车辆驾驶辅助系统和方法与流程

本发明涉及车辆驾驶辅助领域。更具体地，本发明涉及车辆驾驶辅助系统和方法。

背景技术

车辆在不平路面行驶时会产生颠簸或晃动，这可能导致损坏车辆，此外还给车辆上的驾驶员和乘员带来不舒适的乘坐体验。为了解决该问题，通常，车辆上安装有不平路面检测装置和预警控制装置。不平路面检测装置用于检测路面是否平整，并且如果检测到路面不平整，则预警控制装置控制车辆向驾驶员提示路面不平整。由此，驾驶员操纵车辆减速以缓慢经过不平整的路面或者操纵车辆转向以避开不平整的路面，从而减轻车辆的损坏并且向驾驶员和乘员提供舒适的乘坐体验。

然而，当其他车辆在主车辆的前方行驶时，会遮挡该主车辆前方的路面。如果该主车辆距离其他车辆较近，当该主车辆的不平路面检测装置检测到由其他车辆驶过的路面不平整时，该主车辆已经来不及进行减速或转向，从而行驶经过不平路面。此外，用于对路面的平整性进行检测的不平路面检测装置成本较高。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提出了能够检测车辆周围较大范围路面的平整性并且成本较低的车辆驾驶辅助系统和方法。

根据本发明的一方面，提供了一种车辆驾驶辅助系统，其包括：摄像装置，其被构造为拍摄主车辆周围预定范围内的图像；分析装置，其被构造为根据图像分析在预定时间间隔内图像中的其他车辆的运动；和判定装置，其被构造为根据其他车辆的运动来判定其他车辆所行驶的路面是否平整。

根据本发明的优选实施例，分析装置被构造为根据图像分析在预定时间间隔内其他车辆的至少一个特定部分的竖直位移；并且判定装置被构造为根据至少一个特定部分的竖直位移来判定其他车辆所行驶的路面是否平整。

根据本发明的优选实施例，分析装置被构造为：根据在预定时间间隔内图像中的其他车辆的特定部分相对于图像中的静止参照物的位置变化来分析竖直位移。

根据本发明的优选实施例，车辆驾驶辅助系统还包括检测装置，其被构造为检测主车辆的运动；和补偿装置，其被构造为基于主车辆的运动对图像进行补偿，其中，分析装置被构造为根据在预定时间间隔内经过补偿的图像中的其他车辆的特定部分的高度变化来分析竖直位移。

根据本发明的优选实施例，判定装置被构造为：如果至少一个特定部分的竖直位移中的至少一者的大小大于阈值，则判定其他车辆所行驶的路面不平整。

根据本发明的优选实施例，其他车辆的特定部分为其他车辆的至少一个车轮。

根据本发明的优选实施例，静止参照物为图像中的路面或图像中的与路面保持相对静止的物体。

根据本发明的优选实施例，车辆驾驶辅助系统还包括预警控制装置，其被构造为如果判定路面不平整则执行预警控制。

根据本发明的优选实施例，预警控制包括控制主车辆发出预警信号和/或控制主车辆执行自动转向和/或自动制动。

根据本发明的优选实施例，预警信号包括视觉预警信号、听觉预警信号和触觉预警信号中的至少一者。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括根据本发明的以上实施例所述的车辆驾驶辅助系统。

根据本发明的另一方面，提供了一种车辆驾驶辅助方法，其包括以下步骤：拍摄主车辆周围预定范围内的图像；根据图像分析在预定时间间隔内图像中的其他车辆的运动；和根据其他车辆的运动来判定其他车辆所行驶的路面是否平整。

根据本发明的优选实施例，根据图像分析在预定时间间隔内其他车辆的至少一个特定部分的竖直位移；并且根据至少一个特定部分的竖直位移来判定其他车辆所行驶的路面是否平整。

根据本发明的优选实施例，分析竖直位移的步骤包括：根据在预定时间间隔内图像中的其他车辆的特定部分相对于图像中的静止参照物的位置变化来分析竖直位移。

根据本发明的优选实施例，车辆驾驶辅助方法还包括：检测所述主车辆的运动；和基于所述主车辆的运动对所述图像进行补偿，其中，分析竖直位移的步骤包括根据在预定时间间隔内经过补偿的图像中的其他车辆的特定部分的高度变化来分析竖直位移。

