一种狭小垂直车位场景智能识别与泊车路径规划系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车领域，尤其是一种狭小垂直车位场景智能识别与泊车路径规划系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着经济水平的发展和人民生活水平的不断提高，汽车拥有量不断增加，可利用的泊车空间越来越少，停车场泊车位越来越紧凑，导致汽车寻库时检测到的垂直车位小于系统预设宽度，而此车位宽度足够本车进入但系统视为无效车位的问题，此外汽车在进入车位后又面临空间过小驾驶员不方便下车甚至两侧车辆均受影响的问题。
[0003]现有自动泊车系统在垂直泊车时，当探测到车位宽度小于系统预设宽度(通常系统预设宽度为大于车身宽度80cm左右)时，系统会自动放弃该车位。但在实际泊车过程中时，当遇到车位狭小但足够汽车进入时，可通过判别两侧车位中已停放车辆的车身朝向来此决策本车以哪种朝向进入车位并进行合理的库内调整以方便驾驶员开启车门，所以此时该狭窄车位仍存在可利用的可能性。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术存在的不足，本发明提出一种狭小垂直车位场景智能识别与泊车路径规划系统及方法，以利于提高停车场的空间利用率和驾驶员泊车完成后下车的便利性。
[0005]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种狭小垂直车位场景智能识别与泊车路径规划系统，包括信息采集模块、信息处理模块、路径规划模块、单片机MCU、电源模块；所述信息采集模块连接信息处理模块，所述信息处理模块和路径规划模块均与单片机MCU连接，所述电源模块均与信息采集模块、信息处理模块、单片机MCU和路径规划模块相连；
[0007]所述电源模块用于提供电源；
[0008]所述信息采集模块包括超声波传感器和高清摄像头，所述超声波传感器用于在线采集本车与侧方车位内已停车辆的距离和侧方车位的宽度，所述高清摄像头用于采集侧方车位中已停放车辆的图像；
[0009]所述信息处理模块包括数据处理单元和视频图像处理单元，所述数据处理单元用于实时处理超声波传感器采集到的距离信息；所述视频图像处理单元用于对高清摄像头采集的图像信息进行实时处理并得出侧方已停放车辆的朝向；所述信息处理模块将处理结果反馈给单片机MCU ；
[0010]所述路径规划模块用于根据预设的泊车位场景规划泊车入库路径，并制定相应场景下的库内车身位置调整路径，所述路径规划模块可与单片机MCU进行通讯；
[0011]所述单片机MCU用于将信息处理模块所反馈的处理结果进行比对，判断泊车位场景，并调用路径规划模块来确定泊车入库路径和库内车身位置调整路径。
[0012]进一步的，所述超声波传感器为两个，且分别安装在汽车车身两侧的前排车门的中间位置；所述高清摄像头为两个，且分别安装在汽车左、右两侧后视镜下方。
[0013]一种狭小垂直车位场景智能识别与泊车路径规划方法，包括以下步骤:
[0014](I)启动电源模块，信息采集模块中的超声波传感器在线实时探测本车与侧方车位内已停车辆的距离和侧方车位的宽度，高清摄像头实时拍摄侧方车位中已停放车辆的图像；
[0015](2)信息处理模块中的数据处理单元处理本车与侧方车位内已停车辆的距离和侧方车位的宽度信息，视频图像处理单元处理高清摄像头实时拍摄侧方车位中已停放车辆的图像，并将结果传送至单片机MCU ;
[0016](3)单片机MCU根据信息的同时性对数据处理单元和视频图像处理单元的信息进行整合，得出车位的可利用性信息，判别此时的泊车位场景；并根据判别的泊车位场景对路径规划模块发出指令；
[0017](4)路径规划模块接收单片机MCU传送的指令，并将泊车入库路径信息传回至单片机MCU ;单片机MCU调用泊车入库路径，发出指令由执行机构执行，完成泊车入库过程；
[0018](5)车辆入库后，单片机MCU再根据当前泊车位场景以及超声波传感器测量的当前车辆与两侧车辆之间距离信息，调用路径规划模块的车身位置调整路径，发出指令指导执行机构按此路径完成库内车身位置的调整，泊车完成。
