利用停车位占用率读数的停车辅助系统的制作方法

本发明总体上涉及用于轿车和卡车的停车辅助系统，并且更具体地涉及用于在划定的停车位的边界内停放车辆的基于相机的指导。

背景技术：

许多区域(诸如市区、购物中心和娱乐场所)用于提供机动车辆停放的空间有限。(在被称为标线(striping)的过程中)在停车区或停车场内布置停车位(即，车位)时，选择直线式、斜角和平行停车的尺寸以有效利用可用空间，同时在车辆之间提供足够的空间以供进入/离开。当特定的停放车辆违反标线时，会导致车辆拥挤、停车位丢失以及其他驾驶员的烦恼。尤其是当减小分配的停车位大小时，可能难以看到用以在停车时正确放置车辆的涂漆线条。对于较大型车辆(诸如皮卡车和suv)，问题可能更加严重。

为了在停车时为驾驶员提供帮助，许多车辆使用带有仪表板视频显示屏的倒车相机。然而，驾驶员对于判断车辆是否已被最佳地放置在停车位内仍然会遇到困难。具体地，在相机定位远高于大型车辆所处的地平面时的视野在车辆非常靠近与车辆的后边缘对应的停车标线时有时可能不包括所述停车标线。

技术实现要素：

在本发明的一方面，一种用于车辆的停车辅助系统包括在所述车辆的相对边缘处收集地面图像的第一相机和第二相机。显示面板对于所述车辆的驾驶员是可见的。导航系统将所述车辆的地理位置与将多个地理区域识别为停车区的地图数据进行比较。速度传感器提供表示所述车辆的速度的速度信号。一种停车控制器耦合到所述相机、显示面板、导航系统和速度传感器。当所述停车控制器检测到所述车辆的所述地理位置与停车区重合并且所述速度信号小于预定速度时，所述停车控制器1)检查所述地面图像以识别停车位的一对边缘边界，2)计算所述边界内所包含的所述车辆的交叉长度与所述车辆的全长的比例，以及3)在所述显示面板上将计算的比例显示为百分比。

附图说明

图1是标线停车位内的车辆的透视图。

图2是图1的车辆进入停车位的俯视图。

图3是识别相机的视野的车辆的俯视图。

图4是识别直线式停车位的尺寸的俯视图。

图5至图7是示出包括斜角和平行停车的停车位的备选配置的图。

图8是示出本发明的屏幕显示的平面图。

图9是根据一个优选实施例的框图。

图10是示出本发明的一种优选方法的流程图。

图11a、图11b和图11c是示出停车位的边界内所包含的车辆的不同比例的图。

图12是示出由屏幕显示的彩色编码指示的预定范围的图。

具体实施方式

通常，本发明可以使用车辆gps/导航系统来检测车辆正在进入停车区(例如，停车场、立体停车场或沿着街道的带标志停车位)。车辆还可以使用其相机系统来基于所捕获的场景中的各种特征确定车辆是否正在进入停车区。在该判断过程期间，无法显示相机视图。停车区还可以包括驾驶员家中的车库车位。

当车速下降至某个速度(例如，5mph)以下时，车辆打开前置相机视图和后置相机视图两者并在座舱显示屏(例如，仪表板上的显示面板)上向驾驶员显示为分屏视图。停车控制模块分析相机视图并基于车辆位置和停车位边缘来计算前后停车位置百分比(ppp)。只要ppp值低于阈值(例如，80％)，就经由彩色编码显示或其他方式提醒驾驶员。停车模块还可以为驾驶员提供停车位内的左右位置信息以帮助驾驶员调整车辆。

使用gps/导航系统以检测停车区用作触发停车辅助的标准以便避免在车辆在车流中缓慢行驶或在道路上等待交通信号灯时触发辅助特征。当车辆处于停车区但是其速度超过5mph时，因为车辆将离开停车位，所以所述特征会自动关闭。对于大于(长于)停车位大小的车辆，驾驶员始终可以调整车辆直到其达到可用的最高ppp值。当车辆越过两个相邻停车位之间的中线或停车位边缘的任何标志变得模糊时，停车模块可以使用航迹推算信息(例如，车轮旋转)来继续跟踪中线位置或相对于车辆的其他标志。因此，ppp值可以继续被更新。

