一种道路障碍识别装置及其识别方法
【专利摘要】本发明公开了一种道路障碍识别装置及其识别方法，可用于汽车辅助安全或自动驾驶，该识别装置包括安装于车头，用于将设计图案投射到车前路面的激光发射装置；安装于车头，用于捕捉车前路面上激光实时图案的图像捕捉装置；以及，接受图像捕捉装置传输的数据，分析设计图案与实时图案并将分析结果实时传输给汽车自动驾驶系统的处理器。所述识别方法，包括将激光设计图案投射到车前路面上；捕捉车前路面上的激光实时图案；分析设计图案和实时图案并将分析结果传输给汽车自动驾驶系统。本发明的有益效果为：实时分析车前的道路状况，获取可能引起行车安全的障碍物，保障行车安全。
【专利说明】一种道路障碍识别装置及其识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车辅助安全或自动驾驶领域，具体涉及一种道路障碍识别装置及其识别方法。
【背景技术】
[0002]汽车自动驾驶需要解决的技术问题之一是道路识别问题，现有技术采用的技术手段有图像识别、红外传感器识别以及雷达识别。这些技术远程通过电子地图和GPS规划路线，车辆附近通过摄像机和红外传感器捕捉车辆、行人、交通灯以及指示牌等障碍物，并通过雷达来计算距离。现有技术的缺陷在于，无论上述哪种识别技术，均无法识别路面上的一些颜色相同或相近的凸起和凹槽，当车辆行进路线上出现这些不平整路况时，车辆不会躲避，从而影响行车安全。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供的一种道路障碍识别装置及其识别方法，可以有效识别道路上的凸起和凹槽。
[0004]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
一种道路障碍识别装置，该识别装置包括:
安装于车头，用于将设计图案投射到车前路面的激光发射装置；
安装于车头，用于捕捉车前路面上激光实时图案的图像捕捉装置；
以及，接受图像捕捉装置传输的数据，分析设计图案与实时图案并将分析结果实时传输给汽车自动驾驶系统的处理器。通过对比设计图案与实时图案之间的区别，可以得到前方某个区域是凸起还是凹槽，从而指挥汽车选择颠簸程度最小的路线行驶。
[0005]优选的，激光发射装置为激光投射器，图像捕捉装置为摄像机。现有技术中的其他具有上述功能的设备均可。
[0006]进一步的，激光发射装置和图像捕捉装置均通过角度调节装置安装于车头内部。使激光发射装置和图像捕捉装置能够选择车前多远的路面为投射路面，以满足不同的路面状况和车辆行驶速度。
[0007]一种道路障碍识别方法，包括以下步骤:
401、将激光设计图案投射到车前路面上；
402、捕捉车前路面上的激光实时图案；
403、分析设计图案和实时图案并将分析结果传输给汽车自动驾驶系统。
[0008]优选的，步骤401中，设计图案为斑点图或网格图。更容易分析和区别。
[0009]优选的，步骤401中，激光为不可见光。避免乘客望向路面时不能清除的看清路面。
[0010]本发明的有益效果为:实时分析车前的道路状况，获取可能引起行车安全的障碍物，保障行车安全。【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明所述道路障碍识别装置的结构简图；
图2为本发明所述道路障碍识别方法的原理图；
图3为本发明所述的设计图案；
图4为本发明所述的实时图案。
[0012]1、激光发射装置；2、图像捕捉装置；3、处理器；4、理论光斑落点；5、实际光斑落点。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的技术方案进行描述，很显然的，附图所描述的仅仅是本发明的一部分而不是全部实施例。
[0014]如图1和2所示，本发明提供的一种道路障碍识别装置，该识别装置包括安装于车头，用于将设计图案投射到车前路面的激光发射装置I;安装于车头，用于捕捉车前路面上激光实时图案的图像捕捉装置2 ;以及，接受图像捕捉装置2传输的数据，分析设计图案与实时图案并将分析结果实时传输给汽车自动驾驶系统的处理器3。在这里，车头指的是能够给激光发射装置I和图像捕捉装置2车前投射路面全视野的车身前部位置。
