本发明涉及v2x通讯技术领域，更具体而言，本发明涉及一种基于v2x通讯设备的对象识别方法。
背景技术
为了提升交通系统的安全性和智能化，智能交通系统的概念正逐渐兴起。近年来智能交通系统的开发主要集中在车联网领域，其中v2x(vehicle-to-everything)车联网技术更是未来自动驾驶、智能交通运输系统的基础和关键，它可以通过获得实时路况、道路信息、行人信息等交通信息，实现车与车、车与基站、基站与基站之间的通信，从而提高驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、降低交通事故率、提供车载娱乐信息。
现有的v2x技术主要利用装载在车辆上的无线射频识别rfid技术、传感器、雷达设备获取车辆行驶情况及周边道路环境信息，并通过d2d技术将这些信息进行端对端的传输，继而实现在整个车联网系统中信息的共享。通过对这些信息的分析处理，可以及时向车联网系统内的对应目标进行预警，例如用于各种防碰撞、防翻车的提醒、车辆间的协作沟通以及针对道路上易受伤人群和特殊紧急车辆让行进行警示。
例如，清华大学苏州汽车研究院在专利文献cn201620800164.7中提出了一种应用于v2x场景的hmi显示系统，其基于与路侧设备通讯获取路侧信息和图像，并通过连接hmi模块实现驾驶员与外界环境的交互显示，使驾驶员对周围环境有更加直观的了解。其中，该系统借助信号灯控制器、交通流检测器、气象条件检测设备、隧道检测设备、雷达模块等来获取车辆周围环境信息，并通过分析这些信息进行相应的连续十字交叉路口预警、交叉路口碰撞预警、低能见度预警或视线受阻预警，这些预警以对应的hmi显示界面的形式向驾驶员呈现。这种显示方式不能有效地显示外界环境，驾驶员需注视中控显示屏以获得外界信息，会对驾驶安全产生影响。此外，该系统需要用到雷达、气象条件检测设备等一系列复杂且昂贵的辅助设备，增加了研发成本，并且无法借助路侧设备检测行人。再者，该系统着力于借助车载设备和路侧设备来使驾驶员获知车辆周围的环境信息，无法进行车间通讯。
重庆邮电大学在专利文献cn201810011640.0提出了一种基于c-v2x的城市交叉路口行人检测识别系统，该系统借助c-v2x手机和其它车辆网终端的交互，通过c-v2x手机携带者所处的位置、速度、前进方向等来判断c-v2x手机携带者为行人的概率，以避免将行动缓慢的车辆、车辆乘客错误地识别为行人。该系统利用c-v2x手机代替了传统的雷达检测设备，在一定程度上节约了成本且在目标被遮挡的情况下仍然能够进行检测，但其要求所有参与识别系统的对象均携带c-v2x设备，而且只能确定c-v2x手机携带者是否为行人，无法直观地向车辆驾驶员呈现行人的具体动向。
技术实现要素：
为解决现有技术中的一个或多个问题，本发明提出一种基于v2x通讯设备的对象识别方法，该方法能够借助交通道路上的辅助视点(例如前车)为主视点(例如后车)提供其视野盲区的视觉影像，从而使后车的驾驶员能够以直观的方式“看见”道路上原本不可见的(被辅助视点遮挡的)目标对象及其运动动向，提高了驾驶安全性，减少了交通事故，。
根据本发明，提供一种基于v2x通讯设备的对象识别方法，该方法用于使移动中的主视点对道路上的暂不可见的对象进行识别，其中，该方法包括如下步骤：借助道路上的另一辅助视点的视觉成像系统获取对象的图像，并利用该图像确定对象的动向在辅助视点下的一系列位置坐标；借助辅助视点的v2x通讯设备将对象的动向在辅助视点下的一系列位置坐标发送给主视点；计算主视点相对于辅助视点的相对位置坐标；基于所述相对位置坐标将对象的动向在辅助视点下的一系列位置坐标换算成在主视点下的一系列位置坐标；以及基于对象在主视点下的一系列位置坐标将对象的动向显示在主视点的显示器上。
其中，所述主视点和辅助视点可以是携带有v2x通讯设备的车辆或行人。
其中，将对象的动向显示在主视点的显示器上的步骤可包括：在所述显示器上构建虚拟目标，并且基于所述对象在主视点下的一系列位置坐标确定该虚拟目标在所述显示器上的运动轨迹。
其中，所述虚拟目标可呈现为符号、箭头或对象的虚拟轮廓的形式。
其中，当所述虚拟目标呈现为对象的虚拟轮廓的形式时，所述方法还可包括：对辅助视点的视觉成像系统所获取的对象的图像进行图像处理，以从背景图像中提取对象的外形轮廓；和根据所提取的对象的外形轮廓在主视点的显示器上重建对象的虚拟轮廓，并基于所述对象在主视点下的一系列位置坐标确定该虚拟轮廓在所述显示器上的运动轨迹。
其中，所述显示器可以为hud显示器。
其中，所述v2x通讯设备可借助专用短程通信技术或4g或5g，将对象的动向在辅助视点下的一系列位置坐标发送给主视点。
