一種基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步和科技發(fā)展，自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越普遍，但當(dāng)前自動(dòng)泊 車(chē)技術(shù)還存在很多問(wèn)題。例如自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)智能化程度不高；自動(dòng)泊車(chē)只能在泊車(chē)環(huán)境較 好的情況下使用，惡劣路面和天氣下自動(dòng)泊車(chē)時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同程度的輪胎打滑致使泊車(chē)不理 想；傳統(tǒng)的測(cè)速方法難以測(cè)出精確的實(shí)際行駛車(chē)速，失真的車(chē)速傳遞給自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)，將直 接影響泊車(chē)的質(zhì)量，造成泊車(chē)位置不正；因輪胎的打滑造成同比的能耗升高，致使泊車(chē)時(shí)發(fā) 動(dòng)機(jī)功率浪費(fèi)過(guò)多等。
[0003] 機(jī)器視覺(jué)也稱(chēng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，模仿人眼的視覺(jué)機(jī)理，通過(guò)圖像捕捉 和處理，識(shí)別環(huán)境信息。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)在車(chē)輛上的應(yīng)用也日益增多，利用 機(jī)器視覺(jué)測(cè)速能夠準(zhǔn)確測(cè)量汽車(chē)泊車(chē)狀態(tài)時(shí)的實(shí)時(shí)輪速，可以提高汽車(chē)泊車(chē)的質(zhì)量，降低 泊車(chē)耗能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)當(dāng)前載有自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)的車(chē)輛在惡劣路面和天氣下泊車(chē)不理想、能量利用率 不高、智能化不足等問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在惡劣 路面或惡劣天氣條件下，實(shí)時(shí)檢測(cè)處于泊車(chē)狀態(tài)時(shí)車(chē)輛的行時(shí)速度和輪胎打滑情況，對(duì)車(chē) 輛進(jìn)行車(chē)速的自適應(yīng)控制和恒速度控制，以提高泊車(chē)的質(zhì)量和智能化。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具體技術(shù)方案如下：一種基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè) 系統(tǒng)，其特征在于包括：機(jī)器視覺(jué)采集模塊、圖像處理模塊、車(chē)速傳感器、主控制模塊和執(zhí)行 模塊；機(jī)器視覺(jué)采集模塊由安裝在汽車(chē)前燈與尾燈附近的4個(gè)攝像機(jī)組成，用于實(shí)時(shí)采集 路面圖像信息，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后傳輸給圖像處理模塊；圖像處理模塊用于對(duì)機(jī)器視 覺(jué)采集模塊采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算車(chē)輛的實(shí)時(shí)泊車(chē)車(chē)速和泊車(chē)環(huán)境特征信息；車(chē) 速傳感器用于測(cè)量汽車(chē)車(chē)速；主控制模塊用于接收由圖像處理模塊計(jì)算的實(shí)時(shí)車(chē)速和車(chē)速 傳感器測(cè)得的車(chē)速，計(jì)算車(chē)輛自動(dòng)泊車(chē)狀態(tài)下的滑移率，并根據(jù)圖像處理模塊提供的泊車(chē) 環(huán)境特征信息反饋控制機(jī)器視覺(jué)采集模塊；執(zhí)行模塊根據(jù)自動(dòng)泊車(chē)狀態(tài)下的實(shí)時(shí)車(chē)速和滑 移率精確的控制泊車(chē)時(shí)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和泊車(chē)車(chē)速。
[0006] 進(jìn)一步的，上述執(zhí)行模塊為獨(dú)立的自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)器視覺(jué)裝置失效時(shí)，可利用 傳統(tǒng)速度傳感器進(jìn)行自動(dòng)泊車(chē)。
[0007] 進(jìn)一步的，上述圖像處理模塊采用穩(wěn)像技術(shù)，防止車(chē)輛在泊車(chē)過(guò)程中，因車(chē)輛抖動(dòng) 導(dǎo)致實(shí)際測(cè)出的速度誤差過(guò)大。