根据本发明的优选实施例，判定路面是否平整的步骤包括：如果至少一个特定部分的竖直位移中的至少一者的大小大于阈值，则判定其他车辆所行驶的路面不平整。

根据本发明的优选实施例，其他车辆的特定部分为其他车辆的至少一个车轮。

根据本发明的优选实施例，静止参照物为图像中的路面或图像中的与路面保持相对静止的物体。

根据本发明的优选实施例，车辆驾驶辅助方法还包括：如果判定路面不平整则执行预警控制。

根据本发明的优选实施例，预警控制包括控制主车辆发出预警信号和/或控制主车辆执行自动转向和/或自动制动。

根据本发明的优选实施例，预警信号包括视觉预警信号、听觉预警信号和触觉预警信号中的至少一者。

根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助系统和方法能够检测主车辆周围较大范围的路面的平整性并且成本较低。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助系统的示意图。

图2是示出根据本发明的实施例的主车辆在不平路面上行驶的示意图。

图3是示出根据本发明的实施例的主车辆在不平路面上行驶的示意图。

图4a是示出根据本发明的实施例的其他车辆的左后轮在t1时刻相对于路面的位置的示意图。

图4b是示出根据本发明的实施例的其他车辆的左后轮在t2时刻相对于路面的位置的示意图。

图5a是示出根据本发明的实施例的其他车辆的左后轮在t3时刻的高度的示意图。

图5b是示出根据本发明的实施例的其他车辆的左后轮在t4时刻的高度的示意图。

图6是示出根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术效果更加清楚，下面将参照附图描述本发明的实施例。然而，应当理解，以下的详细描述旨在说明本发明的原理，并且本发明并不限于优选实施例。本发明的保护范围由所附权利要求书来限定。

根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助系统能够安装或应用于车辆，以便在车辆行驶时为驾驶员或车辆提供驾驶辅助。本文中的车辆例如可以是使用内燃机作为驱动源的内燃机汽车，可以是使用电动机作为驱动源的电动汽车或燃料电池汽车，也可以是使用内燃机和电动机作为驱动源的混合动力汽车，或者可以是包括其他驱动源的汽车。

图1是示出根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助系统的示意图。如图1所示，车辆1包括车辆驾驶辅助系统100。车辆驾驶辅助系统100可以与车辆1的其他部件彼此连接和通信。为了简明起见，车辆1中公知的动力和操纵装置、传动系统等部件未在图1中示出。

根据本发明的一些实施例，车辆驾驶辅助系统100包括摄像装置110、分析装置120和判定装置130。根据本发明的某些实施例，车辆驾驶辅助系统还包括检测装置140、补偿装置150和预警控制装置160。

摄像装置110用于拍摄主车辆周围预定范围内的图像。根据本发明的实施例，摄像装置110可以包括一个或多个摄像单元，以分别拍摄主车辆周围的场景的图像。摄像单元可以安装在车辆上便于拍摄车辆周围环境的任意位置。例如，摄像单元可以安装在车辆的前部、后部、侧部、顶部或上述各项的任意组合。根据本发明的实施例，摄像单元可以是数字摄像单元。摄像单元中每一者可以是可见光摄像单元、红外摄像单元或者上述两者的组合。

根据本发明的实施例，当主车辆沿预定方向行驶时，摄像装置110可以沿主车辆的行驶方向拍摄图像。例如，当主车辆向前方行驶时，摄像装置110沿主车辆前方方向拍摄图像。当主车辆倒车时，摄像装置110沿主车辆的后方方向拍摄图像。当主车辆向左或向右转向时，摄像装置110沿主车辆的左方方向或右方方向拍摄图像。应当理解，当车辆沿预定方向行驶时，摄像装置110还可以沿主车辆的行驶方向之外的其他一个或多个方向拍摄图像，例如，摄像装置110可以拍摄主车辆四周的场景的图像。