其中，计算主视点相对于辅助视点的相对位置坐标的步骤可包括：确定主视点和辅助视点当前的位置坐标；和基于主视点和辅助视点当前的位置坐标确定主视点和辅助视点之间的相对位置坐标。
其中，所述不可见的对象为对于主视点而言被辅助视点遮挡的对象。
其中，所述被辅助视点遮挡的对象可以是道路上的行人、车辆或障碍物。
上述基于v2x通讯设备的对象识别方法至少具有如下优点：
–防止道路上的对象因被前车遮挡导致后方车辆不能及时注意到该对象而产生事故，提高了驾驶安全性，减少了交通事故；
–能够将道路信息以直观、方便的方式反馈给驾驶员，使得驾驶员能够形象地“看见”道路上原本不可见/被遮挡的对象(例如行人)及其运动动向；
–借助hud显示设备向车辆驾驶员呈现周围环境信息，驾驶员不需要注视中控屏来获得道路信息。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以说明。
附图说明
现在将更详细地并且参考附图对本发明进行描述，在附图中：
图1示出了用于实施根据本发明的基于v2x通讯设备的对象识别方法的系统的示意图；
图2示出了根据本发明的示例性实施例的基于v2x通讯设备的对象识别方法的流程图，该方法用于借助辅助视点(车辆a)使主视点(例如车辆b)直观地看见道路上原本不可见的目标对象o(例如行人)；
图3示出了用于借助辅助视点确定目标对象o在主视点下的位置坐标的详细流程；
图4示出了借助图2所示的对象识别方法在车辆b的挡风玻璃上直观显示被遮挡的对象(行人)的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图并通过实施例来描述根据本发明实现的基于v2x通讯设备的对象识别方法。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的各个方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
在车辆行驶道路上，并不是所有的物体都能被车辆驾驶员看到。例如，当前后两辆车a和b同时在车道上行驶时，后车b的部分视野会被前车a遮挡住，特别是在前车a为车型较大的货车、suv、公交车等情况下，被前车a遮挡的行人、停驻的车辆或障碍物等无法进入后车b的视野，这使得后车b的驾驶员无法获得周围环境的全局视野，给驾驶员造成了困扰，严重时甚至会导致交通事故。
本发明提出一种基于v2x通讯设备的对象识别方法，旨在借助辅助视点(例如车辆a)为主视点(例如车辆b)提供视野盲区的辅助视角，使得移动中的主视点能够对道路上的不可见的对象(例如行人)进行识别。在本文中，术语“不可见的对象”指的是对于主视点而言不可见的对象，例如被辅助视点遮挡的对象，尤其是指车辆行驶道路上被遮挡的行人、车辆或障碍物。
图1示出了用于实施根据本发明的基于v2x通讯设备的对象识别方法的系统的示意图，该系统旨在通过风挡显示来为驾驶员提供视野盲区的辅助视角。具体地，首先前车a通过其车载摄像头捕捉行人的图像信息并基于该图像信息确定行人在前车坐标系下的位置坐标，随后前车a借助其发射器(例如v2x通讯设备)将所确定的行人位置坐标向附近车辆进行广播。这里，v2x通讯设备可借助专用短程通信技术dsrc或4g或5g向附近车辆广播信号。
处于前车a的广播范围内的后车b(该后车b原本无法看见行人)借助其接收器接收前车传来的行人坐标。本领域技术人员应当理解的是，车辆a和b上分别安装有能够确定其当前位置的定位模块，并且前车a还将其位置信息发送给后车b，尤其是发送给后车b的电子控制单元ecu，该电子控制单元可基于车辆a和b当前的位置信息确定二者之间的相对位置坐标。作为另一示例，也可利用云端服务器接收车辆a、b的位置信息并确定二者的相对位置坐标。
在获得行人在前车坐标系下的位置坐标以及前车a与后车b之间的相对位置坐标之后，后车b可计算出行人在后车坐标系下的位置坐标。并且后车b借助其抬头显示器(hud)在风挡玻璃上投影出行人的位置供驾驶员参考。除了举例的车辆a、b以外，本文所述的“主视点”和“辅助视点”还可包括携带有v2x通讯设备的行人。
图2示出了根据本发明的示例性实施例的基于v2x通讯设备的对象识别方法的流程图，该对象识别方法用于借助辅助视点(例如车辆a)使移动中的主视点(例如车辆b)对道路上的暂不可见的目标对象o(例如行人)进行识别。下面参考图2中的步骤s101至s106来详细描述该方法的各个步骤。
首先，在步骤s101中借助道路上的车辆a(辅助视点)的视觉成像系统获取目标对象的图像，并利用该图像确定目标对象在车辆a下的位置坐标(步骤s102)。由于通常情况下目标对象和/或车辆a处于运动中，因此车辆a的视觉成像系统获取的图像是目标对象的一系列连续的图像序列，并且所确定的目标对象的位置坐标是能够指示目标对象的运动动向的一系列变化的位置坐标序列。
