪声，将噪声被清除的各检测地点距离信息转换成平面坐标而生成平面距离信息。噪声是指除缘石以外的全部，如地面、道路敷设物(如道路标示牌等)等。
[0045]所述信号处理部120是对于在清除噪声的过程中被清除的噪声，比较直线/曲线等相似性后判断为有效信息而非噪声时还原成被生成的平面距离信息。
[0046]根据本发明，所述激光距离传感器110因检测地面和正面空间而通过所述信号处理部120生成的各检测地点的距离信息包括各地面检测地点的平面距离信息和各空间检测地点的平面距离信息。
[0047]通过所述信号处理部120生成的各检测地点的平面距离信息被储存到存储部130的同时被提供给缘石检测部140。
[0048]此时，缘石检测部140被传送各地面检测地点的平面距离信息，存储部130上可以储存各地面检测地点的平面距离信息和各空间检测地点的平面距离信息。
[0049]所述信号处理部120可以利用由位置测定部170提供的车辆位置信息生成所述各检测地点的平面距离信息。
[0050]所述存储部130储存通过信号处理部120生成的各检测地点的平面距离信息，存储部130上储存的各检测地点的平面距离信息用于检测缘石和障碍物。
[0051]尤其所述存储部130上储存的各检测地点的平面距离信息中的各地面检测地点的平面距离信息用于缘石检测部140检测缘石，各空间传感器地点的平面距离信息用于障碍物检测部150检测障碍物。
[0052]所述缘石检测部140基于由信号处理部120提供的各地面检测地点的平面距离信息和存储部130上储存的各地面检测地点的平面距离信息判断相关性和相似性而检测缘石O
[0053]所述缘石检测部140是接收由信号处理部120提供的各地面传感器地点的平面距离信息，并判断各地面传感器地点的距离信息中包含的信息的相关性。
[0054]而且所述缘石检测部140判断由信号处理部120提供的各地面传感器地点的平面距离信息和存储部130上储存的各地面传感器地点的平面距离信息之间的相似性。
[0055]此时所述缘石检测部140连接各地面传感器地点的平面距离信息后分成组，利用分组的地面传感器地点平面距离信息判断相互之间的相似性。
[0056]如上所述，判断出距离信息之间的相关性和相似性以后缘石检测部140基于所述相关性和相似性判断结果对各地面传感器地点的距离信息赋予加权值而检测缘石。
[0057]所述障碍物检测部150基于存储部130上储存的各空间传感器地点的距离信息检测障碍物。
[0058]通过所述缘石检测部140和障碍物检测部150检测的结果被提供给判断部160。
[0059]所述判断部160判断通过缘石检测部140检测的缘石的路径是否在行驶区域，如果缘石的路径在行驶区域内则判断成可行驶空间，缘石的路径不在行驶区域内则判断成不可行驶空间。
[0060]而且所述判断部160是判断成可行驶空间时如果由障碍物检测部150检测的障碍物在行驶区域内则最终判断成不可行驶空间，检测的障碍物不在行驶区域内则最终判断成可行驶空间。
[0061]以上叙述的是本发明实施例的可行驶判断装置的结构。下面分阶段叙述本发明实施例的可行驶空间判断装置的运行。
[0062]图3是将本发明实施例的可行驶空间装置的运行分阶段图示的流程图。
[0063]根据图3，利用车载激光距离传感器110检测车辆前方一定距离的区域而生成距离信息(步骤S310)，并检测地面的多处地点和正面空间的多处地点。
[0064]下面被激光距离传感器110检测的地点称为“检测地点”，根据各检测地点分别生成的距离信息称为“各检测地点的距离信息”。
[0065]另外，根据本发明，检测地面的多处地点和正面空间的多处地点，因此各检测地点的距离信息可分为各地面检测地点的距离信息和各空间检测地点的距离信息。
[0066]利用在所述S310阶段生成的距离信息生成各检测地点的平面距离信息(步骤S320)。此时，各检测地点的距离信息是由各地面检测地点的距离信息和各空间检测地点的距离信息组成，因此各检测地点的平面距离信息包括各地面检测地点的平面距离信息和各空间检测地点的平面距离信息。
[0067]另外，所述各检测地点的平面距离信息是清除距离信息中包含的噪声以后将噪声被清除的距离信息转换成平面坐标生成。
[0068]而且利用直线/曲线距离的相似性判断在清除噪声过程中清除的噪声为有效信息而非噪声时，将被判断为有效信息的噪声还原成各检测地点的平面距离信息。
[0069]在所述S320阶段生成各检测地点的平面距离信息时可以利用通过GPS获得的车辆位置信息生成所述各检测地点的平面距离信息。
[0070]将如上所述生成的各检测地点的平面距离信息(包括各地面检测地点的平面距离信息和各空间检测地点的平面距离信息)被储存到存储器(步骤S330)。
[0071]基于在所述S320阶段生成的各地面检测地点的平面距离信息(当前各地面检测地点的平面距离信息)和已在存储部130上储存的各地面检测地点的平面距离信息(之前各地面检测地点的平面距离信息)判断相关性和相似性而检测缘石。
[0072]此时判断当前各地面检测地点的诸平面距离信息之间的相关性，并判断当前各地面检测地点的平面距离信息和之前各地面检测地点的平面距离信息之间的相似性。
[0073]在所述S340阶段检测缘石的同时基于所述存储器上储存的各空间传感器地点的距离信息(当前各空间检测地点的平面距离信息)检测障碍物(步骤S350)。
