路面状况提示方法及装置与流程

本公开涉及计算机技术领域，特别涉及一种路面状况提示方法及装置。

背景技术：

在汽车的行驶过程中，可能会碰到较为复杂的路况，例如路面有坑洼、路面有较多碎石等等。在遇到复杂路况时，需要驾驶人员驾驶汽车减速行驶，以及避免坑洼以及障碍物，以减小汽车的震动。否则，汽车的剧烈震动会造成车辆传动系统、行走系统等机件损坏，直接威胁行车安全。

目前，主要通过在路况复杂的道路旁设置警示牌，以提示驾驶员减速慢行，注意躲避车辆前方的障碍物以及坑洼。然而，在行驶过程中驾驶员受制于观察视角的原因驾驶员难以查看前方路面，会造成驾驶员难以驾驶汽车躲避前方的坑洼以及障碍物的问题，导致行车安全性低。

技术实现要素：

本公开提供一种路面状况提示方法及装置。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种路面状况提示方法，所述方法包括：获取车辆前方路面上异常区域的描述数据，所述异常区域包括凹陷区域和/或凸起区域，所述凹陷区域的描述数据用于描述所述凹陷区域内路面的形状以及所述凹陷区域的位置，所述凸起区域的描述数据用于描述所述凸起区域内路面上物体的形状以及所述凸起区域的位置；根据所述描述数据生成所述异常区域内路面或路面上物体的图像；将所述图像投射在所述车辆的挡风玻璃上。

可选的，所述获取车辆前方路面上异常区域的描述数据，包括：向车辆前进方向发射多束第一雷达激光，所述多束第一雷达激光形成多个扇面，每个扇面内部分第一雷达激光射向路面且所述扇面所在的平面垂直于路面；接收至少一束被反射的第二雷达激光，确定每束第二雷达激光对应反射点的位置信息；根据各个反射点的位置信息中确定异常区域，将所述异常区域内反射点的位置信息确定为所述描述数据。

可选的，在所述根据所述描述数据生成所述异常区域内路面或路面上物体的图像之前，所述方法还包括：根据所述凹陷区域的描述数据确定所述凹陷区域的参数信息，所述参数信息包括最大宽度、凹陷的深度中的至少一种；在所述参数信息满足预设条件时，将所述凹陷区域内路面的图像设置为预设的第一颜色。

可选的，在所述根据所述描述数据生成所述异常区域内路面或路面上物体的图像之前，所述方法还包括：根据所述凸起区域的描述数据确定所述凸起区域内物体的高度；在所述凸起区域内物体的高度达到预定高度时，将所述物体的图像的颜色设置为预设的第二颜色。

可选的，所述将所述图像投射在所述车辆的挡风玻璃上，包括：根据所述异常区域的描述数据确定所述异常区域与所述车辆之间的距离；根据所述距离确定所述图像在所述挡风玻璃上的投射位置，向所述投射位置投射所述图像。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种路面状况提示装置，其特征在于，所述装置包括：激光雷达模块，用于获取车辆前方路面上异常区域的描述数据，所述异常区域包括凹陷区域和/或凸起区域，所述凹陷区域的描述数据用于描述所述凹陷区域内路面的形状以及所述凹陷区域的位置，所述凸起区域的描述数据用于描述所述凸起区域内路面上物体的形状以及所述凸起区域的位置；增强现实模块，用于根据所述描述数据生成所述异常区域内路面或路面上物体的图像；抬头显示模块，用于将所述增强现实模块生成的图像投射在所述车辆的挡风玻璃上。

可选的，所述激光雷达模块，还用于向车辆前进方向发射多束第一雷达激光，所述多束第一雷达激光形成多个扇面，每个扇面内部分第一雷达激光射向路面且所述扇面所在的平面垂直于路面；所述激光雷达模块，还用于接收至少一束被反射的第二雷达激光，确定每束第二雷达激光对应反射点的位置信息；所述增强现实模块，还用于根据所述激光雷达模块确定出的各个反射点的位置信息中确定异常区域，将所述异常区域内反射点的位置信息确定为所述描述数据。

