本发明涉及用于辅助车辆停泊的系统和方法，更具体地，本发明涉及用于辅助车辆停泊在路缘上的系统和方法。
背景技术：
在驾驶员想要将车辆停泊在路缘上的情形中，实际上该驾驶员面临若干挑战。图1示出将车辆停泊在路缘上的示例。如图1所示，车辆1向右转向并且向前行驶以使车辆的右前部分位于路缘2的上方，之后，在驾驶员的操纵下，车辆1向左转向并且继续向前行驶，以期望使车辆与路缘2平行地停泊在路缘2上，当车辆1向左转向过度或者向左转向过早时，车辆1可能从路缘2上落下，从而导致车辆1未能成功地停泊在路缘2上。图2示出将车辆停泊在路缘上的另外示例。图2所示的示例与图1所示的示例类似，不同之处在于，图2示出了当车辆1向左转向不足或向左转向过晚时，车辆1的左前轮11的车轮内侧和左后轮12的车轮内侧可能刮擦路缘2，从而导致左前轮11和左后轮12两者的车轮内侧受到路缘2的损害。
因此，期望一种能够防止车轮内侧受到路缘的损害的辅助车辆停泊在路缘上的方法和系统。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种能够防止车轮内侧受到路缘的损害的辅助车辆停泊在路缘上的方法和系统。
根据本发明的一方面，提供一种用于辅助车辆停泊在路缘上的系统，该系统包括：
检测单元，其用于检测车辆的周围环境中是否存在路缘；
选择单元，其用于基于检测到的路缘，选择在朝向路缘行驶时车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮；
获取单元，其用于实时地获取目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离和相对角度；
判断单元，其用于判断最小距离是否小于第一阈值，并且判断相对角度是否小于第二阈值；以及
执行单元，其用于响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，执行防止目标车轮受到路缘的损害的动作。
根据本发明的实施例，执行单元包括转向驱动装置，转向驱动装置被配置为用于响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，驱动车辆朝向使目标车轮远离路缘的方向转向。
根据本发明的实施例，执行单元包括倒车驱动装置，倒车驱动装置被配置为响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，驱动车辆向后行驶。
根据本发明的实施例，该系统还包括判定单元，判定单元被配置为用于判定在朝向路缘行驶时车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮中最靠近路缘的目标车轮，获取单元用于实时地获取最靠近路缘的目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离和相对角度。
根据本发明的实施例，获取单元包括检测装置。
根据本发明的实施例，该系统还包括报警单元，报警单元被配置为用于响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，向驾驶员报警。
根据本发明的实施例，报警单元包括视觉报警装置和/或声学报警装置和/或触觉报警装置。
根据本发明的实施例，该系统还包括激活单元，激活单元被配置为用于响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，激活转向驱动装置从而自动地驱动车辆朝向使目标车轮远离路缘的方向转向。
根据本发明的另一方面，提供一种用于辅助车辆停泊在路缘上的方法，该方法包括以下步骤：
检测车辆的周围环境中是否存在路缘；
基于检测到的路缘，选择在朝向路缘行驶时车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮；
实时地获取目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离和相对角度；
判断最小距离是否小于第一阈值，并且判断相对角度是否小于第二阈值；以及
响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，执行防止目标车轮的车轮内侧受到路缘的损害的动作。
根据本发明的实施例，响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，驱动车辆朝向使目标车轮远离路缘的方向转向。
根据本发明的实施例，响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，驱动车辆向后行驶。
根据本发明的实施例，该方法还包括以下步骤，判定在朝向路缘行驶时车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮中最靠近路缘的目标车轮，实时地获取最靠近路缘的目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离和相对角度。
根据本发明的实施例，通过检测装置实时地获取目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离。