当确定目标对象在车辆a下的位置坐标之后，在步骤s103中借助车辆a的v2x通讯设备将目标对象在车辆a下的位置坐标发送给车辆b(主视点)。这里，v2x通讯设备可借助专用短程通信技术(dsrc)或4g或5g将目标对象的位置坐标发送给车辆b。此外，车辆a和b上分别安装有能够确定其当前位置的定位模块，车辆b元可基于车辆a和b当前的位置信息确定二者之间的相对位置坐标(步骤s104)。此外，也可利用远程的云端服务器确定车辆a、b的相对位置坐标。
随后，在步骤s105中，基于车辆a和车辆b之间的相对位置坐标将目标对象在车辆a下的位置坐标换算成在车辆b下的位置坐标。
最后，在步骤s106中，基于目标对象在车辆b下的位置坐标将目标对象的运动动向显示在车辆b的hud显示器上。具体而言，该步骤可例如包括：在车辆b的hud显示器上构建虚拟目标，并且通过目标对象o在车辆b下的位置坐标实时控制该虚拟目标的运动，也就是说，该虚拟目标在车辆b的hud显示器上的运动轨迹基于目标对象o在主视点下的一系列位置坐标确定。
其中，车辆b的hud显示器上所构建的虚拟目标可呈现为符号、箭头或目标对象的虚拟轮廓的形式。例如，当虚拟目标呈现为目标对象的虚拟轮廓的形式时，还需要对车辆a的视觉成像系统所获取的目标对象的图像进行图像处理以从背景图像中提取目标对象的外形轮廓。随后，基于所提取的目标对象的外形轮廓在车辆b的hud显示器上重建目标对象的虚拟轮廓，并利用目标对象在车辆b下的位置坐标实时控制该虚拟轮廓的运动。
图3示出了用于借助车辆a确定目标对象o在车辆b下的位置坐标的示例性的详细流程。该过程简述如下：首先确定行人在车辆a下的位置坐标(xa，ya)，随后或与此同时，利用厘米级gps系统实现车辆a、b的精准定位并确定它们的相对位置关系，最后利用该位置关系实现行人坐标从车辆a坐标系到车辆b坐标系的转换。其中，gps系统将车辆a、b的位置信息通过gps终端的i/o接口发送到云端服务器或车辆b的电子控制单元ecu，以通过预先刻录到云端服务器或ecu的芯片中的软件程序计算车辆a、b的相对位置关系。
根据一个优选实施例，在确定行人在车辆a下的位置坐标(xa，ya)、车辆a的位置坐标(x1，x1)和行驶方向1以及车辆b的位置坐标(x2，x2)和行驶方向2之后，首先判断车辆a的行驶方向1和车辆b的行驶方向2是否相同，如果相同，则计算两车之间的车距：
并且，判断车辆a、b之间的车距d是否小于预定值(例如10m)，如果小于预定值，则计算b车相对于a车的角度：
θ＝arctan[(y1-y2)/(x1-x2)]，
随后，基于行人在车辆a下的位置坐标(xa，ya)以及车辆a、b之间的车距d和角度θ，计算行人在车辆b下的位置坐标：
xb＝xa+dcosθ
yb＝ya+dsinθ。
图4示出了利用图2所示的对象识别方法在车辆b的挡风玻璃上直观显示被遮挡的行人的示意图。如图4所示，被车辆a遮挡的行人处在车辆b的视野盲区内，根据本发明的对象识别方法，借助车辆a为车辆b提供辅助视角，将行人的虚拟人像对应地投影到车辆b的挡风玻璃上，使得车辆b的驾驶员能够直观地看到原本不可见的行人及其运动动向。投影方式采用投影仪在挡风玻璃上重新构建虚拟人像的方式，通过解算后的行人坐标控制该虚拟人像移动，以代替被遮挡的行人。具体地，借助车辆a的视觉成像系统获取行人的图像信息并基于该图像信息提取行人的外形轮廓，基于该外形轮廓在车辆b的hud显示器上重建行人的虚拟人像，并利用根据图2或图3中的方法获取的行人在车辆b下的位置坐标实时控制该虚拟人像的运动。此外，hud显示器上的虚拟目标也可呈现为符号、箭头的形式。
根据上述实施例中所述的基于v2x通讯设备的对象识别方法，能够借助交通道路上的辅助视点(例如前车)为主视点(例如后车)提供其视野盲区的视觉影像，从而使后车的驾驶员能够以直观的方式“看见”道路上原本不可见的(被辅助视点遮挡的)对象及其运动动向，防止了道路上的对象因被前车遮挡导致后方车辆不能及时注意到该对象而产生事故，提高了驾驶安全性，减少了交通事故。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。在本发明各方法实施例中，所述各步骤的序号并非用于限定各步骤的先后顺序，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，对各步骤的先后变化也在本发明的保护范围之内。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。