可选的，所述增强现实模块，还用于：根据所述凹陷区域的描述数据确定所述凹陷区域的参数信息，所述参数信息包括最大宽度、凹陷的深度中的至少一种：在所述参数信息满足预设条件时，将所述凹陷区域内路面的图像设置为预设的第一颜色。

可选的，所述增强现实模块，还用于：根据所述凸起区域的描述数据确定所述凸起区域内物体的高度；在所述凸起区域内物体的高度达到预定高度时，将所述物体的图像的颜色设置为预设的第二颜色。

可选的，所述增强现实模块，还用于根据所述异常区域的描述数据确定所述异常区域与所述车辆之间的距离；所述增强现实模块，还用于根据所述距离确定所述图像在所述挡风玻璃上的投射位置；所述抬头显示模块，还用于向所述增强现实模块确定出的投射位置投射所述图像。

本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过获取车辆前方路面上异常区域的描述数据，根据异常区域的描述数据生成异常区域内凹陷路面的图像或路面上障碍物的图像，将生成的图像投射在车辆的挡风玻璃，以提示驾驶员车辆前方路面的状况，解决了驾驶员难以驾驶汽车躲避前方的坑洼以及障碍物的问题，达到了提高行车安全性的效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种路面状况提示方法的流程图；

图2是根据另一示例性实施例示出的一种路面状况提示方法的流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的激光雷达发射第一雷达激光的示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的三维坐标系内发射点与一个反射点的示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种投射异常区域对应图像的示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种路面状况提示装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参见图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种路面状况提示方法的流程图，该路面状况提示方法可以包括如下几个步骤。

在步骤101中，获取车辆前方路面上异常区域的描述数据。

其中，异常区域包括凹陷区域和/或凸起区域，凹陷区域的描述数据用于描述凹陷区域内路面的形状以及凹陷区域的位置，凸起区域的描述数据用于描述凸起区域内路面上物体的形状以及凸起区域的位置。

在步骤102中，根据异常区域的描述数据生成该异常区域内路面或路面上物体的图像。

在步骤103中，将该图像投射在车辆的挡风玻璃上。

综上所述，本公开实施例中提供的路面状况提示方法，通过获取车辆前方路面上异常区域的描述数据，根据异常区域的描述数据生成异常区域内凹陷路面的图像或路面上障碍物的图像，将生成的图像投射在车辆的挡风玻璃，以提示驾驶员车辆前方路面的状况，解决了驾驶员难以驾驶汽车躲避前方的坑洼以及障碍物的问题，达到了提高行车安全性的效果。

请参见图2，图2是根据另一示例性实施例示出的一种路面状况提示方法的流程图，该路面状况提示方法可以包括如下几个步骤。

在步骤201中，向车辆前进方向发射多束第一雷达激光，该多束第一雷达激光形成多个扇面，每个扇面内部分第一雷达激光射向路面且扇面所在的平面垂直于路面。

其中，该车辆上安装有激光雷达，例如，该激光雷达安装在车辆的前端。

请参见图3(1)，激光雷达22可在垂直于标号21所指示的平整路面的一个平面上同时发射至少一束第一雷达激光(图3(1)中以箭头表示)，形成一个扇面。

其中，扇面内发射的第一雷达激光与水平面之间的最大仰角，以及扇面内发射的第一雷达激光与水平面之间的最大俯角，可由系统开发人员设定，也可由用户自定义。

举例来讲，请参见图3(2)，激光雷达22安装在车辆的前端，最大仰角被设定为45度，最大俯角被设定为30度，则激光雷达在垂直于路面的一个平面内，在仰角45度与俯角30度之间发射至少一束第一雷达激光。

