基于全方位计算机视觉的智能停车辅助装置制造方法及图纸

一种基于全方位计算机视觉的智能停车辅助装置，包括视觉传感器、用于进行停车辅助决策的微处理器以及用于显示车辆周围情况的显示单元，所述视觉传感器连接微处理器，所述的微处理器包括：　　　　图像显示单元，用于采集视觉传感器的信号，并输出到显示单元；　　　　其特征在于：所述的视觉传感器为全方位视觉传感器，该全方位视觉传感器安装在车辆中间的顶部，所述的全方位视觉传感器包括用于反射车辆周围领域中物体的外凸折反射镜面，外凸折反射镜面朝下，用于防止光折射和光饱和的黑色圆锥体，黑色圆锥体固定在折反射镜面外凸部的中心，用于支撑外凸折反射镜面的透明圆柱体，用于拍摄外凸反射镜面上成像体的摄像头，摄像头对着外凸反射镜面朝上；　　　　所述的微处理器还包括：　　　　传感器标定模块，用于建立空间的路面图像与所获得的视频图像的对应关系；　　　　图像展开模块，用于将全方位视觉传感器采集的图像进行展开，将读取的圆形视频图像展开为全景柱状图；　　　　车辆周围障碍物边缘检测模块，用于采用索贝尔算子进行边缘检测，采用设定大小的模板，在各个模板之间计算梯度，在图像中选择计算的剃度值大于梯度幅值的点作为边缘点，将各个边缘点连接成边缘位置；　　　　车辆周围障碍物边缘最近距离计算模块，用于在左右方向上，以车辆的长度作为检测线，从离车辆的宽度加上报警距离处作为开始检测线，分别从左右方向向外进行检测，当检测线碰到检测直线与障碍物的边缘线有预设数量的像素点相交时，判定该处是障碍物与车辆在左右方向上的最近距离；在前后方向上，以车辆的宽度作为检测线，从离车辆的长度加上报警距离处作为开始检测线，分别从前后方向向外进行检测，当检测线碰到检测直线与障碍物的边缘线有预设数量的像素点相交时，判定该处是障碍物与车辆在前后方向上的最近距离；　　　　障碍物报警模块，用于判断最近距离是否小于预设的下限值，如小于该下限值，向告警器发出告警指令；　　　　倒车知识库，用于存放驾驶员的倒车技巧、技能，以及各种当前位置与目标位置之间的倒车轨迹线，供生成倒车轨迹线时调用；　　　　停车位置指定模块，用于使用者通过用户界面的输入希望停放车辆的位置，利用全方位视觉传感器所得到的周围图像信息，在该显示的图像信息上用户在触摸屏上选择目标位置；　　　　倒车轨迹线生成模块，用于通过全方位视觉传感器检测当前的车辆位置，使用者通过用户界面的输入目标位置，自动生成一条倒车轨迹线，根据该倒车轨迹线作相应的倒车包络线，所述的倒车包络线大于车辆可行驶最小的路径圆弧曲率，并判断倒车包络线与障碍物的图像边缘是否发生相交，如不发生相交就确定该倒车轨迹线；否则，对发生相交处进行修改倒车轨迹线；　　　　方向盘转角动作计算模块，用于根据所生成的倒车轨迹线，得到在该倒车轨迹线的关键点上的目标路径行驶角ψ↓［Ｐ］，目标路径行驶角ψ↓［Ｐ］与方向盘转角δ↓［ｈ］的关系用公式（２２）表示，　　　　ψ↓［Ｐ］＝ｔａｎ↑［－１］（Ｙ↓［Ｐ］／Ｘ↓［Ｐ］）≈Ｙ↓［Ｐ］／Ｘ↓［Ｐ］＝Ｋ↓［ｓ］＊δ↓［ｈ］＊ｔ↓［ｐ］／２　　（２２）　　　　上式中，Ｋ↓［ｓ］＝Ｇ↓［δ］↑［γ］＊Ｇ↓［ｓ］为一常数，估算出在该车速情况下到达下一个倒车关键点时的时间ｔ↓［ｐ］；并将该方向盘转角δ↓［ｈ］输出到显示单元；　　　　倒车轨迹线纠偏模块，用于在车辆偏离倒车轨迹线时重新计算倒车轨迹线进行纠偏，检测在倒车轨迹线上的关键点是否发生了偏移，如果检测的偏移值超过预设的范围，根据当前车辆的位置重新生成倒车轨迹线。

Intelligent parking auxiliary device based on omnibearing computer vision

An intelligent parking assist device based on omnibearing computer vision, including visual sensor for parking assist decision microprocessor and a display unit for displaying the outside of the vehicle, the visual sensor is connected with the microprocessor, the microprocessor includes: the image display unit, signal acquisition for vision sensor, and output to the display unit; vision sensor is characterized in that: the top of the omnidirectional vision sensor, omnidirectional vision sensors installed in the vehicles in the middle, the full range of visual sensor includes a convex catadioptric mirror around the object in the field of vehicle reflection, convex catadioptric mirror face down, to prevent the light refraction and the light saturated black cone, a black cone fixed on the protruding part of the folding mirror in