根据本发明的实施例，该方法还包括以下步骤，响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，向驾驶员报警。
根据本发明的实施例，报警包括视觉报警和/或声学报警和/或触觉报警。
根据本发明的实施例，响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，自动地驱动车辆朝向使目标车轮远离路缘的方向转向。
根据本发明的辅助车辆停泊在路缘上的方法和系统能够防止车轮内侧受到路缘的损害，从而确保车轮的较长使用寿命和车辆的安全行驶。
附图说明
图1示出将车辆停泊在路缘上的示例。
图2示出将车辆停泊在路缘上的另外示例。
图3示出根据本发明的实施例的用于辅助车辆停泊在路缘上的系统的示意图。
图4示出根据本发明的实施例的用于辅助车辆停泊在路缘上的方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图描述根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的方法和系统的具体实施方式。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的保护范围由权利要求书限定。
根据本发明的实施例的用于辅助车辆停泊在路缘上的系统可以安装在车辆上或应用于车辆，以在车辆需要停泊在路缘上时为车辆提供帮助。
图3示出根据本发明的实施例的用于辅助车辆停泊在路缘上的系统的示意图。以下参照图3介绍根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的系统。
如图3所示，根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的系统300包括检测单元310、选择单元320、获取单元330、判断单元340和执行单元350。
以下，对上述单元进行详细地介绍。
检测单元310用于检测车辆的周围环境中是否存在路缘。根据本发明的实施例，检测单元310可以包括彼此通信的传感器和信号处理模块。传感器可以包括超声波传感器、激光传感器、雷达传感器、摄像头等；信号处理模块用于处理来自传感器的信号。
在检测单元310包括摄像头和信号处理模块的示例中，可以使用安装在车辆上(例如，车辆前方)的摄像头获得车辆周围的物体的静态图像和视频。然后，摄像头和信号处理模块进行有线/无线通信从而将静态图像和视频传递到信号处理模块。接下来，信号处理模块对静态图像和视频进行处理和分析，例如，如果信号处理模块(1)在静态图像中识别到存在具有直线边缘的物体；并且(2)在视频中确定该物体具有超过一定数值(例如，5cm)的高度，则该物体可以被确定为路缘。
在检测单元310包括激光传感器和信号处理模块的示例中，可以使用安装在车辆上(例如，车辆前方)的激光传感器获得车辆周围的物体经过三维重建后的立体图像。然后，信号处理模块对上述立体图像进行处理和分析，例如，如果确定立体图像中存在直线型物体并且该物体具有超过一定数值(例如，5cm)的高度，则该物体可以被确定为路缘。本领域技术人员能够理解，在上述实施例中也可以选择超声波传感器等其他传感器替换激光传感器。
选择单元320用于基于检测到的路缘，选择在朝向路缘行驶时车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮。根据本发明的实施例，选择单元320可以包括安装在每个车轮的内侧和外侧的传感器(例如，雷达传感器)，选择单元基于每个车轮的两个传感器与路缘之间的相对距离的检测结果，选择出车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮。根据本发明的另外实施例，选择单元还可以基于车辆的转向和/或车辆和路缘之间的相对位置关系等条件，采用数值算法选择出车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车辆。
获取单元330用于实时地获取目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离和相对角度。术语“实时地”是指两次连续的获取动作之间的时间间隔小于时间阈值(例如，20毫秒)。根据本发明的实施例，获取单元330可以包括检测装置。检测装置可以包括彼此通信的传感器和信号处理模块，传感器可以包括超声波传感器、激光传感器、雷达传感器、摄像头等；信号处理模块用于处理来自传感器的信号。此外，获取单元330还可以包括模拟预测装置和计算装置，该模拟预测装置可以被配置为根据车辆的行驶参数来模拟和预测车辆的行驶轨迹，以及，该计算装置根据接收到的车辆的行驶轨迹和路缘的位置计算目标车轮的车轮内侧相对于路缘的最小距离和相对角度。