系统开发人员或用户可将最大俯角设置为大于0的角度，以保证每个扇面内的部分第一雷达激光射向路面。

这样的扇面可以存在多个。激光雷达在确定出这些扇面时，先获取预设的扇面与车辆前端的左侧之间夹角的第一范围，或预设的扇面与车辆前端的右侧之间夹角的第二范围，然后在第一范围或第二范围确定出多个角度，每个角度对应一扇面。可选的，这些角度可在第一范围或第二范围内均匀分布。

其中，从第一范围内确定出的每个角度，其对应扇面与车辆前端的左侧之间夹角为该角度；从第二范围内确定出的每个角度，其对应扇面与车辆前端的左侧之间夹角为该角度。

举例来讲，预设的扇面与车辆前端的左侧之间夹角的第一范围为[10°，170°]，则在第一范围内确定出多个角度，每个角度对应一扇面，该扇面与车辆前端的左侧之间夹角为该角度。

激光雷达在确定出多个扇面后，按照扇面从左到右或从右到左的顺序，依次在各个扇面内发射至少一束第一雷达激光。

一般来讲，第一范围或第二范围的下限值越小、上限值越大，激光雷达能够探测的路面的宽度越宽。可选的，将第一范围的下限值设定为0°，第一范围的上限值设定为180°；将第二范围的下限值设定为0°，第二范围的上限值设定为180°。

需要说明的是，激光雷达每隔预定时间在一个新的扇面内发射至少一束第一雷达激光。通常来讲，激光雷达在一个扇面内发射至少一束第一雷达激光后的预定时间内，就可快速接收到该扇面内多个第一雷达激光被反射后得到的多个第二雷达激光，也即执行步骤202，在达到预定时间时才在另一扇面内同时发射至少一束第一雷达激光。

在步骤202中，接收至少一束被反射的第二雷达激光，确定每束第二雷达激光对应反射点的位置信息。

记录每次在一个扇面内发射同时第一雷达激光的发射时间，接收该扇面内多个第一雷达激光被反射后得到的多个第二雷达激光，记录每个第二雷达激光的接收时间以及接收方向。

对于每个第二雷达激光，根据该第二雷达激光的接收时间、接收方向以及该发射时间，确定该第二雷达激光对应的反射点的位置信息。其中，第二雷达激光对应的反射点为将第一雷达激光发射为该第二雷达激光的点，通常为车辆前方的路面上的一点或路面上物体表面上的一点，该物体对应车辆来讲是障碍物，例如，该物体可能是路面上的碎石。

本实施例以建立三维坐标来举例说明如何计算第二雷达激光对应反射点的位置信息，该三维坐标系的原点为发射第一雷达激光的发射点，三维坐标系的中的一维x轴与车身方向一致且指向车辆前进的方向，三维坐标系中另一维y轴指向车身右侧且与x轴垂直，三维坐标系中另一维z垂直于x轴、y轴所在平面且指向方向与重力方向相反。

由于光速为3×10⁸m/s远大于车辆的行驶速度，在计算反射点的位置信息可忽略车辆的行驶速度，忽略发射第一雷达激光的发射点与接收第二雷达激光的接收点之间的距离，也即默认车辆为静止，发射点与接收点的位置相同。如图4所示，从发射点41发射出第一雷达激光，第一雷达激光经反射点42的反射得到第二雷达激光，激光雷达仍然在发射点41接收到该第二雷达激光。则直接利用光速乘以接收时间与反射时间的时间差，将乘积除以2，得到该反射点与发射点之间的距离l分米。

根据反射点的三维坐标信息以及对应第二雷达激光的接收方向计算对应反射点的位置信息。以x、y、z轴的单位为分米来举例说明，仍旧参见图4，发射点41(也为接收点)的三维坐标为(0,4,2)，从反射点42反射一条第二雷达激光至发射点41，标号43指示的方向为第二雷达激光的接收方向，该接收方向与x、y轴所在平面的夹角为30°，与x、z所在平面平行，与y、z轴所在平面的夹角为60°，则反射点42的z轴坐标为2-l*sin30°，x轴的坐标为l*cos30°，y轴的坐标为4，则反射点42的三维坐标为(l*cos30°，4，2-l*sin30°)。