[0008] 進(jìn)一步的，上述泊車(chē)環(huán)境特征信息包括路面地形信息和光線強(qiáng)度信息。
[0009] 進(jìn)一步的，上述主控制模塊不改變?cè)詣?dòng)泊車(chē)系統(tǒng)的傳輸協(xié)議。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明裝置成本低，轉(zhuǎn)向精確、可靠性高，可以在惡劣泊車(chē)環(huán)境 下使用，增加了自動(dòng)泊車(chē)的多樣性。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0012] 圖2為圖像坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系。
[0013] 圖3為測(cè)速的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 本發(fā)明是在現(xiàn)有的車(chē)輛裝載有自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加機(jī)器視覺(jué)裝置，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn) 確測(cè)出車(chē)輛泊車(chē)過(guò)程中的實(shí)時(shí)車(chē)速，從而更加精確控制整個(gè)自動(dòng)泊車(chē)過(guò)程。
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0016] 圖1為一種基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖，包括機(jī)器視覺(jué)采集 模塊、圖像處理模塊、車(chē)速傳感器、主控制模塊和執(zhí)行模塊。
[0017] 機(jī)器視覺(jué)采集模塊由安裝在汽車(chē)前燈與尾燈附近的4個(gè)攝像機(jī)組成，用于實(shí)時(shí)采 集路面圖像信息，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后傳輸給圖像處理模塊；當(dāng)車(chē)輛在惡劣路面或惡劣 天氣下進(jìn)行泊車(chē)時(shí)，駕駛員啟動(dòng)自動(dòng)泊車(chē)裝置，機(jī)器視覺(jué)采集模塊的4個(gè)攝像機(jī)自動(dòng)打開(kāi)， 根據(jù)圖像處理模塊對(duì)攝像機(jī)標(biāo)定的內(nèi)外參數(shù)，攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像采集，并將攝像機(jī)獲取 的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后將轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)信息傳輸給圖像處理模塊。
[0018] 圖像處理模塊由數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備或?qū)Ｓ锰幚硇酒M成，在其中建立基于機(jī)器視 覺(jué)的間接測(cè)速模型，通過(guò)標(biāo)定攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，對(duì)車(chē)輛泊車(chē)過(guò)程中實(shí)時(shí)采集的圖像數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析，計(jì)算車(chē)輛的泊車(chē)車(chē)速和路面地形、光線強(qiáng)度等泊車(chē)環(huán)境特征信息，并將計(jì)算結(jié)果 送主控制模塊。其中，車(chē)輛的泊車(chē)車(chē)速計(jì)算方法是：（1)從攝像機(jī)采集的連續(xù)幀圖像中，經(jīng) 過(guò)圖像處像和分析提取出目標(biāo)移動(dòng)信息，得出相對(duì)位移Ad ;(2)用相對(duì)位移Ad除以相鄰 兩幀間的時(shí)間差A(yù)t計(jì)算出目標(biāo)物在圖像中的移動(dòng)速度V ; (3)根據(jù)圖像坐標(biāo)與物體世界坐 標(biāo)換算關(guān)系，轉(zhuǎn)化為物體的實(shí)際行駛速度Uw，圖2為圖像坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo) 系二者之間的聯(lián)系，世界坐標(biāo)系為（Xw，Yw，Zw)，攝像機(jī)坐標(biāo)（x，y，z)是以攝像機(jī)為中心，原 點(diǎn)是攝像機(jī)的光心0。圖3為測(cè)速的控制流程圖，攝像機(jī)獲取連續(xù)的圖像序列，取相鄰的兩 幀圖片，若攝像機(jī)抖動(dòng)過(guò)大，則需利用穩(wěn)像技術(shù)對(duì)圖片進(jìn)行處理，若抖動(dòng)微小，則直接篩選 光流主方向速度，再由圖象坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的關(guān)系，得出汽車(chē)泊車(chē)過(guò)程中的實(shí)時(shí) 車(chē)速。