在获取单元330的一个示例中，其包括检测装置、模拟预测装置和与上述两个装置通信的计算装置。首先，获取单元330检测车辆的周围环境中是否存在路缘，具体地，可以使用安装在车辆上(例如，车头前方或反光镜下)的传感器(例如，摄像头、激光传感器或超声波传感器)检测车辆的周围环境中是否存在路缘，并且，将与检测到的路缘的位置有关的数据传递到计算装置。与此同时，计算装置通过以上传感器持续地追踪检测到的路缘并存储与检测到的路缘的位置有关的数据。然后，获取单元330的模拟预测装置根据车辆的行驶参数(例如，由轮速传感器、转向传感器等信号获得的参数)实时地模拟和预测车辆的目标车轮的行驶轨迹，并且将与车辆的目标车轮的行驶轨迹有关的数据传递到计算装置。当计算装置计算得出车辆在车身长度方向上部分地或全部地覆盖路缘时，计算装置根据车辆的行驶轨迹和路缘的位置计算目标车轮的车轮内侧相对于路缘的最小距离和相对角度。
在获取单元330包括检测装置的另外示例中，可以使用安装在车辆上(例如，车辆底盘)的激光传感器或超声波传感器或其他合适的传感器获得车轮以及车轮周围的物体经过三维重建后的立体图像。然后，信号处理模块对上述立体图像进行处理和分析，例如，首先识别出目标车轮和路缘，然后，计算目标车轮和路缘之间的最小距离。识别目标车轮的原理类似于以上描述的信号处理模块识别路缘的原理，因此这里不再赘述。
在获取单元330包括检测装置的另外示例中，可以使用安装在车辆的特定位置(例如，目标车轮的轮毂)上的激光传感器或超声波传感器或雷达传感器或其他合适的传感器获得该传感器和路缘之间的相对距离，以作为目标车轮的车轮内侧相对于路缘的最小距离。
在获取单元330包括检测装置的另外示例中，可以使用安装在车辆上(例如，车辆底盘)的摄像头获得车轮以及车轮周围的物体的静态图像。然后，摄像头和信号处理模块有线/无线通信从而将静态图像传递到信号处理模块。接下来，信号处理模块对上述静态图像进行处理和分析，例如，信号处理模块首先识别出目标车轮和路缘，然后，信号处理模块计算目标车轮和路缘之间的相对角度。信号处理模块识别目标车轮的原理类似于以上描述的信号处理模块识别路缘的原理，因此这里不再赘述。
判断单元340用于判断最小距离是否小于第一阈值，并且判断相对角度是否小于第二阈值。根据本发明的实施例，判断单元340可以与获取单元330有线/无线通信以获得最小距离和相对角度，并且，判断单元340中已经存储第一阈值和第二阈值，在此基础上，判断单元340判断最小距离是否小于第一阈值，并且判断相对角度是否小于第二阈值。
执行单元350用于响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，执行防止目标车轮受到路缘的损害的动作。
根据本发明的实施例，执行单元350可以包括转向驱动装置，该转向驱动装置用于响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，驱动车辆朝向使目标车轮远离路缘的方向转向。例如，在图2所示的情形中，当判断单元340判断为车辆1的目标车轮(左前轮)与路缘2之间的最小距离小于第一阈值，并且判断为车辆1的目标车轮与路缘2之间的相对角度小于第二阈值时，执行单元350的转向驱动装置被激活并且基于该判断使得车辆向右转向行驶一定距离(例如，10厘米)，以使目标车轮远离路缘，从而避免左前轮受到路缘的损害。
可选地，该系统还包括激活单元，该激活单元可以用于响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，激活转向驱动装置从而自动地驱动车辆朝向使目标车轮远离路缘的方向转向。因此，在图2所示的情形中，当判断单元340判断为车辆1的目标车轮(左前轮)与路缘2之间的最小距离小于第一阈值，并且判断为车辆1的目标车轮与路缘2之间的相对角度小于第二阈值时，在激活单元的激活下转向驱动装置使得车辆向右转向行驶一定距离(例如，10厘米)，从而使得目标车轮能够自动地远离路缘。可替换地，也可以选择在驾驶员的操作下驱动车辆朝向使目标车轮远离路缘的方向转向，并且驾驶员根据经验和/或当前条件决定车辆在远离路缘的方向上行驶的距离。
根据本发明的另外实施例，执行单元350可以包括倒车驱动装置，该倒车驱动装置响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，驱动车辆向后行驶。例如，在图2所示的情形中，当判断单元340判断为车辆1的目标车轮(例如，左前轮)与路缘2之间的最小距离小于第一阈值，并且判断为车辆1的目标车轮与路缘2之间的相对角度小于第二阈值时，执行单元350的倒车驱动装置被激活并且基于该判断使得车辆自动地向后行驶一定距离(例如，10厘米)，以使目标车轮远离路缘，从而避免目标车轮受到路缘的损害。可替换地，也可以在驾驶员的操作下使得车辆向后行驶，并且驾驶员根据经验和/或当前条件决定车辆向后行驶的距离。
可选地，该系统还可以包括判定单元，该判定单元用于判定在朝向路缘行驶时车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮中最靠近路缘的目标车轮，并且，获取单元用于实时地获取最靠近路缘的目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离和相对角度。根据本发明的实施例，判定单元可以与选择单元320有线/无线通信，基于选择单元320选择出的目标车轮，进一步判断目标车轮中最靠近路缘的目标车轮。为此，例如，判定单元可以从选择单元320提取与目标车轮和路缘之间的距离有关的数据，并且进一步分析和处理这些数据以判定最靠近路缘的目标车轮。根据另外的实施例，判定单元可以包括检测装置，判定单元通过检测装置获得与车辆的车轮和路缘之间的最小距离和相对角度有关的检测结果和/或图像信息并且进行分析和处理，以判定最靠近路缘的目标车轮。此处，检测装置的工作原理类似于以上描述的检测装置的工作原理，因此不再赘述。
