一種用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛安全領(lǐng)域，特別涉及一種用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我國(guó)汽車保有量迅速增長(zhǎng)，同時(shí)也帶來了道路擁堵和交通事故頻發(fā)等一系列問題。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，許多事故發(fā)生與泊車有關(guān)。泊車過程中由于駕駛員難以觀察到車輛后方環(huán)境，空間感知能力不足，很容易導(dǎo)致車尾碰撞、車身刮蹭甚至兩車相撞、人車相撞等各種事故的發(fā)生。因此，開發(fā)一種有效的泊車安全輔助系統(tǒng)至關(guān)重要。
[0003]泊車輔助是指利用安全輔助裝置實(shí)現(xiàn)泊車或倒車過程。目前的泊車輔助系統(tǒng)主要采用的是倒車攝像頭或超聲波傳感器。倒車攝像頭和車載顯示器結(jié)合可以讓駕駛員觀察到車輛后方環(huán)境圖像;超聲波傳感器則是通過探頭檢測(cè)后方是否有障礙物存在，利用蜂鳴器對(duì)駕駛員進(jìn)行預(yù)警。但是，以上兩種方式都存在一定的局限性。倒車攝像頭雖然可以采集圖像，但是測(cè)距精度不高，無法幫助駕駛員更好地建立真實(shí)的三維空間，容易導(dǎo)致距離判斷失誤而發(fā)生交通事故;超聲波傳感器目前基本只能實(shí)現(xiàn)障礙物有無得判斷，而無法識(shí)別障礙物的長(zhǎng)寬和形狀，其輔助功能也十分有限。因此，現(xiàn)有技術(shù)還無法完全滿足實(shí)際泊車過程中對(duì)系統(tǒng)精準(zhǔn)性和魯棒性的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在解決基于單一攝像頭技術(shù)或超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)存在的測(cè)距精度不高或障礙物識(shí)別功能缺失等問題，為泊車輔助系統(tǒng)的研發(fā)提供一種新方案，提升系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中的精確性與魯棒性，進(jìn)一步推動(dòng)車輛駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用普及。本發(fā)明提出了一種用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，即通過倒車攝像頭與激光器配合實(shí)現(xiàn)車輛后方障礙物檢測(cè)及與障礙物之間距離計(jì)算的功能，在有碰撞危險(xiǎn)時(shí)，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制車輛進(jìn)行減速或緊急制動(dòng)，以避免事故發(fā)生。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，包括紅外激光器、攝像頭、DSP數(shù)據(jù)處理器、控制器、預(yù)警器和制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu);所述紅外激光器和攝像頭安裝于車尾，并分別連接到DSP數(shù)據(jù)處理器，DSP數(shù)據(jù)處理器連接到控制器，所述預(yù)警器、制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別連接到控制器。
[0006]優(yōu)選的，所述紅外激光器與攝像頭共同組成障礙物及距離感知系統(tǒng)，所述紅外激光器輸出光束形狀為矩形網(wǎng)格狀，紅外激光器產(chǎn)生方格形光束并投射到車輛后方，后方地面或障礙物反射回的變形方格圖像被攝像頭接收，攝像頭視野范圍與紅外激光器的信號(hào)發(fā)射范圍一致。
[0007]優(yōu)選的，所述DSP數(shù)據(jù)處理器根據(jù)攝像頭接收到的變形方格圖像以及攝像頭參數(shù)對(duì)物空間進(jìn)行三維重建，并提取高于地面的目標(biāo)，根據(jù)該變形方格圖像中高于地面的網(wǎng)格反射圖像的有無判斷車輛后方高出地面的障礙物的有無。
[0008]優(yōu)選的，所述控制器根據(jù)DSP數(shù)據(jù)處理器的判斷控制預(yù)警器與制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)。
[0009]優(yōu)選的，DSP數(shù)據(jù)處理器利用激光矩形網(wǎng)格的尺度和變形量計(jì)算車輛與障礙物的距離S，系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警與輔助制動(dòng)的設(shè)定距離分別為S1、S2，S1>S2，當(dāng)S2<S<S1時(shí)，預(yù)警器對(duì)駕駛員進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)S2時(shí)，系統(tǒng)通過制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)車輛進(jìn)行減速或緊急制動(dòng)。
[0010]優(yōu)選的，所述DSP數(shù)據(jù)處理利用激光矩形網(wǎng)格的尺度和變形邊界確認(rèn)障礙物寬度，根據(jù)障礙物寬度、矩形方格的尺度和變形量計(jì)算車輛與障礙物之間的距離。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明提出了一種用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，解決了基于單一攝像頭技術(shù)或超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)存在的測(cè)距精度不高或障礙物識(shí)別功能缺失等問題，為駕駛員倒車泊車建立精確的三維空間；
2.本發(fā)明將緊急制動(dòng)功能引入泊車輔助系統(tǒng)中，可以最大程度地降低事故風(fēng)險(xiǎn)，可以有效避免因駕駛員反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)而導(dǎo)致事故發(fā)生或因大意或慌亂出現(xiàn)操作失誤等情況；
3.本發(fā)明提升系統(tǒng)在實(shí)車應(yīng)用過程中的精確性與魯棒性，進(jìn)一步推動(dòng)車輛駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用普及。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
圖1為本發(fā)明所述的用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明一種用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)的工作流程圖；
圖3為本發(fā)明一種用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)的工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示，本發(fā)明所揭示的用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，包括紅外激光器、攝像頭、DSP數(shù)據(jù)處理器、控制器、預(yù)警器和制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu);所述紅外激光器和攝像頭安裝于車尾，并分別連接到DSP數(shù)據(jù)處理器，DSP數(shù)據(jù)處理器連接到控制器，所述預(yù)警器、制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別連接到控制器。