本步骤在实际实现时，也可采用本领域的现有技术精确计算反射点的位置信息，本实施例在此不再赘述，现有技术中提供的激光雷达就可精确计算反射点的位置信息。

在步骤203中，根据各个反射点的位置信息中确定凹陷区域以及凸起区域，将凹陷区域内反射点的位置信息确定为凹陷区域的描述数据，将凸起区域内反射点的位置信息确定为凸起区域的描述数据，凹陷区域以及凸起区域均为异常区域。

一般来讲，激光雷达被安装在固定位置，可见激光雷达发射第一雷达激光的发射点也在固定位置，发射点与平整路面之间的距离是固定的。若反射点与发射点之间的高度差大于该固定距离，则表明该反射点为凹陷路面上的一点；若反射点与发射点之间的高度差小于固定距离，则表明该反射点为路面上物体表面上的一点。

举例来讲，仍旧参见图4，发射点41与平整路面之间的固定距离为2分米。由于发射点41的三维坐标为(0,4,2)，反射点42的三维坐标为(l*cos30°，4，2-l*sin30°)，可见发射点与反射点之间的高度差为l*sin30°。若l*sin30°小于2，则表明该反射点为凹陷路面上的一点，位于凹陷区域；若l*sin30°大于2，则表明该反射点为路面上障碍物表面上的一点，位于凸起区域；若l*sin30°等于2，则表明该反射点为位于平整路面。

可选的，若考虑计算误差，在反射点与发射点之间的高度差数值减去固定距离，得到的差值大于第一数值时，则认为该反射点为凹陷路面上的一点，该反射点位于凹陷区域，将该反射点的位置信息确定为异常区域的描述数据；在反射点与发射点之间的高度差数值减去固定距离，得到的差值小于第二数值时，则认为该反射点为路面上物体表面的一点，该反射点位于凸起区域，将该反射点的位置信息确定为异常区域的描述数据。

在步骤204中，根据凸起区域的描述数据生成凸起区域内物体的图像，根据凹陷区域的描述数据生成凹陷区域内路面的图像。

获取到的凸起区域的描述数据可能包括多个凸起区域内反射点的位置信息，获取到的凹陷区域的描述数据也可能包括多个凹陷区域内反射点的位置信息。本步骤在实际实现时，利用增强现实(augmentedreality，ar)技术直接获取所有的描述数据，也即，所有凹陷区域内以及凸起区域内反射点的位置信息，根据这些位置信息可生成每个凹陷区域内路面的三维形状以及每个凸起区域内物体的三维形状。

需要说明的是，在利用ar技术根据各个反射点的位置信息自动描绘出各个异常区域内路面或路面上物体的三维形状后，可将该三维形状的俯视图、主视图作为该异常区域对应的图像。这里所讲的主视图是指相对于车辆驾驶员视觉的主视图。当然，也可将异常区域内路面或路面上物体的三维形状直接作为异常区域的对应的图像。

可选的，对于凹陷区域，可将凹陷区域对应三维形状的主视图或俯视图确定为凹陷区域内路面的图像；对于凸起区域，可将凸起区域对应三维形状的主视图确定为凸起区域内物体的图像。

步骤205和步骤207的执行不分先后顺序，可先执行步骤205，再执行步骤207，也可先执行步骤207，在执行步骤205，也可同时执行步骤205以及步骤207。但是，步骤206的执行在步骤205之后。

在步骤205中，根据凹陷区域的描述数据确定凹陷区域的参数信息，参数信息包括最大宽度、凹陷的深度中的至少一种。

在利用ar技术成功生成一个凹陷区域内路面的图像后，可确定生成该图像时所利用的多个反射点的位置信息，根据该多个反射点的位置信息确定凹陷区域的最大宽度和/或凹陷的深度。