分析装置120被构造为根据该图像分析在预定时间间隔内图像中的其他车辆的运动。分析装置120可以与摄像装置110有线或无线通信。

在本文中，其他车辆可以包括机动车和非机动车。机动车是以动力装置驱动或者牵引的轮式车辆，例如，汽车、摩托车、拖拉机等。非机动车是以人力或畜力驱动的轮式车辆，例如，自行车、三轮车、手推车、马车等。

根据本发明的实施例，其他车辆可以为图像中的所有的运动的车辆或者可以为沿主车辆的行驶方向行驶并且离主车辆最近的车辆。

当其他车辆在路面上行驶时，由于路面不平整，其他车辆的运动状态会发生改变。图2和图3是示出其他车辆10在不平路面上行驶的示意图。如图2所示，道路上具有凹坑20。在其他车辆10的左后轮从凹坑边缘行驶到凹坑最低点的过程中，左后轮的高度降低，并且车身向左倾斜。如图3所示，路面上具有条状减震带30。在其他车辆10的左后轮和右后轮从减震带的最低点行驶到最高点的过程中，两后轮升高，并且车身产生前倾。分析装置120能够分析其他车辆的各种运动，例如，其他车辆的特定部分(例如，车轮)的向上或向下移动、车身的俯仰运动或侧倾运动等。基于分析装置120所分析的其他车辆的运动能够判定出路面是否平整。

根据本发明的实施例，预定时间间隔可以是根据经验得到的时间间隔或者是通过机器学习算法计算得出的时间间隔。例如，预定时间间隔可以为0.5秒，或者可以为其他合适的时间间隔。预定时间间隔不能太小，以防将不影响车辆乘坐舒适度的具有较小凹陷或凸起的路面检测为不平路面。预定时间间隔不能太大，以防止将不影响车辆乘坐舒适度的平缓上下坡路面检测为不平路面，或者防止漏检测一些不平整路段等。

根据本发明的实施例，分析装置120被构造为根据图像分析在预定时间间隔内其他车辆的至少一个特定部分的竖直位移。根据本发明的实施例，其他车辆的特定部分为其他车辆的至少一个车轮。根据本发明的实施例，特定部分为其他车辆的能够在图像中显示的部分。以四轮汽车为例，当该汽车(即，其他车辆)在主车辆正前方行驶时，由于该汽车的两前轮分别被两后轮遮挡，图像中只显示该汽车的左后轮和右后轮。在该情况下，特定部分为左后轮和右后轮，分析装置120分别分析左后轮和右后轮两个部分的竖直位移。

在上述实施例中，描述了特定部分为至少一个车轮。然而，应当理解，特定部分并不限于此并且可以为在图像中显示的其他车辆的任意部分。例如，特定部分可以为后视镜或后车灯。

在上述实施例中，描述了特定部分包括主车辆的多个相同类型的部分。然而，应当理解，特定部分也可以包括主车辆的多个不同类型的部分。例如，特定部分可以为车轮、后视镜和后车灯中至少两者的组合。

在一个示例中，分析装置120根据在预定时间间隔内图像中的其他车辆的特定部分相对于图像中的静止参照物的位置变化来分析竖直位移。

在本文中，静止参照物是指图像中的道路或相对于图像中的道路静止的物体。例如，静止参照物为图像中所包含的建筑物、树木、路灯、停在路边的车辆等。

以图4a和图4b为例进行说明，图4a和图4b是示出在t1和t2时刻其他车辆的左后轮40相对于路面50的位置的示意图。其中，t2时刻是从t1时刻开始经过预定时间间隔后的时刻。在该示例中，其他车辆的特定部分为其他车辆的两后轮，并且静止参照物为图像中的路面50。在图4a中，其他车辆的左后轮40与路面50相接触。在该情况下，左后轮40的中心距离路面50的距离为d1。在图4b中，道路上存在深0.1m的凹坑60，左后轮40向下移动到凹坑60的最低点处。在该情况下，左后轮40的中心距离路面50的距离为d2。通过比较距离d1和d2可知，左后轮40相对于路面50向下移动了0.1m(d2-d1)，因此左后轮的竖直位移的大小为0.1m。