[0014]如圖3所示，紅外激光器I與攝像頭2安裝于車尾合適位置，共同組成障礙物及距離感知系統(tǒng)，所述紅外激光器I輸出光束11形狀為矩形網(wǎng)格狀，紅外激光器I產(chǎn)生方格形光束并投射到車輛后方，后方地面或障礙物3反射回的變形方格圖像被攝像頭2接收，攝像頭2視野范圍與紅外激光器的信號(hào)發(fā)射范圍一致。DSP數(shù)據(jù)處理器與控制器組成系統(tǒng)控制盒4置于車輛內(nèi)部;預(yù)警器5以不遮擋駕駛視線為前提置于駕駛員視野范圍內(nèi)；制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)6置于車輛制動(dòng)系統(tǒng)合適位置。
[0015]具體工作時(shí)，如圖2所示，本發(fā)明的工作流程包括:
(1)車輛倒車或泊車時(shí)，該系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)；
(2)攝像頭采集車輛后方實(shí)時(shí)影像并傳輸至車載顯示屏上供駕駛員查看；
(3)紅外激光器產(chǎn)生合作目標(biāo)并投射到車輛后方，即如圖3所示方格網(wǎng)狀光束，后方地面或障礙物被投射后產(chǎn)生反射目標(biāo)圖像；
(3)反射回的目標(biāo)圖像被攝像頭接收，數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)該圖像中方格變形量及攝像頭參數(shù)對(duì)車輛前方物空間進(jìn)行三維重建，并提取高于地面的目標(biāo)，即為障礙物；
(4)數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)利用激光的尺度和變形量邊界計(jì)算障礙物寬度，根據(jù)障礙物寬度、矩形方格的尺度和變形量計(jì)算車輛與障礙物之間的距離；
(5)系統(tǒng)根據(jù)已經(jīng)設(shè)置的預(yù)警器和制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)距離S1、S2(S1>S2)與車輛和障礙物實(shí)際距離S之間的關(guān)系，控制預(yù)警器或制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動(dòng):當(dāng)S2<S< SI時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)聲光預(yù)警，提示駕駛員有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)車輛與障礙物的距離S2時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制車輛進(jìn)行減速或緊急制動(dòng)。
[0016]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:包括紅外激光器、攝像頭、DSP數(shù)據(jù)處理器、控制器、預(yù)警器和制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu);所述紅外激光器和攝像頭安裝于車尾，并分別連接到DSP數(shù)據(jù)處理器，DSP數(shù)據(jù)處理器連接到控制器，所述預(yù)警器、制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別連接到控制器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外激光器與攝像頭共同組成障礙物及距離感知系統(tǒng)，所述紅外激光器輸出光束形狀為矩形網(wǎng)格狀，紅外激光器產(chǎn)生方格形光束并投射到車輛后方，后方地面或障礙物反射回的變形方格圖像被攝像頭接收，攝像頭視野范圍與紅外激光器的信號(hào)發(fā)射范圍一致。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP數(shù)據(jù)處理器根據(jù)攝像頭接收到的變形方格圖像以及攝像頭參數(shù)對(duì)物空間進(jìn)行三維重建，并提取高于地面的目標(biāo)，根據(jù)該變形方格圖像中高于地面的網(wǎng)格反射圖像的有無判斷車輛后方高出地面的障礙物的有無。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器根據(jù)DSP數(shù)據(jù)處理器的判斷控制預(yù)警器與制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:DSP數(shù)據(jù)處理器利用激光矩形網(wǎng)格的尺度和變形量計(jì)算車輛與障礙物的距離S，系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警與輔助制動(dòng)的設(shè)定距離分別SS1、S2，當(dāng)SsfSSS1時(shí)，預(yù)警器對(duì)駕駛員進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)S2時(shí)，系統(tǒng)通過制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)車輛進(jìn)行減速或緊急制動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP數(shù)據(jù)處理利用激光矩形網(wǎng)格的尺度和變形邊界確認(rèn)障礙物寬度，根據(jù)障礙物寬度、矩形方格的尺度和變形量計(jì)算車輛與障礙物之間的距離。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于泊車的目標(biāo)檢測(cè)預(yù)警及輔助制動(dòng)系統(tǒng)，包括紅外激光器、攝像頭、DSP數(shù)據(jù)處理器、控制器、預(yù)警器和制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述紅外激光器和攝像頭安裝于車尾，并分別連接到DSP數(shù)據(jù)處理器，DSP數(shù)據(jù)處理器連接到控制器，所述預(yù)警器、制動(dòng)輔助執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別連接到控制器。本發(fā)明解決了基于單一攝像頭技術(shù)或超聲波傳感器的泊車輔助系統(tǒng)存在的測(cè)距精度不高或障礙物識(shí)別功能缺失等問題，為駕駛員倒車泊車建立精確的三維空間；本發(fā)明將緊急制動(dòng)功能引入泊車輔助系統(tǒng)中，可以最大程度地降低事故風(fēng)險(xiǎn)，有效避免因駕駛員反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)而導(dǎo)致操作失誤等情況，提升系統(tǒng)在實(shí)車應(yīng)用過程中的精確性與魯棒性。
【IPC分類】B60T7/22
【公開號(hào)】CN105539404
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511013238
【發(fā)明人】張偉, 王杰, 朱林
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)蘇州汽車研究院（吳江）
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日