The heart, for the transparent cylinder supporting convex catadioptric mirror and convex mirror imaging shooting body camera for cameras, the convex mirror at the top; the microprocessor also includes: sensor calibration module, used for correspondence like and video image obtained by the road to build the space image map; the image module for omnidirectional vision sensor acquisition of video image, the circular read for panoramic histogram; obstacles around the vehicle edge detection module, used by the Sobel operator for edge detection, using the set size of the template, calculate the gradient in each template in the image, select the calculation value is greater than the gradient gradient the amplitude of the points as edge points, each edge point connected into edge Edge position; vehicle obstacles around the nearest edge distance calculation module, used in the right and left direction, with the length of the vehicle as test line, alarm distance from the vehicle width plus as the start of the test line, respectively, from about outward direction detection, when the detection line touched the edge line detection line and obstacle preset the intersection of pixels when judging the obstacles and vehicle distance on the right and left direction; in the direction, with the width of the vehicle as test line, alarm distance from the length of the vehicle and began as a detection line, respectively from the outward direction before and after the test, when the test line touched the edge line line detection and obstacle preset pixel number of the intersection, the judge is the obstacle and the distance to the nearest vehicle in the longitudinal direction; The obstacle alarm module is used to judge whether the lower limit of the nearest distance is less than a preset value, such as less than the limit value, the alarm instruction to the alarm; reversing the knowledge base, used to store the driver reversing skills, skills, as well as between the various current position and the target position of the backing track line, call for the generation of backing track line; parking specify the location for the user through the user interface module, input hope parking position, using the image information around the omni-directional vision sensor of the user in the image information display on the target position on the touch screen; generating reversing