可选地，该系统还可以包括报警单元，该报警单元用于响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，向驾驶员报警。根据本发明的优选实施例，报警单元包括视觉报警装置和/或声学报警装置和/或触觉报警装置。例如，视觉报警装置可以包括能够进行发光报警、图形报警和文字报警的显示器。在该情形下，被判断为最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的目标车轮可以被突出地(例如，以红色加亮并且闪烁)显示在显示器上，与此同时文字“alarm”也显示在显示器上，以向驾驶员报警。例如，声学报警装置可以包括发出声音的报警器，当判断单元判断为最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值时，声学报警装置发出报警声音，以向驾驶员报警。又例如，触觉报警装置可以包括进行振动的报警器，当判断单元判断为最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值时，触觉报警装置进行振动，以向驾驶员报警。在图2所示的情形中，驾驶员在收到视觉报警和/或声学报警和/或触觉报警之后，可以转动方向盘使得车辆向左行驶，或者，驾驶员可以倒车，以使目标车轮(例如，左前轮)远离路缘从而避免受到路缘的损害。
在根据本发明的辅助车辆停泊在路缘上的系统中，用于最小距离的第一阈值可以是是常数(例如，5cm)或相对角度的函数。
在根据本发明的辅助车辆停泊在路缘上的系统中，用于相对角度的第二阈值可以是常数(例如15°)或最小距离的函数。
根据本发明的实施例，根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的系统可以在驾驶员认为合适的时刻由驾驶员手动地启动。合适的时刻可以是例如，当驾驶员作出将车辆停泊在路缘的决定的时刻、当驾驶员确定车辆的车头/车尾的一部分已经位于路缘的上方的时刻。驾驶员可以通过按钮、触摸、语音等输入指令来手动地启动该系统。作为替换例，根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的系统可以在满足触发条件时被自动地启动。触发条件可以是例如，车辆的速度低于预定速度阈值(例如，通过车辆的车速传感器检测得到)、车辆进入停车场中(例如，通过车辆的导航设备得到)。
尽管在图2所示的情形下(即，以车辆向右转向且向前行驶以停泊在路缘)描述了根据本发明的实施例，但是，本领域技术人员能够理解这仅仅是本发明的应用情形的一个示例，本发明的应用情形还包括车辆向右转向且向后行驶、车辆向左转向且向前行驶、车辆向左转向且向后行驶以停泊在路缘上的情形等。
图4示出根据本发明的实施例的用于辅助车辆停泊在路缘上的方法的流程图。以下参照图4介绍根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的方法。
如图4所示，根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的方法包括以下步骤：
在步骤s410，检测车辆的周围环境中是否存在路缘。根据本发明的实施例，在该检测过程中，首先，可以获得车辆周围的物体的静态图像和视频。然后，对获得的静态图像和视频进行处理和分析，例如，如果(1)在静态图像中识别到存在具有直线边缘的物体；并且(2)在视频中确定该物体具有超过一定数值(例如，5cm)的高度，则该物体可以被确定为路缘。根据本发明的另外实施例，在该检测过程中，首先，可以获得车辆周围的物体经过三维重建后的立体图像。然后，对该立体图像进行处理和分析，例如，如果确定立体图像中存在直线型物体并且该物体具有超过一定数值(例如，5cm)的高度，则该物体可以被确定为路缘。
在步骤s420，基于检测到的路缘，选择在朝向路缘行驶时车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮。根据本发明的实施例，基于每个车轮与路缘之间的相对距离的检测结果，选择出车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮。根据本发明的另外实施例，还可以基于车辆的转向和/或车辆和路缘之间的相对位置关系等条件，采用数值算法选择出车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车辆。
