一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车位检测领域，尤其是一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法。
【背景技术】
[0002] 车位检测是实现自动泊车入位的前提，在进行自动泊车入位运动轨迹的规划时， 需要输入车位的一些基本信息，主要包括:车位长度，车位宽度，侧向距离等。截至目前，关 于车位检测的专利大部分都是对类似停车场场景中所有停车位的停车位状态检测，一般的 做法是在目标车位上建立主动磁场，并根据主动磁场与地磁场形成的混合磁场中的磁变化 信号判断停车位的停车状态，通常只能判断该车位是否是空位，而不能输出具体的车位基 本信息，同时主要针对结构化的场景，当环境变化时该方法不再适用于自动泊车。
[0003] 如图1所示，根据形状特征，停车位通常可以分为"一"字停车位(A区）、"非"字停车 位(B区）及斜停车位(C区），它们由邻近的两辆车构成的空间形成，不受车道线的影响。目 前，针对此类停车位，已知的依靠车身自带的传感器主动检测车位的方案有两个。方案一 (CN201510368616-泊车位检测方法-申请公开），依靠车身侧面安装的摄像头，采集行驶车 辆侧边的双目图像，检测出双目图像中所包含的特征像素点及其分布，依靠摄像头较宽的 视野，当两幅图像中的任何一幅图像所描述的特征像素点对应于一个泊车位线条轮廓的所 有特征像素点时，则提示检测到泊车位;根据双目图像中的特征像素点及其分布，确定泊车 位上停泊的两障碍车之间的间距，若所述间距不小于预设阀值，则提示所述两障碍车之间 为泊车位。这种基于视觉的车位检测方法对光照条件的改变敏感，对夜晚工况则无法适用。 方案二(CN201510212103-斜停泊车位检测方法-申请公开），采用车身侧面安装的超声波传 感器，实现了对斜停车位的检测，但没有详细论述超声波数据的滤波处理过程，车位边沿判 断条件也过于简单，而采用路程计算车位长度的方法，没有考虑在行进过程中车身偏向对 车位长度检测引起的误差。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是:提供一种基于超声波雷达实现多种泊 车车位检测的方法。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法，包括有 以下步骤：
[0006] A、在车辆与停车位保持平行的行驶过程中，通过车身侧面的超声波雷达检测与侧 边障碍物的相对距离；
[0007] B、对上述步骤A中检测到的相对距离数据进行最小值滤波处理；
[0008] C、对滤波处理后的数据进行跳变沿检测；
[0009] D、根据检测到的跳变沿计算疑似车位长度；
[0010] E、若疑似车位长度符合停车车位长度，则计算该疑似车位宽度并进行障碍物检 测。
[0011] 进一步，所述步骤B中的最小值滤波处理具体为：
[0012] B1、将步骤A中检测到的数据平均分成多个数据段；
[0013] B2、设置最小有效距离值；
[0014] B3、若数据段中的数据均小于最小有效距离值，则数据段中的所有数据均赋值为 〇;否则将数据段中大于最小有效距离值的所有数据进行排列，并将其中的最小值赋值给数 据段中的所有数据。
[0015] 进一步，所述步骤B1中的每个数据段包括10个数据，所述最小有效距离值为30cm。
[0016] 进一步，所述步骤C具体包括以下子步骤：
[0017] C1、将每两个相邻数据中的后一个数据减去前一个数据得到差值；
[0018] C2、当差值的绝对值大于阈值则为跳变沿，其中差值大于零时为上升沿，差值小于 零时为下降沿；
[0019] C3、当跳变沿前的η个数据与跳变沿前的第一个数据的差值均小于误差阈值，且跳 变沿后的η个数据与跳变沿后的第一个数据的差值均小于误差阈值时，该跳变沿为有效跳 变沿。
[0020] 进一步，所述步骤D具体包括以下子步骤：
[0021] D1、根据检测到的跳变沿计算疑似车位长度；
[0022] D2、根据车辆行驶方向对疑似车位长度进行修正。
[0023] 进一步，所述步骤Ε中，当步骤Α中检测的相对距离小于宽度阈值时，则判断存在障 碍物。
[0024] 进一步，所述宽度阈值为0.9倍车辆宽度。
[0025]进一步，步骤B之后执行步骤C前，将滤波处理后的数据前拼接入上一组滤波处理 后数据的末尾2n-l个，然后在执行步骤C进行跳变沿检测。
[0026]本发明的有益效果是:本发明方法将检测到的数据进行最小值滤波处理，并在后 续处理中结合跳变沿检测，从而实现车位长宽度的计算和修正，并能排除存在障碍物的情 况，且对平行停车位、垂直停车位等不同方式的停车位均能准确检测，车位识别的准确率达 到99%以上，效果可靠。