[0074]然后判断检测的缘石路径是否在可行驶区域内(步骤S360)，如果在可行驶区域内(S360-Yes)则判断当前检测的区域为可行驶空间(步骤S370)，如果不在行驶区域内(S360-No)则判断当前检测的区域为不可行驶空间(步骤S380)。
[0075]而且被检测的路径在行驶区域内的状态即根据检测的缘石判断为可行驶空间的状态下，判断为最终判断可行驶空间而检测的障碍物是否位于行驶区域(步骤S390)。
[0076]判断结果检测的障碍物位于行驶区域时将被检测的区域最终判断成不可行驶空间(步骤S380)，判断被检测的障碍物不位于行驶区域时将被检测的区域最终判断成可行驶空间(步骤S400)。
[0077]以上根据实施例对本发明的可行驶空间判断装置及方法进行了说明，但本发明的范围并不限于特定实施例，本领域的普通技术人员依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改、变更或采用各种方案，但并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。
[0078]以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本发明的保护范围应根据权利要求范围进行解释，而且在其同等范围内的所有技术方案应都属于本发明的权利要求范围。
【主权项】
1.一种可行驶空间判断装置，其特征在于，包括: 装载于车辆上检测车辆前方一定距离的区域而生成距离信息的激光距离传感器； 利用在所述激光距离传感器生成的距离信息生成平面距离信息的信号处理部； 判断所述生成的平面距离信息和之前的平面距离信息之间的相关性和相似性而检测缘石的缘石检测部；以及 根据被所述缘石检测部检测的缘石路径是否在行驶区域内，判断车辆前方一定距离的区域是否可行驶空间的判断部。2.根据权利要求1所述的可行驶空间判断装置，其特征在于， 所述判断部是:缘石路径在行驶区域内时判断成可行驶空间，缘石路径不在行驶区域内时判断成不可行驶空间。3.根据权利要求1所述的可行驶空间判断装置，其特征在于， 还包括:利用由所述信号处理部生成的平面距离信息检测障碍物的障碍物检测部。4.根据权利要求3所述的可行驶空间判断装置，其特征在于， 所述判断部是判断车辆前方一定距离的区域为可行驶空间时，判断被所述障碍物检测部检测的障碍物是否在行驶区域内而判断车辆前方一定距离的区域是否可行驶空间。5.根据权利要求1所述的可行驶空间判断装置，其特征在于， 所述信号处理部是清除所述距离信息中包含的噪声，并将噪声被清除的距离信息转换成平面坐标而生成所述平面距离信息。6.根据权利要求5所述的可行驶空间判断装置，其特征在于， 所述信号处理部是生成所述平面距离信息后，判断被清除噪声的直线/曲线相似性，判断结果被清除噪声为有效距离信息时将该被清除噪声信息还原成平面距离信息。7.根据权利要求1所述的可行驶空间判断装置，其特征在于， 所述激光距离传感器检测地面的多处地点而生成多处的各地面检测距离信息，检测正面空间的多处地点而生成多处的各空间检测距离信息。8.根据要求7所述的可行驶空间判断装置，其特征在于， 所述信号处理部是:基于所述各地面检测地点的距离信息生成各地面检测地点的平面距离信息，基于所述各空间检测地点的距离信息生成各空间检测地点的平面距离信息。9.根据权利要求8所述的可行驶空间判断装置，其特征在于， 所述缘石检测部是:判断由所述信号处理部提供的各地面检测地点的距离信息中包含的信息之间相关性，并判断由所述信号处理部提供的各地面检测地点的距离信息与所述存储部上储存的之前各地面检测地点的距离信息之间的相似性。10.一种可行驶空间判断方法，其特征在于，该实施阶段包括: 利用车辆上装载的激光距离传感器检测车辆前方一定距离的区域而生成距离信息的阶段； 利用所述生成的距离信息生成平面距离信息的阶段； 判断所述生成的平面距离信息与之前平面距离信息之间的相关性和相似性而检测缘石的阶段；以及 根据对所述被检测的缘石检测，判断车辆前方一定距离的区域是可行驶空间还是不可行驶空间的阶段。11.根据权利要求10所述的可行驶空间判断方法，其特征在于， 判断所述车辆前方一定距离区域是可行驶空间还是不可行驶空间的阶段是，检测的缘石路径在行驶区域内则判断为可行驶空间，检测的缘石路径不在行驶区域则判断为不可行驶空间。12.根据权利要求10所述的可行驶空间判断方法，其特征在于， 在所述距离信息生成阶段，距离信息的生成是检测地面上的多处地点而生成各地面检测地点的距离信息，检测正面空间的多处地点而生成各空间检测地点的距离信息。13.根据权利要求12所述的可行驶空间判断方法，其特征在于， 还包括:基于所述生成的平面距离信息检测车辆前方一定距离的障碍物的阶段。14.根据权利要求13所述的可行驶空间判断方法，其特征在于， 还包括:根据所述缘石检测结果判断车辆前方一定距离区域为可行驶空间，而且所述被检测的障碍物位于所述可行驶空间时，将该区域最终判断成可行驶空间的阶段。15.根据权利要求10所述的可行驶空间判断方法，其特征在于， 在所述平面距离信息生成阶段，平面距离信息的生成是清除所述距离信息中包含的噪声并将清除噪声的距离信息转换成平面坐标而生成所述平面距离信息。
【文档编号】G05D1/10GK105867408SQ201510029495
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月21日
【发明人】金正求, 郑瑟, 高纶浩
【申请人】现代摩比斯株式会社, 忠南大学校产学协力团