举例说明如何确定凹陷区域的深度，从反射点的三维坐标信息中获取z轴坐标值最小的三维坐标信息，计算发射点与该三维坐标信息对应坐标点之间的高度差h1，获取发射点与平整路面之间的固定距离h2，利用h1-h2得到的差值为凹陷区域内路面凹陷的深度。

举例说明如何确定凹陷区域的最大宽度，将各个位置信息的z轴坐标值默认为0，根据各个位置信息计算出各个位置信息对应位置之间的距离，将计算出的最大距离确定为最大宽度。

在步骤206中，在参数信息满足预设条件时，将凹陷区域内路面的图像设置为预设的第一颜色。

其中，第一颜色可以由系统开发人员设定，也可由用户自定义；预设条件可以由系统开发人员设定，也可由用户自定义。

例如，以预设条件为最大宽度大于0.4分米、第一颜色为红色来举例说明，在凹陷区域的最大宽度为1.2分米时，将凹陷区域内路面的图像的颜色设定为红色。

再例如，预设条件为最大宽度大于10分米、凹陷的深度大于5分米、第一颜色为红色来举例说明，在凹陷区域的最大宽度为12分米、凹陷的深度为5分米，则凹陷区域内路面的图像的颜色设定为红色。

在步骤207中，根据凸起区域的描述数据确定凸起区域内物体的高度，在凸起区域内物体的高度达到预定高度时，将物体的图像的颜色设置为预设的第二颜色。

其中，第二颜色可以由系统开发人员设定，也可由用户自定义，预定高度可以由系统开发人员设定，也可由用户自定义。

在利用ar技术成功生成一个凸起区域内路面上物体的图像后，可确定生成成该图像时所利用的多个反射点的位置信息，从该多个反射点的位置信息中确定出高度最高的反射点，计算高度最高的反射点与平整地面之间的距离，若该距离大于预定高度，说明凸起区域内物体的高度过高，此时需要特别提醒驾驶人员注意，将凸起区域内物体的图像的颜色设置为预设的第二颜色

举例来讲，获取z轴坐标值最高的反射点，z轴坐标值为该反射点与平整地面之间的距离，在该z轴坐标值大于预定距离时，将凸起区域内物体的图像的颜色设置为预设的蓝色。

在步骤208中，根据每个异常区域的描述数据确定该异常区域与车辆之间的距离，根据该距离确定该异常区域对应图像在挡风玻璃上的投射位置，向投射位置投射该图像。

对于每一异常区域，可从选取该异常区域内任一反射点，根据该反射点的位置信息计算该反射点与车辆之间的距离，将该距离确定为异常区域与车辆之间的距离。举例来讲，将反射点的x轴坐标值确定为该反射点与车辆之间的距离。

可选的，在选取异常区域内一反射点时，可选取与车辆之间距离最大的反射点，也可选取在车辆前进方向上与车辆之间距离最大的反射点。举例来讲，选取x轴坐标值最大的反射点。

本地存储有距离与投射角度对应的关系，这里所讲的投射角度是指投射图像时的投射方向与水平方向之间的夹角。其中，每个投射角度对应于挡风玻璃上的一个投射位置，该投射角度对应投射方向指向该投射位置。

举例来讲，例如距离40m至25m对应的投射角度为2°，例如距离25m至20m对应的投射角度为3°，在距离20m至10m对应的投射角度为4°，在距离10m至7.5m对应的投射角度为5°，距离小于7.5m时投射角度为6°。

本步骤的实现可以为：确定异常区域与车辆之间的距离，确定与该距离对应的投射角度，在该投射角度对应投射方向上投射该异常区域对应的图像。使得驾驶员可根据异常区域对应图像在挡风玻璃上的位置，预计该异常区域与车辆之间的距离。