检测装置140能够检测主车辆的运动。检测装置140安装在主车辆上并且可以包括检测车速的车速传感器、检测加速度的加速度传感器、检测高度的高度传感器(例如，悬架高度传感器)以及其他适合的传感器，以获取主车辆的运动数据。

补偿装置150能够基于检测装置140所检测到的主车辆的运动对摄像装置110拍摄的图像进行补偿。如果主车辆的运动发生变化，则导致摄像装置110拍摄的图像中显示的场景也发生变化。因此，需要基于主车辆的运动对图像进行补偿。例如，当主车辆从凹坑60的边缘行驶至凹坑的最低点时，检测装置140检测到主车辆向下移动。在该情况下，由于摄像装置110所拍摄的图像中的场景相比于主车辆向下移动之前摄像装置110所拍摄的图像中场景也向下移动，因此其他车辆的特定部分在图像中的高度会升高。因此，需要对该图像进行补偿，使得补偿后的图像中显示的场景为如同主车辆在平整路面50上行驶时摄像装置110所拍摄到的图像中的场景。

分析装置120可以根据在预定时间间隔内经过补偿的图像中的其他车辆的特定部分的高度变化来分析竖直位移。以图5a和图5b为例进行说明，图5a和图5b是示出在t3和t4时刻其他车辆的左后轮40的高度的示意图。其中，t4时刻是从t3时刻开始经过预定时间间隔后的时刻。在该示例中，特定部分为其他车辆的两后轮。如图5a所示，其他车辆的左后轮40与路面50相接触。在该时刻处，左后轮40的高度为d3。在图5b中，路面50上存在0.1m高的凸起70，左后轮40向上移动到凸起70的最高点处。在该时刻处，左后轮40的高度为d4。通过比较高度d3和d4可知，左后轮40的高度升高了0.1m(d4-d3)，因此左后轮40的竖直位移为0.1m。应当理解，附图所示的示例只是为了便于说明，并不代表真实的比例。

判定装置130用于基于在预定时间间隔内其他车辆的运动来判定其他车辆所行驶的路面是否平整。根据本发明的实施例，判定装置130用于基于在预定时间间隔内其他车辆的至少一个特定部分的竖直位移来判定其他车辆所行驶的路面是否平整。具体而言，判定装置130被构造为如果至少一个特定部分的竖直位移中的至少一者的大小大于阈值，则判定其他车辆所行驶的路面不平整；如果至少一个特定部分的竖直位移中的至少一者的大小小于或等于阈值，则判定其他车辆所行驶的路面平整。

在上述实施例中，描述了根据其他车辆的特定部分的竖直位移来判定其他车辆所行驶的路面是否平整的技术方案。然而，本发明并不限于此。还可以根据其他车辆的其他类型的运动来判定路面是否平整。例如，可以根据在预定时间间隔内其他车辆的特定部分(例如，车顶平面)的角度变化来判定其他车辆所行驶的路面是否平整。如果角度变化大于阈值，则判定路面不平整。

预警控制装置160被构造为如果判定装置130判定其他车辆所行驶的路面不平整，则执行预警控制。根据本发明的实施例，预警控制包括控制主车辆发出预警信号，以提示驾驶员注意不平整的路面。预警信号可以包括视觉预警信号、听觉预警信号和触觉预警信号中的至少一者。