[0019] 車(chē)速傳感器用于測(cè)量汽車(chē)當(dāng)前車(chē)速I(mǎi)V
[0020] 主控制模塊遵循原自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)的信號(hào)傳輸協(xié)議，接收由圖像處理模塊計(jì)算的車(chē) 速Uw和車(chē)速傳感器測(cè)得的車(chē)速Up計(jì)算出車(chē)輛自動(dòng)泊車(chē)狀態(tài)下的滑移率S并傳送給執(zhí)行模 塊，車(chē)輛的滑移率S計(jì)算公式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：機(jī)器視覺(jué)采集模塊、圖 像處理模塊、車(chē)速傳感器、主控制模塊和執(zhí)行模塊；所述機(jī)器視覺(jué)采集模塊由安裝在汽車(chē)前 燈與尾燈附近的4個(gè)攝像機(jī)組成，用于實(shí)時(shí)采集路面圖像信息，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，然后傳 輸給圖像處理模塊；所述圖像處理模塊用于對(duì)機(jī)器視覺(jué)采集模塊采集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理，計(jì)算車(chē)輛的泊車(chē)車(chē)速和泊車(chē)環(huán)境特征信息；所述車(chē)速傳感器用于測(cè)量汽車(chē)車(chē)速；所述 主控制模塊用于接收由圖像處理模塊計(jì)算的實(shí)時(shí)泊車(chē)車(chē)速和車(chē)速傳感器測(cè)得的車(chē)速，計(jì)算 車(chē)輛自動(dòng)泊車(chē)狀態(tài)下的滑移率，并根據(jù)圖像處理模塊提供的泊車(chē)環(huán)境特征信息反饋控制機(jī) 器視覺(jué)采集模塊；所述執(zhí)行模塊根據(jù)自動(dòng)泊車(chē)狀態(tài)下的實(shí)時(shí)車(chē)速和滑移率精確的控制泊車(chē) 時(shí)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和泊車(chē)車(chē)速。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述執(zhí)行模塊 為獨(dú)立的自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)，當(dāng)機(jī)器視覺(jué)裝置失效時(shí)，可利用傳統(tǒng)速度傳感器進(jìn)行自動(dòng)泊車(chē)。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像處理 模塊采用穩(wěn)像技術(shù)，防止車(chē)輛在泊車(chē)過(guò)程中，因車(chē)輛抖動(dòng)導(dǎo)致實(shí)際測(cè)出的速度誤差過(guò)大。
4. 如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的泊車(chē)環(huán) 境特征信息包括路面地形信息和光線強(qiáng)度信息。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的主控制 模塊不改變?cè)詣?dòng)泊車(chē)系統(tǒng)的傳輸協(xié)議。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的泊車(chē)車(chē)速檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)包括機(jī)器視覺(jué)采集塊、圖像處理模塊、車(chē)速傳感器、主控制模塊和執(zhí)行模塊；利用機(jī)器視覺(jué)采集模塊采集泊車(chē)過(guò)程中路面的實(shí)時(shí)圖像序列，通過(guò)圖像處理模塊處理采集的圖像序列，根據(jù)此計(jì)算出實(shí)時(shí)車(chē)速和泊車(chē)環(huán)境特征信息，主控制模塊對(duì)比分析圖像處理模塊計(jì)算的實(shí)時(shí)泊車(chē)車(chē)速和車(chē)速傳感器測(cè)得的車(chē)速計(jì)算滑移率，同時(shí)反饋控制機(jī)器視覺(jué)采集模塊，執(zhí)行模塊根據(jù)車(chē)速和滑移率精確控制方向盤(pán)轉(zhuǎn)角泊車(chē)速度。本裝置成本低，轉(zhuǎn)向精確、可靠性高，可以在惡劣泊車(chē)環(huán)境下使用，增加了車(chē)輛自動(dòng)泊車(chē)的多樣性，降低泊車(chē)能耗。
【IPC分類(lèi)】B60W30-06, G01P3-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104527641
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410835872
【發(fā)明人】蘇健, 江浩斌, 華一丁, 馬世典, 吳狄
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日