现在参考图1，停车区(例如，停车场)10包括涂漆标线11，所述涂漆标线11划定多个停车位，所述多个停车位包括其中车辆13停放的停车位12。在图2中，可以看到车辆13正在沿着行进方向14向前移动到停车位15，所述停车位15的边缘边界由提供前向边缘的端部标线16和侧向标线17和18限定，所述侧向标线17和18在远端17a和18a处终止以限定边界的后边缘20。

如图3中所示，车辆13在车辆13的前端和后端之间具有车辆长度lv。安装在车辆13中的前置相机和后置相机提供向前视野21和向后视野22。图4示出了停车位15的对应的边缘间距离ls。因为停车位15是具有矩形形状的直线式停车位，所以长度ls可以直接根据涂漆标线特征来确定。更一般地，可能需要进行几何处理以便确定任意停车位的有效边缘间距离。例如，图5示出了斜角停车，其中标线包括中心线25和边线26至28。本发明优选地使用图案识别来检测划定停车位的标线特征，然后找到适合所划定停车位的最大矩形30。停车位的边缘间距离ls对应于最大矩形30的长度l。图6示出了类似的斜角布置，其中相对停车位32和33之间的分隔线31倾斜以横向于边线34和35。因此，将简化在停车位37中找到最大矩形36的过程。

图7示出了平行停车情况，其中停车位40和41沿着路沿42布置并且由涂漆标线43、44和45划定。例如，停车位40具有介于线43和44之间的长度ls以及由路沿42和线43和44的远端限定的宽度ws。

图8示出了根据本发明的各个实施例的用于向车辆的驾驶员提供停车辅助的显示面板50。显示面板50优选地示出具有车辆的地面图像以及周围环境的分屏视图。窗口51中的后置相机图像示出了车辆的后部53以及包括停车标线54的周围环境。第二窗口52示出了车辆的前部55以及停车标线56。为了补充这些直观视图以指导驾驶员正确地将车辆定位在对应的停车位内，本发明提供了停车位置百分比(ppp)读数57，所述ppp读数57显示停车位的边缘边界内所包含的车辆的边缘间距离的所计算的比例(即，比率)。所计算的比例优选地包括百分比，所述百分比被显示为数字符号或文本58。另外，提供产生多种颜色中的一者的彩色编码区域60，其中每种颜色对应于百分比的相应预定范围。根据数字ppp所处的相应范围选择所显示的颜色。图12示出了优选范围，其中超过90％的ppp值对应于具有绿色的读数57的背景(即，填充区域)。介于60％至90％之间的ppp值对应于橙色，而小于60％的ppp值对应于红色。

图9示出了用于实施本发明的一个优选实施例的车辆设备61。停车控制模块62从多个相机(诸如前置相机63和64以及后置相机65和66)接收描绘地面和其他周围环境的图像。显示面板67对于车辆61的驾驶员是可见的，并且优选地可以包括具有触摸屏输入能力的视频显示器。附加的hmi控件61(诸如按钮垫或控制旋钮)也可以连接到停车控制模块62。车辆gps/导航系统70耦合到停车控制模块62以提供地理位置信息(即，坐标)并在车辆的地理位置与停车区重合时通知停车模块62，如下所述。停车模块62还可以在无需打开相机视图的情况下使用相机输入来确定车辆是否正在进入停车区。动力传动系统控制模块(pcm)71耦合到停车控制模块62以提供表示车辆正在移动的速度的速度信号。还可以从导航系统70、pcm71或如所属领域中已知的其他车辆模块提供车轮旋转和/或其他航迹推算信息。

停车控制模块61可以优选地包括适于执行本文所述的计算的微控制器。它可以是独立单元或者可以与诸如车身控制模块(bcm)或导航模块70或pcm71中的其他车辆功能结合在一起。

图10示出了一种优选方法，所述方法在车辆使用时进行操作。在步骤75中，停车控制器和/或导航系统定期检查以确定速度信号是否小于速度阈值(例如，5mph)。如果速度大于阈值，则所述方法在步骤75中继续监视速度。速度阈值优选地具有约3mph至7mph的范围内的值，其中约5mph的值是最优选的。当以高于阈值的速度移动时，不会预期驾驶员试图停车。