【附图说明】
[0027]图1为各类型停车位示意图；
[0028]图2为本发明步骤流程图；
[0029]图3为车位检测输出量示意图；
[0030] 图4为超声波数据截取数量示意图；
[0031] 图5为本发明超声波数据最小值滤波流程图；
[0032]图6为超声波数据的理想跳变沿；
[0033]图7为超声波数据下降沿计算示意图；
[0034]图8为跳变沿检测的数据拼接图；
[0035]图9为车位长度计算修正图；
[0036]图10为车位宽度计算及中间障碍物检测示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步说明：
[0038] 参照图2,一种基于超声波雷达的泊车车位检测方法，包括有以下步骤：
[0039] A、在车辆与停车位保持平行的行驶过程中，通过车身侧面的超声波雷达检测与侧 边障碍物的相对距离；
[0040] 在连续的检测过程中若先后检测到距离大幅上升和下降，即判断检测到一个疑似 车位，然后通过判断车位长度是否满足自动泊车的最小长度要求，此外还需要考虑车位中 间是否有障碍物，在有障碍物的情况下，即使车位长度满足要求，同样判断为"没有检测到 车位"。当完成车位检测时，输出车位长度、车位宽度及侧向距离，其概念如下图3所示。
[0041] B、对上述步骤A中检测到的相对距离数据进行最小值滤波处理；
[0042] C、对滤波处理后的数据进行跳变沿检测；
[0043] D、根据检测到的跳变沿计算疑似车位长度；
[0044] E、若疑似车位长度符合停车车位长度，则计算该疑似车位宽度并进行障碍物检 测。
[0045] 进一步作为优选的实施方式，所述步骤B中的最小值滤波处理具体为：
[0046] B1、将步骤A中检测到的数据平均分成多个数据段；
[0047] B2、设置最小有效距离值；
[0048] B3、若数据段中的数据均小于最小有效距离值，则数据段中的所有数据均赋值为 〇;否则将数据段中大于最小有效距离值的所有数据进行排列，并将其中的最小值赋值给数 据段中的所有数据。
[0049] 以图4为例，由于超声波数据流是一个连续的过程，需要截取一段数据(20个)进行 一次处理，而截取的这段数据又需要分成若干份进行滤波处理。具体一次截取的数据个数 及一组滤波数据个数由选取所选传感器的性能及实际检测效果标定。
[0050] 进一步作为优选的实施方式，所述步骤B1中的每个数据段包括10个数据，所述最 小有效距离值为30cm〇
[0051] 具体滤波步骤可参照图5的步骤流程图，由于超声波传感器的特性，检测的距离值 经常发生跳变，尤其容易突变为量程上限（5000mm)，因此采用"最小值滤波"的方法进行处 理较为适宜。具体方法为:对截取的数据，按时间先后顺序，10个数据一组（由实验标定)进 行滤波处理，对这10个数据进行从小到大的排序，取出这10个数据的最小值min，将这一组 数据的所有值都赋为min。为了避免超声波偶然检测到异常的最小距离值对本数据滤波方 法的影响，根据车位检测过程中，车身侧向与停车位的最近距离(例如0.3m)可以设置超声 波检测到的最小有效距离值为0.3m，当min〈0.3m时，取这10个数据中第二小的距离值，然后 再判断其是否大于〇. 3m，依此类推，直到找到满足条件的"最小值"，若最终发现这10个数据 都小于0.3m，则将这10个数据全部赋值为0。
[0052] 进一步作为优选的实施方式，所述步骤C具体包括以下子步骤：
[0053] C1、将每两个相邻数据中的后一个数据减去前一个数据得到差值b;
[0054] C2、当差值的绝对值大于阈值Μ则为跳变沿，其中差值b大于零时为上升沿，差值b 小于零时为下降沿；
[0055] 通常情况下，对于平行停车位，阈值Μ-般设为一个车位的宽度，可以用车的宽度 近似代替;对于垂直停车位，阈值Μ-般设为一个车位的长度，可以用车的长度近似代替。
[0056] C3、当跳变沿前的η个数据与跳变沿前的第一个数据的差值均小于误差阈值，且跳 变沿后的η个数据与跳变沿后的第一个数据的差值均小于误差阈值时，该跳变沿为有效跳 变沿。
[0057] 由于滤波后的数据可能存在无效值，及外界环境的复杂性(例如在车位的边缘处 距离跳变严重），导致通过声波反射得到的超声波距离值即使通过上述"最小值滤波"方法 后仍然存在跳变沿误检的情况。根据理想跳变沿的特点，在跳变发生处，左右两侧一定长度 的数据保持维持不变，如下图6所示，在下跳沿发生处Α、Β段数据保持不变，在上跳沿发生处 B、C段数据保持不变