trajectory module for vehicle position through the omni-directional vision sensor can detect the current user. By entering the target position of the user interface, the automatic generation of an inverted The car tracks, backing the envelope according to the corresponding reverse trajectory, reversing the envelope is greater than the vehicle can travel path curvature minimum, and determine the image edge reversing envelope and obstacles such as whether the intersection, the intersection will not determine the reverse track trace; otherwise, the intersection modified reverse trajectory; steering wheel angle action calculation module, according to the reversing trajectory line generated by the target path, the key points in the backing track on the line of driving down angle P, the relationship between target path angle: P and steering angle decreases with delta H the formula (22), P = psi: Tan = \1\ (Y: P / X: P) = Y: P / X: P: K = s * 8: h * t: P / 2 (22) in the formula, K: S = G = gamma, Delta, down:: G: * s is a constant, estimated to reach a critical point in the reversing speed situation when the time: t p; and the steering wheel angle Delta: H output to the display unit; reversing trajectory correction module, used to recalculate the backing track line deviation in the vehicle deviates from the backing track line, detection of the key points in reversing the track line whether the deviation, if the detected offset value exceeds the preset range according to the current position of the vehicle, to re generate the backing track line.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全方位视觉传感器技术、图像识别技术、计算机控制技术在车辆停车方面的应用，尤其是一种智能这车辅助装置。
技术介绍
随着我国汽车产业的发展和人们生活水平的不断提高，一方面汽车的数量逐年增加，每年以700万台速度增长，使得我国的公路、街道及停车场拥挤不堪，可转动的空间越来越少；另一方面，车辆绝对数的增长造成了新司机及非专职司机越来越多，因倒车引起的纠纷越来越多。在2002年汽车事故的发生比例中，倒车引起的事故占21％，倒车成为令人们头痛的一项任务，即使是经验丰富的司机也在抱怨倒车是件费力费神的事。改善倒车遇到的窘境被越来越多的人所关注，人们对汽车操纵的便捷性提出了更高的要求，希望有种装置能够解决汽车倒车给人们带来的不便，消除驾驶中的不安全因素，可将车快速准确地停放到指定的位置。汽车倒车中存在的困难，其一是来自于驾驶者坐在驾驶座位上无法完全了解汽车四周特别是后方的环境。驾驶者只能依赖后视镜观察后方障碍物，后视镜受其位置的限制，视野狭窄、清晰度差，根本无法达到倒车中后视的目的。其二倒车时驾驶者同时要兼顾车辆前方、两侧的情况，必须扭身回头观察车辆后面的情况，体力和脑力消耗过大，易产生不安全因素。其三倒车是一个复杂的工程，它依赖于驾驶者的驾驶经验、驾驶技巧及反应灵敏程度，任一环节出问题都导致驾驶员无法快速准确地完成倒车任务。中国专利技术专利00100982.6公开了一种具有多路显示功能的倒车雷达装置。该方案采用在车尾适当位置分设超声波感应器及摄像机，二者分别连接至一倒车雷达主机及图像处理模组，倒车雷达主机亦与图像处理模组连线，图像处理模组输出端则与位于驾驶座处的显示器相连接。倒车时，驾驶者首先将通过摄像机摄人的图像判断车后障碍物远近，接近障碍物时，超声波感应器亦同时接收反射信号，经雷达主机转换成通信码送至图像处理模组，障碍物的方位与距离也显示于显示器上。