举例来讲，利用平视显示器51(headupdisplay，hud)投射图像，请参见图5，若一个凸起区域距离车辆的距离为23m，一凹陷区域距离车辆的距离为11m，则以投射角度为3°在挡风玻璃上52投射该凸起区域内物体的图像，以投射角度为4°在挡风玻璃上52投射该凹陷区域内图像。

综上所述，本公开实施例中提供的路面状况提示方法，通过获取车辆前方路面上异常区域的描述数据，根据异常区域的描述数据生成异常区域内凹陷路面的图像或路面上障碍物的图像，将生成的图像投射在车辆的挡风玻璃，以提示驾驶员车辆前方路面的状况，解决了驾驶员难以驾驶汽车躲避前方的坑洼以及障碍物的问题，达到了提高行车安全性的效果。

通过在凹陷区域的最大宽度和/或凹陷的深度满足预设条件时，认为凹陷区域的面积比较大，容易导致行车危险，此时以预设的颜色作为凹陷区域内路面的图像的颜色，以提示驾驶员车辆前方路面的凹陷区域容易造成行车危险，以使驾驶员减速行驶以及躲避该凹陷区域。

下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。

图6是根据一示例性实施例示出的一种路面状况提示装置的框图，如图6所示，该路面状况提示装置可以包括：激光雷达模块610、增强现实模块620和抬头显示模块630。

激光雷达模块610，用于获取车辆前方路面上异常区域的描述数据，该异常区域包括凹陷区域和/或凸起区域，凹陷区域的描述数据用于描述该凹陷区域内路面的形状以及该凹陷区域的位置，凸起区域的描述数据用于描述该凸起区域内路面上物体的形状以及该凸起区域的位置；

增强现实模块620，用于根据描述数据生成异常区域内路面或路面上物体的图像；

抬头显示模块630，用于将增强现实模块620生成的图像投射在该车辆的挡风玻璃上。

可选的，激光雷达模块610，还用于向车辆前进方向发射多束第一雷达激光，该多束第一雷达激光形成多个扇面，每个扇面内部分第一雷达激光射向路面且该扇面所在的平面垂直于路面；

激光雷达模块610，还用于接收至少一束被反射的第二雷达激光，确定每束第二雷达激光对应反射点的位置信息；

增强现实模块620，还用于根据激光雷达模块610确定出的各个反射点的位置信息中确定异常区域，将异常区域内反射点的位置信息确定为描述数据。

可选的，增强现实模块620，还用于：根据凹陷区域的描述数据确定凹陷区域的参数信息，参数信息包括最大宽度、凹陷的深度中的至少一种：在参数信息满足预设条件时，将凹陷区域内路面的图像设置为预设的第一颜色。

可选的，增强现实模块620，还用于：根据凸起区域的描述数据确定凸起区域内物体的高度；在凸起区域内物体的高度达到预定高度时，将该物体的图像的颜色设置为预设的第二颜色。

可选的，所述增强现实模块620，还用于根据异常区域的描述数据确定异常区域与车辆之间的距离；增强现实模块620，还用于根据该距离确定该图像在该挡风玻璃上的投射位置；抬头显示模块630，还用于向增强现实模块620确定出的投射位置投射该图像。

需要说明的一点是，本实施例中激光雷达模块610所实现的功能由激光雷达实现，增强现实模块620所实现的功能由处理器利用ar技术实现，抬头显示模块630所实现的由hud实现。

综上所述，本公开实施例中提供的路面状况提示装置，通过获取车辆前方路面上异常区域的描述数据，根据异常区域的描述数据生成异常区域内凹陷路面的图像或路面上障碍物的图像，将生成的图像投射在车辆的挡风玻璃，以提示驾驶员车辆前方路面的状况，解决了驾驶员难以驾驶汽车躲避前方的坑洼以及障碍物的问题，达到了提高行车安全性的效果。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。