具体而言，预警控制装置160可以控制安装在主车辆上的车载显示器以使其显示图像信息、文字信息及其结合，从而向驾驶员发出视觉预警信号。此外，预警控制装置160可以控制安装在主车辆的仪表盘上的led等发光元件以使其亮灯或闪烁，从而向驾驶员发出视觉预警信号。车载显示器包括抬头显示器、车辆导航系统的显示器、安装或连接到主车辆的任何其他显示器。优选地，显示在车载显示器上的视觉预警信号包括被突出地显示的不平路面的图像。预警控制装置160还可以控制安装在主车辆上的扬声器、蜂鸣器、喇叭等扬声器系统发出听觉预警信号。另外，预警控制装置160还可以控制驾驶员座椅、方向盘等振动以向驾驶员发出触觉预警信号。

根据本发明的实施例，预警控制可以包括控制主车辆执行自动制动或自动转向。

与现有技术的通过直接检测路面的平整性的不平路面检测装置来判定路面是否平整的系统相比，根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助系统通过检测主车辆周围的其他车辆的运动来间接地判定路面是否平整，因此能够检测被其他车辆遮盖的路面的不平整性，从而能够检测到较大面积的路面的平整性。此外，根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助系统无需昂贵的不平路面检测装置，成本较低。

图6是示出根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助方法的流程图。接着，参照图6，对根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助方法进行描述。

在步骤s210中，拍摄主车辆周围预定范围内的图像。根据本发明的实施例，沿主车辆行驶的方向拍摄图像。例如，当主车辆向前方行驶时，沿主车辆前方方向拍摄图像。当主车辆倒车时，沿主车辆的后方方向拍摄图像。当主车辆向左或向右转向时，沿主车辆的左方方向或右方方向拍摄图像。接着，处理进行至步骤s220。

在步骤s220中，根据图像分析在预定时间间隔内图像中的其他车辆的运动。根据本发明的实施例，根据图像分析在预定时间间隔内其他车辆的至少一个特定部分的竖直位移。在一个示例中，根据在预定时间间隔内图像中的其他车辆的特定部分相对于图像中的静止参照物的位置变化来分析竖直位移。在上文中，已经对该竖直位移的分析方法进行了详细的说明，故在此不再赘述。接着，处理进行至步骤s230。

在步骤s230中，根据其他车辆的运动来判定其他车辆所行驶的路面是否平整。根据本发明的实施例，根据其他车辆的至少一个特定部分的竖直位移来判定其他车辆所行驶的路面是否平整。如果至少一个特定部分的竖直位移中的至少一者的大小大于阈值，则判定其他车辆所行驶的路面不平整。如果至少一个特定部分的竖直位移中的至少一者的大小小于或等于阈值，则判定其他车辆所行驶的路面平整。接着，处理进行至步骤s240。

在步骤s240中，如果判定路面不平整则执行预警控制。预警控制可以包括控制主车辆发出预警信号。根据本发明的实施例，预警信号包括视觉预警信号、听觉预警信号和触觉预警信号中的至少一者。在上文中，已经对视觉预警信号、听觉预警信号和触觉预警信号进行了详细的描述，故在此不再赘述。预警控制可以包括控制主车辆执行自动转向和/或自动制动。

附加地，车辆驾驶辅助方法还包括步骤s250和步骤s260(未示出)。在步骤s250中，检测主车辆的运动。在步骤s260中，基于主车辆的运动对图像进行补偿。步骤s250可以在步骤s210之前执行，或者在步骤s210之后和步骤s220之前执行。步骤s260在步骤s220之前执行。分析竖直位移的步骤s220可以包括：根据在预定时间间隔内经过补偿的图像中的其他车辆的特定部分的高度变化来分析竖直位移。在上文中，已经对检测方法、图像补偿方法和竖直位移的分析方法进行了详细的说明，故在此不再赘述。

与现有技术的通过直接检测路面的平整性的不平路面检测装置来判定路面是否平整的方法相比，根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助方法通过检测主车辆周围的其他车辆的运动来间接地判定路面是否平整，因此能够检测被其他车辆遮盖的路面的不平整性，从而能够检测到较大面积的路面的平整性。此外，根据本发明的实施例的车辆驾驶辅助方法成本较低。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法，并且还包括在不脱离本发明的范围内的修改和替换例。本发明的范围仅由权利要求书来限定。