当速度小于速度阈值时，在步骤76中检查车辆是否在停车区中。检测停车区的一种优选方式是检查车辆的地理位置坐标是否与停车区(诸如停车场)相对应。停车区可以在由gps/导航系统所利用的公开地图数据库中限定，所述公开地图数据库包括对路段和兴趣点的编译。识别停车区的地图数据也可以包括沿着已经被划定用于车辆停放的街道的一侧的区域(例如，在地图数据库中识别的)。另外，用于检测停车区的地图数据可以包括用户已经手动设置的用户配置坐标。例如，当车辆位于用户家中的车库时，坐标可以响应于用户命令而被存储为停车区。此后，当车辆接近要停放的车库时，可以调用所述特征。当车速低于阈值时，停车控制器还可以使用相机输入来确定车辆是否正在进入停车区。

只要检测到停车区，就在步骤77中激活分屏显示器来以鸟瞰视图示出车辆的前部和后部的地面图像。在步骤78中，执行某些检查以确定驾驶员是否不再主动停放车辆使得停车辅助特征应停止。例如，如果速度大于速度阈值，或者车辆点火装置已关闭，或者变速器挡位选择器已置于驻车挡的时间大于预定时间(x秒)，则在步骤79中关闭屏幕并且所述方法返回到开始。

如果在步骤78中未停用所述特征，则所述方法继续监视示出周围区域的地面图像以便检测具有可辨别的边缘边界(优选地是停车位的前边界和后边界)的停车位。使用已知的图像处理和车辆跟踪算法，在图像中检测车辆位置和停车位的边缘边界，并在步骤81中跟踪车辆位置和停车位的边缘边界。例如，可以检查地面图像以提取经由涂漆标线或路沿指示停车位的边缘边界的特征，诸如直线、线端以及线的组合。一旦检测到停车位的边界，就可以在步骤82中执行检查以确定车辆是否正在进入检测到的停车位。如果为否，则返回到步骤78并继续监视。如果未检测到进入停车场，则可以在显示器上示出ppp值为0％。当进入停车位时，所述方法在步骤83中计算并显示ppp值。

具体地，本发明计算边界内所包含的车辆的边缘间距离与车辆总长度的比例。在主要实施例中，边缘边界由停车位的前边缘和后边缘组成(前后对应于沿着行进到停车位中的方向的车辆的前后端)。在备选实施例中，边缘边界可以是停车位的左侧边界和右侧边界，使得可以对停车位内的车辆的侧向左右位置提供停车辅助。无论如何，边缘边界可能会或可能不会直接与涂漆标线或路沿相关联。如果检测到的停车位不是矩形(即，具有90°角)，则根据适合划分停车位的扩展特征(标线或路沿)的最大矩形来确定边缘边界。

如图11a中所示，车辆前后轮廓88正在进入具有边缘边界86和87的停车位85。轮廓88跨越边缘边界88，使得观察到交叉长度lin90。所计算的比例被定义为交叉长度lin90除以整车长度lv。优选地，所述比例被显示为如下百分比：

在图11b中所示的情况下，停车位85的边缘边界86和87之间的边缘间长度可以小于整车长度lv。在该情况下，车辆轮廓91横跨两个边缘。交叉长度lin92对应于停车位85的最大长度，因此对应于最佳ppp值，即使它小于100％。

图11c示出了当车辆正移动越过由边缘边界95、96和97限定的端对端停车位93和94时的车辆轮廓98。位于停车位93中的车辆的第一部分99具有交叉长度l1，而位于停车位94中的车辆的第二部分100具有交叉长度l2。优选地，ppp读数示出了两个ppp值中的较大者以反映将车辆定位在单个停车位内所实现的成功程度。

在本发明的一方面，地面图像以百分比同时显示在显示面板上。

在本发明的一方面，地图数据包括对路段和兴趣点的编译，其中地图数据包括用户配置坐标。

在本发明的一方面，识别这对边缘边界的步骤包括检测地面图像内的至少两个扩展特征并识别适合所述扩展特征的最大矩形。

在本发明的一方面，跟踪扩展特征的位置的步骤包括如果扩展特征移到相机的视野之外，则使用航迹推算。