中国专利技术专利号00101620.2公开了一种具有多种显示功能的倒车雷达检测器，它包括至少一组以上的倒车雷达、位置距离显示器和微处理器，该位置距离显示器包括有一解码电路、两方向指示灯及一数字型显示电路；该微处理器是对车尾所设各倒车雷达送入的信号进行编码，并送到所述的位置距离显示器，经解码电路解码后，除可通过方向指示灯显示车后障碍物的方位外，该数字型显示电路还可显示车尾相距障碍物的具体距离，以利于驾驶倒车时确实掌握车尾与障碍物的距离。中国专利技术专利02208981.0公开了一种汽车倒车监视报警装置，由显示屏、报警器、数码显示管、摄像头及距离探测器构成，其特征在于所述距离探测器与报警器及数码显示管进行电连接，并与汽车倒车灯的电源电连接，所述数码显示管设置在显示屏上，所述摄像头与显示屏电连接，解决了汽车在倒车时无法了解车尾与障碍物距离及何种障碍物的难题。上述几种解决方案，通过超声波感应器、雷达检测器来检测车后障碍物，用摄像头来确认车后障碍物距离及何种障碍物，这些解决方案在一定程度上减少事故的发生，但是，采用超声波探测或者雷达检测器，电路结构复杂，同时直观性和可靠性差，会造成驾驶员使用上的不方便，而采用摄像头来确认车后障碍物距离及何种障碍物仍需要驾驶员用视觉来进行确认，只是帮助了驾驶员能了解汽车后方的环境，而且由于这种摄像头只是针对车辆后方进行摄像的，因此所拍摄到的仅仅只是车辆后方的视角范围，无法通过视频图像确认左右两边的障碍物以及后下方的停车线。中国专利技术专利200580000399.2公开了一种停车辅助设备，用于捕获车辆后面的图像的照相机；布置得靠近车辆的驾驶员座椅的显示器；用于检测转向角的转向角传感器；用于检测车辆的偏航角的偏航角检测装置；用于向驾驶员发布驾驶操作引导信息的引导装置；及控制器，其用于当车辆从初始停止位置向前运动时，基于通过转向角传感器检测的转向角和偏航角检测装置检测的车辆的偏航角获取车辆的瞬时位置和车辆的瞬时偏航角，用于一旦车辆已经进入通过停车允许位置和停车允许偏航角限定的向后运动开始位置的区域内或在车辆已经进入该区域一段时间以后，通过引导装置发布引导信息来停止车辆，用于当车辆向后运动时在显示器上显示通过照相机捕获的图像，以及用于在车辆在保持通过转向角传感器检测的当前的转向角向后运动的情况下，在显示器上以叠加的方式显示估计的车辆空间，估计的车辆空间根据当前的转向角运动，以由此告知驾驶员向后运动车辆的适当的转向角。
技术实现思路
为了克服已有的停车辅助装置不能提供四周的视觉图像、不能有效的提供倒车辅助决策的不足，本专利技术提供一种能够提供车辆四周的视觉图像、能够提示驾驶员操作方向盘的转角、有效的辅助倒车过程的基于全方位计算机视觉的智能停车辅助装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种基于全方位计算机视觉的智能停车辅助装置，包括视觉传感器、用于进行停车辅助决策的微处理器以及用于显示车辆周围情况的显示单元，所述视觉传感器连接微处理器，所述的微处理器包括图像显示单元，用于采集视觉传感器的信号，并输出到显示单元；所述的视觉传感器为全方位视觉传感器，该全方位视觉传感器安装在车辆中间的顶部，所述的全方位视觉传感器包括用于反射车辆周围领域中物体的外凸折反射镜面，外凸折反射镜面朝下，用于防止光折射和光饱和的黑色圆锥体，黑色圆锥体固定在折反射镜面外凸部的中心，用于支撑外凸折反射镜面的透明圆柱体，用于拍摄外凸反射镜面上成像体的摄像头，摄像头对着外凸反射镜面朝上；所述的微处理器还包括传感器标定模块，用于建立空间的路面图像与所获得的视频图像的对应关系；图像展开模块，用于将全方位视觉传感器采集的图像进行展开，将读取的圆形视频图像展开为全景柱状图；车辆周围障碍物边缘检测模块，用于采用索贝尔算子进行边缘检测，采用设定大小的模板，在各个模板之间计算梯度，在图像中选择计算的剃度值大于梯度幅值的点作为边缘点，将各个边缘点连接成边缘位置；车辆周围障碍物边缘最近距离计算模块，用于在左右方向上，以车辆的长度作为检测线，从离车辆的宽度加上报警距离处作为开始检测线，分别从左右方向向外进行检测，当检测线碰到检测直线与障碍物的边缘线有预设数量的像素点相交时，判定该处是障碍物与车辆在左右方向上的最近距离；在前后方向上，以车辆的宽度作为检测线，从离车辆的长度加上报警距离处作为开始检测线，分别从前后方向向外进行检测，当检测线碰到检测直线与障碍物的边缘线有预设数量的像素点相交时，判定该处是障碍物与车辆在前后方向上的最近距离；障碍物报警模块，用于判断最近距离是否小于预设的下限值，如小于该下限值，向告警器发出告警指令；倒车知识库，用于存放驾驶员的倒车技巧、技能，以及各种当前位置与目标位置之间的倒车轨迹线，供生成倒车轨迹线时调用；停车位置指定模块，用于使用者通过用户界面的输入希望停放车辆的位置，利用全方位视觉传感器所得到的周围图像信息，在该显示的图像信息上用户在触摸屏上选择目标位置；倒车轨迹线生成模块，用于通过全方位视觉传感器检测当前的车辆位置，使用者通过用户界面的输入目标位置，自动生成一条倒车轨迹线，根据该倒车轨迹线作相应的倒车包络线，所述的倒车包络线大于车辆可行驶最小的路径圆弧曲率，并判断倒车包络线与障碍物的图像边缘是否发生相交，如不发生相交就确定该倒车轨迹线；否则，对发生相交处进行修改倒车轨迹线；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤一平，严海东，柳圣军，贺武杰，金海明，周思宗，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：