[0015]激光发射装置I和图像捕捉装置2优选安装在车头内部以便于保护和增强车体美感，但激光发射装置I的发射端和图像捕捉装置2的捕捉端与路面之间应无阻隔物。
[0016]在已知激光发射装置I安装高度和投射角度的情况下，如果车前路面为完整的平面，那么设计图案投射后形成的激光实时图案是唯一的和可计算的。投射后，图像捕捉装置2将激光实时图案捕捉并传输给处理器3，处理器3在对比时应该对比的是实际的激光实时图案和理论上的激光实时图案。如图3和图4所示，当路面上出现凸起和凹槽时，实际的实时图案会发生变形，此时，根据变形的尺寸，以及前述的激光发射装置I安装高度和投射角度，根据几何知识，可以得出凸起和凹槽的尺寸，自动驾驶系统再结合车辆的行驶速度，可以准确的控制车辆避开障碍物，保障行车安全。很显然的，对于上坡和下坡，本发明也具有识别能力。
[0017]为了给车辆足够的路线改变时间，当路况较好，车速较快时，例如高速路上，优选将激光投射到较远距离的路面上。而在乡村道路等路况较差的道路上，则选择投射在靠车辆较近距离的路面上，因此，激光发射装置I和图像捕捉装置2应该是角度可调的且可自动控制。同时需要说明的是，激光发射装置I在不同的角度上，相同的设计图案应该呈现不同的理论实时图案，处理器3在调节激光发射装置I和图像捕捉装置2的同时同步更新该图案。
[0018]在具体的设计图案的选择上，优选斑点图和网格图，具体的图案选择上应综合考虑激光发射装置I的安装高度和投射角度以及车辆轮胎的尺寸，以确保，在最远投射距离时，足以影响乘客安全的凸起和凹槽应该能够被任一副实时图案检测到，因此，实时图案的空白部分不应过大。
[0019]本发明提供的道路障碍识别方法，包括以下步骤:
401、将激光设计图案投射到车前路面上； 402、捕捉车前路面上的激光实时图案；
403、分析设计图案和实时图案并将分析结果传输给汽车自动驾驶系统。
[0020]为了保证乘客查看前方路况的准确性，优选投射不可见光，如紫外线、红外线、远红外线等等。
[0021]本发明提供的道路障碍识别装置，实际使用时优选与其他的现有道路障碍识别装置配合使用，以共同完成辅助驾驶功能。
[0022]除汽车外，本发明也可适用于其它的需要对道路障碍进行识别的现有【技术领域】。
[0023]上述技术方案的描述仅体现了本发明的优选技术方案，而并不是无遗漏的，或者将本发明限于所公开的形式。基于本发明的实施例，任何人在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他形式的技术方案，不论其在结构或形式上作出何种变化，均属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种道路障碍识别装置，其特征在于，该识别装置包括: 安装于车头，用于将设计图案投射到车前路面的激光发射装置(I); 安装于车头，用于捕捉车前路面上激光实时图案的图像捕捉装置(2 ); 以及，接受图像捕捉装置传输的数据，分析设计图案与实时图案并将分析结果实时传输给汽车自动驾驶系统的处理器(3)。
2.根据权利要求1所述的道路障碍识别装置，其特征在于，激光发射装置为激光投射器，图像捕捉装置为摄像机。
3.根据权利要求1所述的道路障碍识别装置，其特征在于，激光发射装置和图像捕捉装置均通过角度调节装置安装于车头内部。
4.一种道路障碍识别方法，其特征在于，包括以下步骤: 401、将激光设计图案投射到车前路面上； 402、捕捉车前路面上的激光实时图案； 403、分析设计图案和实时图案并将分析结果传输给汽车自动驾驶系统。
5.根据权利要求4所述的道路障碍识别装置，其特征在于，步骤401中，设计图案为斑点图或网格图。
6.根据权利要求4所述的道路障碍识别装置，其特征在于，步骤401中，激光为不可见光。
【文档编号】B60R1/00GK103625367SQ201310669235
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】魏子安 申请人:魏子安