在步骤s430，实时地获取目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离和相对角度。如上所述，术语“实时地”是指两次连续的获取动作之间的时间间隔小于时间阈值(例如，20毫秒)。根据本发明的实施例，首先，检测车辆的周围环境中是否存在路缘；与此同时，持续地追踪检测到的路缘并存储与检测到的路缘的位置有关的数据；然后，根据车辆的行驶参数实时地模拟和预测车辆的目标车轮的行驶轨迹；当计算得出车辆在车身长度方向上部分地或全部地覆盖路缘时，根据车辆的行驶轨迹和路缘的位置计算目标车轮的车轮内侧相对于路缘的最小距离和相对角度。根据本发明的另外实施例，可以获得车轮以及车轮周围的物体经过三维重建后的立体图像；接下来，对上述立体图像进行处理和分析，例如，首先，识别出目标车轮和路缘，然后，计算目标车轮和路缘之间的最小距离。根据本发明的另外实施例，可以获得目标车轮的车轮轮毂和路缘之间的相对距离，以作为目标车轮的车轮内侧相对于路缘的最小距离。
在步骤s440，判断最小距离是否小于第一阈值，并且判断相对角度是否小于第二阈值。根据本发明的实施例，可以获取在上一个步骤中获得的最小距离和相对角度，并且，已经存储第一阈值和第二阈值，在此基础上，判断最小距离是否小于第一阈值，并且判断相对角度是否小于第二阈值。
如果在步骤s440中判断最小距离不小于第一阈值和/或判断相对角度不小于第二阈值，则方法返回到步骤s430，以继续实时地获取目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离和相对角度。如果在步骤s440中判断最小距离小于第一阈值，并且判断相对角度小于第二阈值，则方法进行到步骤s450。
在步骤s450，响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，执行防止目标车轮的车轮内侧受到路缘的损害的动作。根据本发明的实施例，可以响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，驱动车辆朝向使目标车轮远离路缘的方向转向。例如，可以响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，自动地驱动车辆朝向使目标车轮远离路缘的方向转向。又例如，也可以响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断提示驾驶员，以在驾驶员的操作下使得车辆的目标车轮远离路缘。根据本发明的另外实施例，还可以响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，驱动车辆向后行驶，该操作过程类似于上述转向的操作过程，在此不再赘述。
可选地，在选择出目标车轮之后(步骤s420之后)，还包括以下步骤，判定在朝向路缘行驶时车轮内侧比车轮外侧更靠近路缘的目标车轮中最靠近路缘的目标车轮，实时地获取最靠近路缘的目标车轮的车轮内侧与路缘之间的最小距离和相对角度。根据本发明的实施例，可以基于选择出的目标车轮，进一步判断目标车轮中最靠近路缘的目标车轮。为此，例如，可以提取与目标车轮和路缘之间的距离有关的数据，并且进一步分析和处理这些数据以判定最靠近路缘的目标车轮。根据另外的实施例，还可以获得与车辆的车轮和路缘有关的检测结果和/或图像信息并且进行分析和处理，以判定最靠近路缘的目标车轮。
可选地，该方法还包括以下步骤，响应于最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的判断，向驾驶员报警。根据本发明的优选实施例，报警包括视觉报警和/或声学报警和/或触觉报警。例如，视觉报警可以包括发光报警、图形报警和文字报警。在该情形下，可以突出地(例如，以红色加亮并且闪烁)显示出被判断为最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值的目标车轮，与此同时显示文字“alarm”，以向驾驶员报警。例如，声学报警可以在判断单元判断为最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值时，发出报警声音，以向驾驶员报警。又例如，触觉报警可以在判断单元判断为最小距离小于第一阈值并且相对角度小于第二阈值时，进行振动，以向驾驶员报警。
在根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的方法中，用于最小距离的第一阈值可以是是常数(例如，5cm)或相对角度的函数。
在根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的方法中，用于相对角度的第二阈值可以是常数(例如15°)或最小距离的函数。
在开始执行根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的方法之前，可以先由驾驶员确定开始执行该方法的合适的时刻。合适的时刻可以是例如，当驾驶员作出将车辆停泊在路缘的决定的时刻、当驾驶员确定车辆的车头/车尾的一部分已经位于路缘的上方的时刻。驾驶员可以通过按压按钮、触摸动作、语音输入等操作来手动地使该方法开始执行其步骤。作为替换例，根据本发明的用于辅助车辆停泊在路缘上的方法可以在满足触发条件时被自动地执行。触发条件可以是例如，车辆的速度低于预定速度阈值(例如，通过车辆的车速传感器检测得到)、车辆进入停车场中(例如，通过车辆的导航设备得到)。
如前，尽管说明中已经参考附图对本发明的示例性实施例进行了说明，但是本发明不限于上述具体实施方式，本发明的保护范围应当由权利要求书及其等同含义来限定。