[0019]进一步的，步骤(2)中所述视频图像处理单元的处理过程为离线训练过程和识别过程；所述离线训练过程利用大量的车辆正面样本和车辆背面样本，一方面从大量类Haar特征中选取对分类识别起关键作用的特征，另一方面为识别过程准备用于两类分类识别的AdaBoost分类器；所述识别过程为首先对高清摄像头采集的图像进行提取，然后根据离线训练得到的关键类Haar特征和AdaBoost分类器对图像进行特征提取和分类识别，最后输出侧方已停放车辆朝向的检测结果。
[0020]进一步的，步骤(4)中所述路径规划模块接受单片机MCU传送的指令时，首先选择与此泊车场景相对应的泊车入库路径。
[0021]进一步的，步骤(5)中所述调用路径规划模块的车身位置调整路径为汽车向车位的非驾驶室一侧调整。
[0022]本发明的有益效果是:
[0023](I)本发明结合超声波传感器、高清摄像头、数据处理单元、视频图像处理单元和路径规划模块技术为狭小车位的自动垂直泊车提供新的路径规划方法，提高了停车场的空间利用率。
[0024](2)本发明中的库内车身调整路径为保证汽车泊车完成后驾驶员一侧具有较大空间，提高了驾驶员泊车完成后下车的便利性，避免了传统泊车路径导致空间狭小车门无法打开的现象。
[0025](3)本发明使用的设备简单，通用性强，可在汽车上广泛使用。
【附图说明】
[0026]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0027]图1是本发明的场景智能识别与泊车路径规划系统的结构图。
[0028]图2是本发明的场景智能识别与泊车路径规划方法的流程图。
[0029]图3是本发明的泊车位场景中车辆停放朝向识别算法流程图。
[0030]图4是离线训练过程中的类Haar矩形特征图。
[0031]图5是离线训练过程中的AdaBoost分类决策树状图。
[0032]图6是场景一情况下利用本发明的泊车路径规划处的最优车身停放位置示意图。
[0033]图7是本发明中自动泊车开车入库的路径图。
[0034]图8是场景二情况下利用本发明的泊车路径规划处的最优车身停放位置示意图。
[0035]图9是本发明中自动泊车倒车入库的路径图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，需要指出的是，下面仅以一种最优化的技术方案对本发明的技术方案以及设计原理进行详细阐述，但本发明的保护范围并不限于此。
[0037]根据本发明中功能设计的要求，本实施例中视频图像处理单元采用北京嵌视科技有限公司开发的QS-PTE9核心板，MCU选用Infineon公司生产的XC866增强型MCU。
[0038]如图1所示，本发明所述的一种狭小垂直车位场景智能识别与泊车路径规划系统，包括信息采集模块、信息处理模块、路径规划模块、单片机MCU、电源模块；所述信息采集模块连接信息处理模块，所述信息处理模块和路径规划模块均与单片机MCU连接，所述电源模块均与信息采集模块、信息处理模块、单片机MCU和路径规划模块相连；
[0039]电源模块用于为上述所述的信息采集模块、信息处理模块、单片机MCU和路径规划模块提供电源。信息采集模块包括两个超声波传感器和两个高清摄像头，两个超声波传感器分别安装在汽车两侧的前排车门的中间位置，两个高清摄像头分别安装在汽车两侧后视镜的下方；超声波传感器用于在线采集本车与侧方车位内已停车辆的距离和侧方车位的宽度，高清摄像头用于采集侧方车位中已停放车辆的图像；并将采集到的距离、宽度和图像信息传输至信息处理模块。
[0040]信息处理模块包括数据处理单元和视频图像处理单元，数据处理单元用于实时处理超声波传感器采集到的距离和宽度信息；视频图像处理单元用于对高清摄像头采集的图像信息进行实时处理并得出侧方已停放车辆的朝向；信息处理模块用于将信息采集模块采集到的信息处理所得结果反馈至单片机MCU。
[0041]路径规划模块通过读取侧方传感器距离信息依靠软件编程实现路径的规划，用于根据预设的泊车位场景规划泊车入库路径，并制定相应场景下的库内车身位置调整路径。
[0042]单片机MCU用于将信息处理模块所反馈的处理结果判断泊车位场景，并调用路径规划模块来确定泊车入库路径和库内车身位置调整路径。
[0043]图2所示为本发明所示狭小垂直车位场景智能识别与泊车路径规划方法的流程图，汽车驾驶员驾车驶入停车场并按下电源按钮，自动垂直泊车系统启动，汽车开始自动寻库，信息采集模块中的超声波传感器实时探测本车与侧方车位内已停车辆的距离和侧方车位的宽度，高清摄像头实时拍摄侧方车位中已停放车辆的图像。
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